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(wèn)題日益突出,系統(tǒng)、及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握和管理土壤資源信息的需求越來(lái)越迫切�！皵�(shù)字土壤”是土壤學(xué)融合現(xiàn)代地學(xué)和信息科學(xué)的產(chǎn)物。建設(shè)“數(shù)字土壤”是國(guó)情所需,也是教學(xué)、科研以及農(nóng)業(yè)、國(guó)土、水利、環(huán)保等職能部門的迫切要求。從目前我國(guó)土壤信息化的發(fā)展?fàn)顩r看,土壤數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)是我國(guó)數(shù)字土壤急需優(yōu)先開(kāi)展的重要基礎(chǔ)性工作。本文以第二次土壤普查成果及相關(guān)資料為基礎(chǔ),建立覆蓋浙江全省的大、中、小系列比例尺土壤數(shù)據(jù)庫(kù),并對(duì)當(dāng)前土壤數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)中普遍面臨的問(wèn)題,包括土壤圖的數(shù)字化修復(fù)與更新、不同土壤分類體系的參比等進(jìn)行分析與探討。在此基礎(chǔ)上,借助相關(guān)理論與方法,應(yīng)用浙江省土壤數(shù)據(jù)庫(kù),分別對(duì)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(kuò)張和土壤資源時(shí)空動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。主要研究結(jié)果如下： (1)浙江省土壤數(shù)據(jù)庫(kù)建立浙江省數(shù)據(jù)庫(kù)包括空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)兩大部分�？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)包含1：100萬(wàn)、1：50萬(wàn)、1：25萬(wàn)和1：5萬(wàn)四種比例尺。屬性數(shù)據(jù)庫(kù)中包含全省2677個(gè)剖面數(shù)據(jù)及表耕層數(shù)據(jù)。浙江省土壤數(shù)據(jù)庫(kù)的建成實(shí)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(chǔ)。 (2)傳統(tǒng)土壤圖的數(shù)字修復(fù)與更新基于浙江省土壤數(shù)據(jù)庫(kù)后期完善更新的需要,針對(duì)浙江省第二次土壤普查圖件中存在的問(wèn)題,應(yīng)用遙感與地理信息技術(shù),進(jìn)行修復(fù)和更新傳統(tǒng)土壤圖的研究。1)傳統(tǒng)土壤圖修復(fù)主要包括三方面內(nèi)容：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)修復(fù)解決原有土壤普查圖件坐標(biāo)缺失問(wèn)題；圖斑要素修復(fù)是通過(guò)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(wèn)題：符號(hào)注記修復(fù)是解決圖例符號(hào)陳舊和不規(guī)范問(wèn)題。2)土壤圖更新從三個(gè)方面進(jìn)行：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)更新是將圖件地理參考從北京54坐標(biāo)更新到西安80或國(guó)家大地2000坐標(biāo)系,以匹配測(cè)繪、國(guó)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(jìn)行調(diào)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(duì)土壤普查圖件中基礎(chǔ)地理信息要素,包括水系、交通、建設(shè)用地等要素進(jìn)行更新。從而,保持土壤圖斑的現(xiàn)勢(shì)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(wàn)土壤詳查數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)土壤發(fā)生分類土種與中國(guó)土壤系統(tǒng)分類亞類進(jìn)行參比,編制土壤系統(tǒng)分類亞類分布圖。結(jié)果表明,發(fā)生分類基層分類單元?dú)w屬較為清楚,但高級(jí)單元關(guān)系較為復(fù)雜。99個(gè)土屬有62個(gè)參比歸屬唯一,277個(gè)土種有252個(gè)參比歸屬唯一。通過(guò)土壤分類系統(tǒng)參比,將大比例尺土壤普查成果轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)分類體系是可行的,可以滿足1：10萬(wàn)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(gè)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(jī)土土綱面積最小,土壤區(qū)域分布規(guī)律較為明顯。這些結(jié)果對(duì)土壤系統(tǒng)分類研究具有一定的參考價(jià)值,也為省域范圍的系統(tǒng)分類制圖與應(yīng)用提供了范例。 (4)浙江省土壤多樣性研究以全省1：5萬(wàn)土壤數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),利用多樣性分析理論與方法,對(duì)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(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)。結(jié)果表明,1)土壤分類單元級(jí)別是影響土壤多樣性評(píng)價(jià)結(jié)果的一個(gè)非常重要的因素,區(qū)域土壤多樣性的評(píng)價(jià)必須明確土壤分類級(jí)別；2)在土種層次,浙江省11個(gè)市的多樣性指數(shù)從高到低依次為紹興、臺(tái)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(gè)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(gè)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(jiǎn)單；4)根據(jù)斑塊個(gè)數(shù)、分布面積及分布多樣性指數(shù)分別評(píng)選出20個(gè)代表性土種及稀有土種,相關(guān)結(jié)果可作為土壤資源保護(hù)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(gè)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(jié)果表明,1)浙江省277個(gè)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(jī)碳含量、砂粒含量呈顯著負(fù)相關(guān),與粉粒含量呈顯著正相關(guān),與黏粒含量的相關(guān)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(kuò)張對(duì)土壤資源的影響基于長(zhǎng)時(shí)間序列歷史遙感影像和1：5萬(wàn)土壤數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)浙北平原區(qū)1969-2009年間,20個(gè)城市的主城區(qū)擴(kuò)張占用土壤資源狀況進(jìn)行了分析與評(píng)價(jià)。結(jié)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(kuò)張25.8km2；2)不同階段的擴(kuò)張速度存在一定差異。其中,1995-1999年是谷點(diǎn),1999年至2005年擴(kuò)張最快,此6年期間擴(kuò)張面積占總擴(kuò)張面積的42.7%；3)1987-2009年間,城區(qū)擴(kuò)張導(dǎo)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(gè)土種遭受侵占,烏潮土、烏松土和黃松土三個(gè)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(kù)在農(nóng)業(yè)、國(guó)土、水利等部門具有極為重要的應(yīng)用價(jià)值。然而,限于時(shí)間等因素,在土壤數(shù)據(jù)庫(kù)的更新,特別是土壤圖斑屬性的更新,以便保持?jǐn)?shù)據(jù)的現(xiàn)時(shí)性等方面還有很長(zhǎng)的路要走。作為十分重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),土壤數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)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(dòng)態(tài)等三個(gè)方面的應(yīng)用,還有其他眾多領(lǐng)域、學(xué)科和部門亟需進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用研究。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2013
【中圖分類】：S159.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2818179