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基于GIS/SOTER数据库的区域土地利用系统分析

包亮  
【摘要】: 本文在建立邯郸地区1∶25万SOTER数据库的基础上,结合专家知识在ALES系统中构建邯郸地区土地适宜性评价模型;利用水分平衡模型WATSAT,分析了邯郸地区区域水分平衡;利用作物生长模拟模型PS123分析典型区域(涉县、邯郸市、大名)玉米整个生育期水分动态;利用2期遥感数据结合统计资料分析了邯郸地区1980年以来土地利用变化驱动因素,深入研究邯郸地区土地利用结构与变化特点,各土地利用类型总体变化趋势,各土地利用类型内部结构与各自变化规律,以及邯郸地区土地利用结构空间分布规律和土地利用类型之间转化方向与程度。 在邯郸地区1∶25万SOTER土壤土地数据库建立方面,主要探讨了适用于该比例尺的主地形体指标,提出海拔高度分组指标、坡度分组指标和地势起伏强度分组指标,并利用上述三个指标组合划分出邯郸地区中坡度丘陵(SH)、低坡度山前台地(LM)、山谷(LV)、中坡度山体(SM)、山前倾斜平原(LF)和冲洪积平原(LP)6个主地形体组分。在此基础之上,更新土壤属性生成母质图,进而利用土壤普查资料中的剖面记载与剖面描述将邯郸地区土壤发生分类转换为系统分类,邯郸地区存在雏形土、新成土、有机土、人为土、盐成土五个土纲十三个土类二十一个亚类。在地理信息系统支持下,叠加主地形体、母质图和土壤图生成SOTER单元图。 以邯郸地区1∶25万SOTER土壤土地数据库为基础,探讨了土壤参数区域化问题,并利用WATSAT区域水分平衡模型,研究了邯郸地区区域水分平衡:大部分地区土壤水分满足夏玉米生长需求,(SUFF)值为0.8-1.0,非常适宜;部分地区如大名地区、邯郸和永年部分地区、涉县沟谷坡梁地区土壤水分适宜夏玉米生长,SUFF值0.4—0.8;不适宜地区,SUFF值0.2—0.4,主要集中于丘陵山区以及平原古河谷地砾石和粗砂分布区。 PS123作物模型分析涉县、邯郸市、大名玉米全生育期水分动态发现,邯郸市区土壤水分状况满足玉米整个生育期水分需求;涉县地区除重壤土外,其他质地类型自玉米抽穗开花期土壤均出现水分胁迫;大名地区所有质地类型自玉米大喇叭口期均出现水分胁迫。 根据邯郸地区1∶25万SOTER土壤土地数据库和ALES土地适宜性评价模型原理,建立了基于水分满足程度、土壤侵蚀风险、土壤肥力指标的邯郸地区夏玉米适宜性决策树模型。结果表明,邯郸19.7%的土地面积由于具有潜在侵蚀危险而不适宜耕作,2.5%的土地面积由于土壤水分条件太差而不适宜耕作,9.5%的土地面积由于水分条件或养分条件不太理想而边际适宜农业开垦,68.3%的土地面积适宜和非常适宜农业耕作,其中适宜农业开垦的地区已经全部种植作物而且在丘陵和山区许多不适宜开垦的地区也被开发利用,表明邯郸地区已没有可在开垦的后备土地。 利用1980和2000年基于遥感影象的土地利用分类数据,从时空方面研究了邯郸地区土地利用变化以及驱动力。土地利用整体结构在1980-2000年没有发生太大变化,只是林地上升至第2位形成耕地、林地、草地-城乡工矿居民用地、水域、未利用土地的结构;邯郸地区土地利用结构空间分布研究表明:西部山区土地利用结构为林地、草地、耕地、水域、建设用地和未利用土地;中部丘陵台地区土地利用结构为耕地、草地、建设用地、水域、林地和未利用土地;东部冲积平原区土地利用结构为耕地、建设用地、林地、水域和草地。邯郸地区土地利用转化方向与程度研究表明:从1980年—2000年邯郸地区草地大量转为林地和耕地;62.25%水域发生转化,主要转化为耕地和林地;林地、耕地比较稳定;3691.6公顷的耕地转化为建设用地;2000年近1/3的建设用地是由耕地转化而来,近90%林地由草地和耕地转化、水域和建设用地转化来。 邯郸地区耕地变化时间和空间驱动因素分析表明:耕地面积的变化驱动因子为X1人口密度和X2人均GDP;空间上经逻辑斯谛(Logistic)回归分析,从47个驱动因素中发现11个决定耕地空间分配的驱动因素:X1为地表坡度(%),X2为有机质含量(%),X3为土壤有效氮 含量(g/Kg),X4为土壤有效磷含量(yKg),XS为土壤质地,X6为农地单位面积产值/非农 地单位面积产值,X7为种植业产值l农业总产值(%),XS为农民人均农业总收入/农民人均总 收入(%),Xg为农民人均种植业收人,X10为人均粮食产量,Xll为人口密度,并建立回归方 。程,为今后利用 CLUEJ模型模拟土地利用空间变化奠定基础。


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