地表水體、土壤與地形地貌多樣性的格局特征及關聯(lián)分析.pdf

1、土壤作為重要的自然資源和水資源、地形地貌等主要的地學要素具有密切的聯(lián)系，共同支撐著人類的生產(chǎn)和生活。目前，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進程的加劇，水土資源時空分布不均衡、土壤表層破壞、土地利用不合理及植被減少和退化等問題越來越突出并受到人們的重視。
　　土壤多樣性在國內(nèi)外已經(jīng)被越來越多地看作是一個有研究價值和充滿創(chuàng)新性的土壤計量手段，有關研究雖取得了顯著的進展，但如何將與其他資源的多樣性進行比較已成為急需解決的關鍵問題之一，對其的研

2、究也逐漸由土壤多樣性向地多樣性發(fā)展，并成為土壤地理學新的研究趨勢。鑒于此，本文以地表水體作為主體，將中國中部的河南省和東部江蘇省的典型樣區(qū)作為研究對象，在最新的土壤多樣性理論和測度方法的基礎上，同時引入生態(tài)學中的空間粒度方法，與土壤和地形地貌一起刻畫多樣性的關系，以期實現(xiàn)由單一要素向多要素的多樣性跨越及方法的遞進，從本質上改變傳統(tǒng)土壤學和土壤多樣性的研究模式。
　　探索了面狀和線狀地表水體形態(tài)的多樣性測度方法。總結前人研究水體多樣

3、性測度方法作為基礎，引入空間粒度方法并加以應用，提出了新的測度方法即空間分布長度指數(shù)（MSHDLI），對研究樣區(qū)不同形態(tài)的多樣性測度方法進行了深入研究。研究結果表明:該指數(shù)與河流密度(RD)、空間分布面積指數(shù)(MSHDAI)的相關關系較為顯著，對應的平均相關系數(shù)r分別為0.997和0.878，P＜0.01。對三者的多元線性回歸模型進行分析發(fā)現(xiàn)新指數(shù)與其他兩指數(shù)呈線性相關且對它們的解釋程度高于95％。即空間分布長度指數(shù)(MSHDLI)可以

4、將河流密度(RD)對水資源廣度的描述優(yōu)勢與空間分布面積指數(shù)(MSHDAI)對水資源空間分布離散性的描述優(yōu)勢結合起來而作為評價地表水體空間分布離散性程度的重要指標。
　　分析了水土資源多樣性的相關性及相關關系的穩(wěn)定性。對研究樣區(qū)進行土地利用監(jiān)督分類獲取地表水體信息，采用空間粒度方法研究地表水體和土壤多樣性的格局特征及相關性。研究證明:2000～2013年，襄城縣和吳江區(qū)土壤與地表水體多樣性間的相關性類型為穩(wěn)定型，并與其平原地形有關;

5、林州市、固始縣和溧水縣因較多的山地丘陵而呈不穩(wěn)定型;如皋市因具有過大的水網(wǎng)密度并未呈現(xiàn)出相關性。因此，研究區(qū)的地形、水體形態(tài)和密度及人類活動干擾等是影響土壤和地表水體多樣性關系的主要因素。此外，對地表水體多樣性指數(shù)的適用性進行延伸探索。
　　在土壤多樣性的研究中增加了地形地貌要素。首次運用改進的仙農(nóng)熵公式對河南省大尺度控制下的不同地形上的土壤多樣性格局進行了研究。研究表明:河南省主要有平原、丘陵、山地和盆地4種地形和15種土類，其

6、地形與土壤的形成、空間分布多樣性有密切的聯(lián)系。河南省廣闊的平原賦予了潮土分布的地域背景條件，山地地形中山間谷底僅有少量潮土分布，同時省內(nèi)極少面積的鹽土和堿土也僅分布在平原區(qū)域。山地和丘陵地形下面積最大且空間分布多樣性值最大的土類均為褐土，盆地地形則以黃褐土、砂姜黑土為主。
　　獲取更為詳細的地貌等級分類體系，在此基礎上運用改進的仙農(nóng)熵公式對多級地貌特征及其與土壤多樣性的關系進行了探討。研究表明:河南省共有3個一級地貌，12個二級地

7、貌和37個三級地貌，不同級別的優(yōu)勢地貌類型分別是流水地貌、沖擊平原和泛濫平坦地。隨著土壤和地貌分類等級的細化，二者所有分類單元在數(shù)量構成上的均勻程度越來越高。且與地貌分類相比，土壤的分類體系更詳細，分支率也有較大的變化范圍。一級地貌類型與土類、亞類和土屬多樣性間存在緊密的相關關系，其中，流水地貌與土類和亞類均相關，與99％的土屬也相關。
　　水、土壤和地形多樣性的格局特征分析。以河南省為研究區(qū)，分析3個要素的構成組分多樣性和空間分

8、布多樣性。研究發(fā)現(xiàn):河南省地形與土壤之間關系密切，二者的相關系數(shù)，r值大于0.50的占76％以上，相關性高。6個分區(qū)中，東部分區(qū)為單一的平原地形但空間分布長度指數(shù)(MSHDLI)值次高，平原地形水系發(fā)育較好，西部分區(qū)以山地為主且地形復雜，其地表水體多樣性指數(shù)MSHDLI值達到最小，山地條件下水系發(fā)育較為簡單。當研究區(qū)面積相近時，土類構成組分多樣性值主要取決于土類間面積大小的均衡程度，與土類面積比例平均變化量之間呈負相關，相關系數(shù)R2值為