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基于RS与GIS的青岛市土壤侵蚀演变研究

作　者: 陈婷婷
导　师: 孙希华
学　校: 山东师范大学
专　业: 人文地理学
关键词: 土壤侵蚀景观格局演变遥感地理信息系统
分类号: S157.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着社会经济的发展,土壤侵蚀已成为全球关注的热点问题。土壤侵蚀的存在加剧了人口、资源、环境和发展的矛盾,造成了对自然资源的掠夺式经营。青岛市位于我国的华北地区,其南部、中部和北部山区是土壤侵蚀相对比较严重的地区。开展青岛市土壤侵蚀演变研究,及时掌握青岛市的土壤侵蚀动态变化规律,对控制土壤侵蚀、建设良好生态具有十分重要的意义。论文以土壤侵蚀学和景观生态学的相关理论为基础,采取定量研究与定性分析相结合的方法,借助遥感(RS)和地理信息系统(GIS)技术,通过解译获取青岛市20世纪90年代初期、中期和末期以及2005年的土壤侵蚀数据,划分土壤侵蚀类型和强度,把握与监测不同土壤侵蚀类型发生的数量和区域土壤侵蚀的空间分布特点及其演变规律,探讨防治土壤侵蚀,实现区域可持续发展的对策。论文主要内容和研究结论如下:(1)借助遥感与地理信息系统等现代技术手段,对青岛市土壤侵蚀现状进行评价并划分土壤侵蚀类型和强度,建立青岛市土壤侵蚀数据库。(2)利用土壤侵蚀时空变化原理模型,对不同时期的图层进行空间叠加、交叉分类,研究近15年来(1990-2005)各种侵蚀强度和类型的转入与转出的动态变化、各类型土壤侵蚀面积变化和年均变化速率变化,并按行政区划比较不同时段青岛市典型区土壤侵蚀的变化过程。研究表明,15年间青岛市土壤侵蚀总体状况有所好转,土壤侵蚀面积减少640.76 km2,年均减少42.72km2。土壤侵蚀减轻程度经历了先快后慢的过程,土壤侵蚀强度类型之间的转化趋于减弱,但工矿侵蚀的年均变化率很大,增加显著,应引起重视。(3)在ArcGIS软件支持下,对土壤侵蚀栅格数据库进行分层提取,得到土壤侵蚀强度空间格局变化分布图。运用图谱信息理论,将各期土壤侵蚀图谱中的图谱单元进行重新分类和综合,提取土壤侵蚀类型之间的转化信息,并构造土壤侵蚀综合指数,分析青岛市不同地区土壤侵蚀空间格局的变化特征。通过分析得到,青岛市土壤侵蚀分布出现加剧与减弱并存总体上程度减弱,由集中连片转化为零星分散分布的特点,说明小流域综合治理效果明显,森林、草地的自我生态恢复能力较好。(4)将土地利用动态数据与土壤侵蚀强度数据进行空间叠加分析,得到不同土地利用动态区土壤侵蚀综合指数的空间分布,可以看出,土壤侵蚀强度的演变与土地利用类型的变化是相互关联的,并非朝一个方向变化,而是呈波动性变化。因此,应优化土地利用结构,选择合理的土地利用方式。(5)运用景观生态学的方法,从景观角度入手,从景观类型、景观斑块特征等方面分析土壤侵蚀景观结构的变化;选取景观多样性指数、景观优势度指数等分析土壤侵蚀景观格局的演变特征。研究结果表明,城镇化建设及人类活动是导致青岛市景观空间格局变化的主要原因。(6)分析土壤侵蚀变化的影响因素,按平均增长系数法预测其趋势,提出相应的土壤侵蚀防治对策。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-10
1 引言  10-16
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 国内外研究进展  11-15
    1.2.1 国外研究进展  11-13
    1.2.2 国内研究进展  13-15
  1.3 研究方法与技术路线  15-16
    1.3.1 研究方法  15
    1.3.2 技术路线  15-16
2 青岛市概况和土壤侵蚀现状  16-19
  2.1 自然环境概况  16-18
    2.1.1 地形与地貌  16-17
    2.1.2 气候与水文  17
    2.1.3 土壤与植被  17-18
  2.2 社会经济概况  18
  2.3 土壤侵蚀现状  18-19
3 青岛市土壤侵蚀数据库建立  19-27
  3.1 数据来源  20
  3.2 数据预处理  20-21
  3.3 空间数据库建立  21-27
    3.3.1 土壤侵蚀分级遥感影像判读解译  21-22
    3.3.2 土壤侵蚀分类方案  22-24
    3.3.3 土壤侵蚀判读结果评定  24-27
      3.3.3.1 判读结果的质量评定  24
      3.3.3.2 判读结果抽样检查  24-25
      3.3.3.3 判读结果实地验证  25-27
4 青岛市土壤侵蚀演变分析  27-62
  4.1 土壤侵蚀强度变化分析  27-41
    4.1.1 土壤侵蚀时空变化原理模型  27-28
    4.1.2 强度类型转化分析  28-33
    4.1.3 强度类型面积变化分析  33-36
    4.1.4 强度类型的变化速率分析  36-37
    4.1.5 强度类型按市、区分析  37-41
  4.2 土壤侵蚀空间格局变化分析  41-51
    4.2.1 土壤侵蚀强度类型的空间格局变化分析  41-42
    4.2.2 轻度及轻度以上土壤侵蚀空间格局变化分析  42-46
    4.2.3 土壤侵蚀变化的增势与减势图谱  46-48
    4.2.4 土壤侵蚀综合指数空间变化分析  48-51
  4.3 土壤侵蚀景观格局变化分析  51-56
    4.3.1 土壤侵蚀景观结构变化分析  51-53
    4.3.2 土壤侵蚀景观空间格局演变分析  53-56
  4.4 土地利用变化与土壤侵蚀演变分析  56-60
  4.5 土壤侵蚀演变特征  60-62
    4.5.1 青岛市总体演变特征  60-61
    4.5.2 青岛市各市、区演变特征  61-62
5 青岛市土壤侵蚀变化趋势预测与对策建议  62-69
  5.1 土壤侵蚀变化趋势预测  62-66
    5.1.1 影响因素  62-65
      5.1.1.1 导致土壤侵蚀状况好转的有利因素  63-64
      5.1.1.2 导致土壤侵蚀状况恶化的不利因素  64-65
    5.1.2 趋势预测  65-66
  5.2 对策建议  66-69
    5.2.1 加大宣传教育力度，增强水土保持的公众意识  66
    5.2.2 转变思路，不断探索加快防治土壤侵蚀的新途径  66-67
    5.2.3 加强管理，严格执法，遏制新的人为水土流失  67-68
    5.2.4 根据地带性规律和行政区划，实行分区与重点治理结合  68-69
6 结论  69-71
参考文献  71-74
附录：解译结果与野外实地情况对照表  74-77
攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与课题  77-78
致谢  78

基于RS与GIS的青岛市土壤侵蚀演变研究

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