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基于GIS的中尺度土壤空间分布规律研究

作　者: 陈楠
导　师: 张仁霖；杨联安
学　校: 西北大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 地理信息系统空间分析数字地面模型土壤理化性质空间分布规律土壤景观中尺度
分类号: S159
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 314次
引　用: 4次
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内容摘要

土壤资源是人类生存和可持续发展的基础。土壤空间分布规律的分析一直是土壤学研究的重要课题。本研究正是基于国家自然科学基金项目——中尺度土壤景观空间格局分析，研究中尺度土壤空间分布规律。本研究应用GIS的复合叠置分析、聚类聚合分析、缓冲区分析、数字地形模型(DTM)的分析和统计学分析等方法，探索了中尺度土壤分布规律及土壤理化性质随地形因素(海拔高度、坡向、距河流远近)变化而变化的规律。研究工作以西安市为试验样区。在研究工作中将数字高程模型(DEM)的概念引入土壤学研究中，制作了西安市数字土壤理化性质模型(包括数字有机质含量模型、数字PH值模型、数字阳离子代换量模型、数字粘粒含量模型)。同时，参照用DEM制作剖面线和等高线图的方法，制作了有机质含量等值线图、有机质含量剖面线图、PH值剖面线图、阳离子代换量剖面线图和粘粒含量剖面线图。利用以上模型和图件分析了土壤理化性质与地形因素变化间的关系。另外，应用GIS的空间分析方法提取土壤在不同海拔高度、不同坡向，距河流不同远近区域的分布信息。利用所提取的信息定量化地分析土壤理化性质空间变化的规律。所有这些都是把GIS分析方法应用于中尺度土壤空间分布规律研究中的突破和创新。此外，本次研究建立了土壤信息库。该信息库提供土壤斑块的周长、面积、斑块数等数据。根据景观生态学原理，利用以上数据计算出土壤斑块的均匀指数、多样性指数等，并作统计分析。为地理信息系统学科应用于土壤景观研究在方法上做出了有益的探索。研究发现：地理信息科学方法和技术应用于土壤学研究是可行的，有传统分析方法所无法比拟的优越性；西安市土壤有明显的空间分布规律(垂直地带性明显，随地形因素变化土壤理化性质发生有规律的变化，研究区土壤斑块均匀度较高)；统计学研究方法在分析土壤空间分布规律时，有重要意义。本研究是将地理信息科学分析方法应用于土壤科学和景观生态学研究的有益的探索。本研究对于西安市的实际情况有一定的理论指导价值和实际应用价值，也为其它区域的研究提供了借鉴。

全文目录

第1章前言  8-12
  1．1 研究目的、基础  8-9
    1．1．1 研究目的  8
    1．1．2 研究基础  8-9
  1．2 国内外研究现状分析  9-10
    1．2．1 国内外研究现状  9-10
    1．2．2 小结  10
  1．3 创新之处  10-12
    1．3．1 数字土壤  10
    1．3．2 中尺度分析  10-11
    1．3．3 应用地理信息系统技术进行土壤景观生态学研究  11-12
第2章研究区基本情况  12-15
  2．1 地理位置及行政区划  12
  2．2 社会经济情况  12
    2．2．1 人口及劳动力  12
    2．2．2 土地利用情况  12
  2．3 自然概况  12
  2．4 土壤状况  12-15
    2．4．1 土壤分类及分类系统  12-13
    2．4．2 土壤分布概况  13-15
第3章数据采集过程  15-18
  3．1 研究条件  15
    3．1．1 硬件环境  15
    3．1．2 软件环境  15
  3．2 工作流程  15-18
    3．2．1 目的、方法  15-16
    3．2．2 操作步骤  16-18
第4章土壤空间分布规律研究  18-44
  4．1 土壤分布规律  18-19
    4．1．1 水平地带性  18
    4．1．2 垂直地带性  18-19
  4．2 土壤在不同海拔高程分布变化规律分析  19-24
    4．2．1 各土类在不同海拔高程级别的分布面积百分比表  19-21
    4．2．2 各海拔高程级别土类分布面积百分比直方图  21-23
    4．2．3 各海拔高程级别间土类分布面积百分比相关系数分析  23-24
  4．3 土壤理化性质随海拔高程变化而变化的规律分析  24-29
    4．3．1 土壤理化性质相互关系分析  24-25
    4．3．2 土壤理化性质与海拔高程间关系分析  25-29
  4．4 土壤在不同坡向分布变化规律分析  29-31
    4．4．1 各土类在不同坡向分布面积百分比直方图  29-30
    4．4．2 土壤理化性质与坡向间关系分析  30-31
  4．5 海拔高度、坡向对土壤空间分布规律影响小结  31-32
  4．6 土壤中域分布规律  32-36
    4．6．1 土壤中域分布规律的概念  32
    4．6．2 枝形分布规律研究  32-36
    4．6．3 小结  36
  4．7 数字有机质含量模型、数字PH值模型、数字阳离子代换量模型、数字粘粒含量模型  36-39
    4．7．1 数字有机质含量模型、数字PH值模型、数字阳离子代换量模型、数字粘粒含量模型制作方法  36
    4．7．2 土壤理化性质剖面线图  36-37
    4．7．3 有机质含量等值线图  37-39
  4．8 土壤多样性等指数分析  39-44
    4．8．1 概念介绍  39
    4．8．2 土壤斑块多样性等指数计算  39-43
    4．8．3 小结  43-44
第5章结论和展望  44-60
  5．1 主要结论  44
    5．1．1 地理信息科学方法和技术应用于土壤学研究是可行的  44
    5．1．2 西安市土壤有明显的空间分布规律  44
    5．1．3 统计学方法在土壤空间分布规律研究中有重要意义  44
  5．2 展望  44-60

基于GIS的中尺度土壤空间分布规律研究

内容摘要

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