發(fā)布時間：2020-09-14 12:28

　　 土壤是人類生活和生產(chǎn)最基本、最廣泛、最重要的自然資源。隨著全球性的糧食安全、土壤退化、生態(tài)環(huán)境惡化等問題日益突出,系統(tǒng)、及時、準確地掌握和管理土壤資源信息的需求越來越迫切�！皵�(shù)字土壤”是土壤學融合現(xiàn)代地學和信息科學的產(chǎn)物。建設“數(shù)字土壤”是國情所需,也是教學、科研以及農(nóng)業(yè)、國土、水利、環(huán)保等職能部門的迫切要求。從目前我國土壤信息化的發(fā)展狀況看,土壤數(shù)據(jù)庫建設是我國數(shù)字土壤急需優(yōu)先開展的重要基礎性工作。本文以第二次土壤普查成果及相關資料為基礎,建立覆蓋浙江全省的大、中、小系列比例尺土壤數(shù)據(jù)庫,并對當前土壤數(shù)據(jù)庫建設中普遍面臨的問題,包括土壤圖的數(shù)字化修復與更新、不同土壤分類體系的參比等進行分析與探討。在此基礎上,借助相關理論與方法,應用浙江省土壤數(shù)據(jù)庫,分別對土壤分類多樣性及景觀格局特征、土壤可蝕性K值及分布特征、城區(qū)擴張和土壤資源時空動態(tài)變化進行分析與評價。主要研究結果如下： (1)浙江省土壤數(shù)據(jù)庫建立浙江省數(shù)據(jù)庫包括空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫兩大部分�？臻g數(shù)據(jù)庫包含1：100萬、1：50萬、1：25萬和1：5萬四種比例尺。屬性數(shù)據(jù)庫中包含全省2677個剖面數(shù)據(jù)及表耕層數(shù)據(jù)。浙江省土壤數(shù)據(jù)庫的建成實現(xiàn)了浙江省第二次土壤普查資料的數(shù)字化、信息化,在一定程度上奠定浙江省“數(shù)字土壤”的基礎。 (2)傳統(tǒng)土壤圖的數(shù)字修復與更新基于浙江省土壤數(shù)據(jù)庫后期完善更新的需要,針對浙江省第二次土壤普查圖件中存在的問題,應用遙感與地理信息技術,進行修復和更新傳統(tǒng)土壤圖的研究。1)傳統(tǒng)土壤圖修復主要包括三方面內容：數(shù)學基礎修復解決原有土壤普查圖件坐標缺失問題；圖斑要素修復是通過判讀歷史遙感影像解決要素模糊、圖件破損、要素編繪不合理等問題：符號注記修復是解決圖例符號陳舊和不規(guī)范問題。2)土壤圖更新從三個方面進行：數(shù)學基礎更新是將圖件地理參考從北京54坐標更新到西安80或國家大地2000坐標系,以匹配測繪、國土等行業(yè)空間數(shù)據(jù)；行政區(qū)劃更新是將土壤普查圖件按現(xiàn)有行政區(qū)劃進行調整,以滿足區(qū)域土壤資源管理和使用的需要；圖斑要素更新是借助高分辨率遙感影像或土地利用圖對土壤普查圖件中基礎地理信息要素,包括水系、交通、建設用地等要素進行更新。從而,保持土壤圖斑的現(xiàn)勢性。 (3)浙江省土壤發(fā)生分類與土壤系統(tǒng)分類參比利用浙江省1：5萬土壤詳查數(shù)據(jù)庫,對土壤發(fā)生分類土種與中國土壤系統(tǒng)分類亞類進行參比,編制土壤系統(tǒng)分類亞類分布圖。結果表明,發(fā)生分類基層分類單元歸屬較為清楚,但高級單元關系較為復雜。99個土屬有62個參比歸屬唯一,277個土種有252個參比歸屬唯一。通過土壤分類系統(tǒng)參比,將大比例尺土壤普查成果轉換成系統(tǒng)分類體系是可行的,可以滿足1：10萬的系統(tǒng)分類亞類制圖要求。浙江省土壤參比后歸屬于8個土綱,以雛形土土綱面積最大,占總面積的31.3%；人為土土綱次之,占總面積的21.4%,有機土土綱面積最小,土壤區(qū)域分布規(guī)律較為明顯。這些結果對土壤系統(tǒng)分類研究具有一定的參考價值,也為省域范圍的系統(tǒng)分類制圖與應用提供了范例。 (4)浙江省土壤多樣性研究以全省1：5萬土壤數(shù)據(jù)庫為基礎,利用多樣性分析理論與方法,對浙江省不同地市范圍的土壤多樣性、土壤類型景觀分布格局特征、普查土種的稀有程度進行了分析與評價。結果表明,1)土壤分類單元級別是影響土壤多樣性評價結果的一個非常重要的因素,區(qū)域土壤多樣性的評價必須明確土壤分類級別；2)在土種層次,浙江省11個市的多樣性指數(shù)從高到低依次為紹興、臺州、寧波、杭州、金華、湖州、舟山、溫州、衢州、麗水、嘉興；3)在全省的10個土類中,紅壤面積最大,占全省土壤總面積的40.1%；水稻土圖斑個數(shù)最多,占全省圖斑總數(shù)的51.3%；黃壤平均圖斑面積最大,約為2.85km2；各土類形狀指數(shù)仍屬簡單；4)根據(jù)斑塊個數(shù)、分布面積及分布多樣性指數(shù)分別評選出20個代表性土種及稀有土種,相關結果可作為土壤資源保護與利用的依據(jù)。 (5)浙江省土壤可蝕性利用EPIC模型估算了浙江省277個土種的土壤可蝕性K值,編制了全省30m格網(wǎng)分辨率的土壤可蝕性K值分布圖。結果表明,1)浙江省277個土種的可蝕性K值變化范圍為0.116-0.425；2)紅壤可蝕性K值與有機碳含量、砂粒含量呈顯著負相關,與粉粒含量呈顯著正相關,與黏粒含量的相關性不顯著；3)浙江省土壤可蝕性K值以中低侵蝕、中可蝕為主,其土壤面積分別占浙江省土壤總面積的64.2%和26.4%。 (6)城市擴張對土壤資源的影響基于長時間序列歷史遙感影像和1：5萬土壤數(shù)據(jù)庫,對浙北平原區(qū)1969-2009年間,20個城市的主城區(qū)擴張占用土壤資源狀況進行了分析與評價。結果表明,1)浙北平原主城區(qū)面積由1969年的165km2增加到2009年的1171km2,年均擴張25.8km2；2)不同階段的擴張速度存在一定差異。其中,1995-1999年是谷點,1999年至2005年擴張最快,此6年期間擴張面積占總擴張面積的42.7%；3)1987-2009年間,城區(qū)擴張導致土壤資源面積縮減835.6km2,侵占土壤類型以水稻土和潮土為主,113個土種遭受侵占,烏潮土、烏松土和黃松土三個土種消失,不同階段和不同城市侵占的土壤類型存在一定差異。 本研究證明,浙江省土壤數(shù)據(jù)庫在農(nóng)業(yè)、國土、水利等部門具有極為重要的應用價值。然而,限于時間等因素,在土壤數(shù)據(jù)庫的更新,特別是土壤圖斑屬性的更新,以便保持數(shù)據(jù)的現(xiàn)時性等方面還有很長的路要走。作為十分重要的基礎數(shù)據(jù),土壤數(shù)據(jù)庫的應用也是極為廣泛的。本論文僅嘗試了在土壤多樣性、土壤可蝕性和土壤資源動態(tài)等三個方面的應用,還有其他眾多領域、學科和部門亟需進行相關的應用研究。
【學位單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2013
【中圖分類】：S159.2

【參考文獻】

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本文編號：2818179