長江平原人口密集的鄉(xiāng)村景觀格局和土壤碳氮磷儲(chǔ)量的長期變化.pdf

1、本文通過區(qū)域多變量聚類成層界定了長江平原區(qū)鄉(xiāng)村景觀分布范圍，并通過土地利用覆被粗分類，地形和人口密度等多變量聚類分析，結(jié)合可獲得的遙感影像、歷史航片，及農(nóng)業(yè)調(diào)查歷史資料(1930s)的地區(qū)選取典型研究樣區(qū)利景觀樣方。實(shí)地研究主要位于宜興市域的長江平原區(qū)12個(gè)鄉(xiāng)村景觀代表性樣方，基于1m分辨率的IKONOS影像和高分辨的3期歷史航片(1942，1963和1989)，采用生態(tài)立地分類及繪圖標(biāo)準(zhǔn)，通過直接解譯、結(jié)合老者訪問、實(shí)地檢驗(yàn)對(duì)均質(zhì)景觀

2、斑塊進(jìn)行分類和繪圖；依據(jù)聚類距離權(quán)重分層取樣設(shè)計(jì)方法，在生態(tài)立地斑塊中隨機(jī)設(shè)定取樣點(diǎn)進(jìn)行土壤和底泥取樣；對(duì)樣方進(jìn)行自助法重取樣，用區(qū)域多變量最優(yōu)化方法計(jì)算重取樣方的區(qū)域權(quán)重，通過進(jìn)行正態(tài)分布和對(duì)數(shù)正態(tài)分布等檢驗(yàn)，設(shè)定土壤有機(jī)碳、全氮和全磷密度的概率分布函數(shù)，并結(jié)合蒙特卡羅不確定性分析模型。評(píng)價(jià)并闡明了人口密集的長江平原區(qū)鄉(xiāng)村景觀的結(jié)構(gòu)，土地管理和景觀的長期變化，進(jìn)而評(píng)價(jià)了土壤有機(jī)碳、全氮和全磷的儲(chǔ)量和長期變化。結(jié)果表明： 基于高

3、分辨率的遙感影像的景觀繪圖和尺度推繹方法，對(duì)長江平原區(qū)2002年土地利用覆被面積進(jìn)行評(píng)價(jià)，其結(jié)果的準(zhǔn)確性遠(yuǎn)高于2000年國家土地覆被數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了國家土地利用覆被數(shù)據(jù)高估了長江平原區(qū)的基質(zhì)類型的面積，即水田面積，低估了水體和林地的面積。證實(shí)了本研究的方法明顯的優(yōu)于基于30m分辨率的土地利用/覆被評(píng)價(jià)的傳統(tǒng)遙感研究方法。 長江平原區(qū)鄉(xiāng)村景觀的長期變化分析表明：長江平原區(qū)鄉(xiāng)村景觀面積是85.26×10<'3>km，1940s～2002

4、年土地利用/覆被類型面積減少最大的是水田(-22.0％)，其次是閑置水域(-6.8％)，還有少量的雜亂用地(-2.2％)；而面積增加最人的水產(chǎn)養(yǎng)殖(14.3％)，其次是硬化地面的建筑用地(7.8％)和水澆地多年生作物(3.6％)。1940s～2002年生態(tài)立地類型面積減少最大的是平原水稻田(-22.5％)，其次是小運(yùn)河閑置水域(-4.2％)和平原旱地一年生糧食作物(-3.5％)；而面積增加最大的是成片聚集的農(nóng)村居民住宅樓(7.8％)，其

5、次是大型混合水產(chǎn)養(yǎng)殖塘(5.1％)和平原水澆地成熟桑樹(3.6％)等，對(duì)土地利用/覆被長期變化的原因進(jìn)行初步探討。 不同的生態(tài)立地或土地利用類型的土壤有機(jī)碳，全氮和全磷密度差異較明顯?；谏鷳B(tài)立地水平的土壤有機(jī)碳，全氮和全磷密度計(jì)算得出，2002年長江平原區(qū)鄉(xiāng)村景觀0～30cm土壤有機(jī)碳、全氮和全磷儲(chǔ)量分別為306.7 Tg，29.9Tg和19.8Tg。平原稻田無論是面積還是有機(jī)碳、全氮和全磷儲(chǔ)量都是最高的?；?種情景假設(shè)，假

6、設(shè)耕地土壤有機(jī)碳，全氮和全磷密度在60年沒有增加，則長江平原區(qū)0～30cm土壤有機(jī)碳，全氮和全磷儲(chǔ)量分別減少15.8Tg C，1.28TgN和0.74Tg P；而假設(shè)耕地土壤從1940s到2002有機(jī)碳，全氮和全磷密度增加20％，則長江平原區(qū)土壤有機(jī)碳、全氮和全磷儲(chǔ)量分別增加了39.2Tg C，4.0Tg N和3.0 Tg P。根據(jù)他人近期研究結(jié)果，后一種假設(shè)可能更加接近實(shí)際情況。 本研究揭示了長江平原區(qū)人口密集的鄉(xiāng)村景觀的格局