水土資源分布的多樣性格局、時(shí)空變化及關(guān)聯(lián)分析.pdf

1、水資源和土壤資源同為維持人類生產(chǎn)生活得以正常運(yùn)行的基礎(chǔ)物質(zhì)資源類型，且兩者之間具有密切聯(lián)系。在當(dāng)今城市化高速發(fā)展的大背景下，人類對(duì)水土資源的合理利用面臨愈發(fā)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，水土資源的短缺和不均衡分布也成為制約人與自然和諧相處的根本因素之一。
　　為探索水土資源的空間分布特征及其內(nèi)在聯(lián)系，本文以中國(guó)中部河南省和東部江蘇省的典型樣區(qū)為例，基于土壤地理學(xué)研究領(lǐng)域前沿性的土壤多樣性理論和方法，對(duì)一種最新的土壤多樣性計(jì)量方法進(jìn)行了改進(jìn)，開創(chuàng)性的

2、將其引入以水土資源為主的資源分布特征評(píng)價(jià)中，深入分析了不同資源類型的時(shí)空變化特征、多樣性格局和它們?cè)诘乩矸植忌系膬?nèi)在聯(lián)系，以期為水土資源的可持續(xù)合理利用提供科學(xué)依據(jù)，并為資源研究對(duì)象空間分布特征的定量化表達(dá)提供了一種嶄新的思路和方法。
　　為探索水土資源發(fā)生關(guān)聯(lián)的本質(zhì)及其內(nèi)涵，研究首先對(duì)水資源、土壤資源、植被資源、土地利用、熱環(huán)境分布等資源研究對(duì)象的分布特征及其基礎(chǔ)聯(lián)系進(jìn)行了概括和總結(jié)，對(duì)傳統(tǒng)相關(guān)研究方法的局限性進(jìn)行了初步分析并闡

3、述了引入多樣性研究的意義。
　　通過對(duì)以河南省為例的土壤多樣性分布格局進(jìn)行深入分析，明確了本文水土資源關(guān)聯(lián)性分析的理論和方法基礎(chǔ)，研究證明土壤資源是一種非連續(xù)性分布的自然資源類型，河南省的土屬面積、斑塊數(shù)量和空間分布多樣性之間都具有明顯的正相關(guān)關(guān)系，判定系數(shù)R2均達(dá)到0.7以上;河南省具有8類稀有土壤類型和7類代表性土壤類型，其中的稀有土壤類型處于實(shí)際損耗或消失的邊緣，需要受到重點(diǎn)保護(hù)。
　　為獲取地表水資源分布信息，首先對(duì)

4、研究區(qū)進(jìn)行土地利用監(jiān)督分類并基于互熵概念計(jì)算并評(píng)價(jià)了土地利用多樣性和土壤多樣性之間的交互關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證了土壤多樣性的研究方法和理論適用于其他資源類型的空間分布特征評(píng)價(jià)，土地利用構(gòu)成組分多樣性指數(shù)能夠反映研究區(qū)的城市化程度，而土地利用空間分布多樣性指數(shù)為傳統(tǒng)的面積統(tǒng)計(jì)方法提供了重要的數(shù)據(jù)補(bǔ)充，土壤和土地利用之間具有明顯聯(lián)系。
　　研究以兩個(gè)案例為實(shí)證，提出了水體空間分布多樣性的定義并將其作為評(píng)價(jià)地表水體空間分布離散性的重要參數(shù)

5、，通過土壤多樣性和水體空間分布多樣性的關(guān)聯(lián)性分析，探索了水土資源在地理分布上的內(nèi)在聯(lián)系，為成土因素中水要素所起的作用提供了數(shù)據(jù)支持。研究發(fā)現(xiàn)不同時(shí)期內(nèi)，水體面積變化和水體空間分布離散性變化之間呈明顯的正相關(guān)關(guān)系，兩者之間的回歸方程判定系數(shù)R2一般達(dá)到0.6以上;本文的重要發(fā)現(xiàn)之一是地表水資源的高離散性分布特征往往造成更加單一的區(qū)域土壤類型構(gòu)成，研究認(rèn)為造成這一現(xiàn)象的根本原因是水體的流動(dòng)性特征所造成的土壤間性質(zhì)的趨同性;水土資源的分布均具

6、有一定程度的分形結(jié)構(gòu)特征，且兩者之間的內(nèi)在聯(lián)系在大尺度和純自然狀態(tài)下體現(xiàn)得更為明顯。為驗(yàn)證本文所提出“水體空間分布多樣性”這一概念的實(shí)用性和科學(xué)性，將其和地表水資源分布特征評(píng)價(jià)中廣泛使用的河網(wǎng)密度法進(jìn)行了比較，研究表明，在評(píng)價(jià)復(fù)雜水體類型時(shí)，水體空間分布多樣性的表現(xiàn)明顯優(yōu)于河網(wǎng)密度;當(dāng)研究區(qū)面積相等時(shí)，河網(wǎng)密度值和水體空間分布多樣性之間的聯(lián)系視研究區(qū)內(nèi)地表水資源性質(zhì)而定，在湖泊稀缺地區(qū)，兩者之間一般呈明顯的正相關(guān)關(guān)系，判定系數(shù)R2達(dá)到0

7、.5以上，在湖泊富集地區(qū)，兩者之間一般呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，如蘇州市R2達(dá)到0.9以上。
　　研究還將土壤多樣性引入到和水土資源有密切聯(lián)系的植被資源和熱環(huán)境分布特征評(píng)價(jià)中，作為本文內(nèi)容的外延探索，研究發(fā)現(xiàn)土壤多樣性理論和方法在資源對(duì)象的空間分布離散性評(píng)價(jià)中具有廣闊的應(yīng)用前景，而多樣性研究中體現(xiàn)出的“高水體或高植被分布離散性能夠帶來更佳的熱環(huán)境分布格局”這一結(jié)論也為傳統(tǒng)的面積統(tǒng)計(jì)方法提供了重要的數(shù)據(jù)支持。
　　本文最后還對(duì)資源空