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江淮丘陵区不同土地利用类型土壤侵蚀与土壤颗粒分布特征

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符号说明

1前言

1.1研究目的与意义

1.2国内外研究现状

2 材料与方法

2.1研究区概况

2.2研究内容

2.3研究方法

2.4技术路线

3 结果与分析

3.1江淮丘陵区不同土地利用类型土壤侵蚀特征

3.2不同土地利用类型土壤颗粒分布特征

4讨论

4.1土壤颗粒分布分形维数计算方法

4.2土壤颗粒分布分形维数与各指标间的相关关系

4.3不同区域坡耕地土壤质地特点

5结论

5.1不同土地利用类型侵蚀特征

5.2不同土地利用类型土壤颗粒分布特征

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间发表论文情况

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摘要

为深入探讨江淮丘陵区土地利用类型与土壤侵蚀的关系以及不同土地利用类型的土壤颗粒组成特征，本文以淮河流域江淮丘陵区为对象，采用遥感调查、样地调查和样本测试相结合的方法，研究了江淮丘陵区不同土地利用类型的土壤侵蚀与土壤颗粒分布特征。一是基于研究区两期（2007 年和 2015 年）的遥感影像，在 ArcGIS 支持下分析了土壤侵蚀的重点区域及其土地利用类型分布和土壤侵蚀动态特征；二是基于土壤分形原理和模型，利用土壤粒度分析激光衍射技术（激光粒度仪），研究了不同土地利用类型的土壤颗粒分布与分形特征。研究结果可为深入认识江淮丘陵区土壤侵蚀的重点区域及其不同土地利用类型的土壤颗粒组成特征提供参考和依据。 主要研究结果和结论： 1.不同土地利用类型侵蚀特征 （1）江淮丘陵区土地利用类型与侵蚀分布 淮河流域江淮丘陵区土地利用类型以耕地为主，其面积占江淮丘陵区总面积的49.21%；园地、林地、草地、城镇村及工矿用地、交通运输用地、水域及其它用地的比例分别为 8.21%、13.3%、4.19%、8.48%、2.64%、13.96%。该区2015年土壤侵蚀面积为 1409.58km2，约占江淮丘陵区总面积的 10.21%，侵蚀强度以轻度侵蚀为主。从空间分布来说，安徽省滁州市凤阳县、定远县、明光市，江苏省淮安市盱眙县的丘陵集中地是土壤侵蚀发生严重的地方，土壤侵蚀面积约占土壤侵蚀总面积的79.87%。 在不同土地利用类型中，耕地侵蚀面积最大，林地、草地侵蚀面积次之；侵蚀主要发生在下垫面起伏度较大，条件较为恶劣的坡耕地以及坡度相对较大，植被盖度较差的疏林地、坡式经济林和荒草坡中。 （2）重点区域不同土地利用类型的土壤侵蚀动态 解译区内土地利用结构与整个江淮丘陵区一致，但主要以耕地和林地为主，耕地除小部分有措施之外，绝大多数是坡耕地。2007~2015 年这 9 年间土壤侵蚀面积减少了1.85%，年均减少0.21%。从不同土地利用类型来看，2015年与2007年相比，荒草坡和林地的土壤侵蚀面积变化幅度较大，减少面积分别占解译区总面积的1.11%和0.55%。说明区域进行了水土流失治理，实施了一系列措施，但是效果不明显，土壤侵蚀强度和面积下降缓慢。 2.不同土地利用类型土壤颗粒分布与分形特征 （1）不同土地利用类型土壤颗粒组成特征 在不同的土地利用类型下，各个样地不同粒径范围之间的土壤 PSD 呈现出了明显的非均匀性，研究区内80%以上的土壤颗粒集中在0.01~0.20mm的范围内。盱眙县土壤颗粒主要集中在0.02~0.05mm的粉粒范围内，定远县土壤颗粒主要集中在0.002~0.25mm的粉粒和中细砂粒范围内。定远县各土地利用类型下的黏粒含量明显高于盱眙县。 （2）不同土地利用类型土壤颗粒分形特征 盱眙县土壤单重分形维数D??的范围是 2.4156~2.4625，且坡耕地>林地>坡式果园>荒草坡；定远县土壤单重分形维数D??的范围是 2.4555~2.4993，且林地>荒草坡>坡式果园>坡耕地。盱眙县坡耕地的分形维数要大于其他几种土地利用类型，土壤质地也好于其他类型。 不同土地利用类型下的所有样品的多重分形维数均表现出D0>D1>D2。D0的取值范围为0.8001~0.9364（R2>0.9947）；D1的取值范围为0.7008~0.9531（R2>0.9852），D2的取值范围为0.6722~0.9052（R2>0.9805）。在取样点的2个县内所有的多重分形参数几乎都遵循一个次序，但2个县之间相比，次序却不一样：盱眙县为坡式果园>林地>坡耕地>荒草坡，定远县为坡耕地>荒草坡>林地>坡式果园。 （3）土壤颗粒分形维数与颗粒组成存在相关性 D??与不同粒级的土壤含量的相关性具有明显差别。D??与黏粒含量呈显著正相关，土壤黏粒、粉粒和砂粒与D0、D1、D2呈极显著的相关关系，而且D0、D1与D2之间也呈极显著的相关关系。而且黏粒和粉粒与D0、D1、D2呈现一致的相关关系，而砂粒则相反。 （4） 土壤颗粒分形维数与土壤理化性质存在相关性 土壤容重、总孔隙度和非毛管孔隙度各分形维数均存在相关性，但是相关性也不显著。土壤稳定入渗速率与D??呈极显著负相关（P<0.01），与D0、D1、D2呈极显著正相关关系（P<0.01）。有机碳和全磷与D??呈极显著负相关（P<0.01），与其他多重维数也有相关关系，但相关性不显著。

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