地形和土壤空间分布多样性间的关联性.docVIP

DOI:10.11766/trxb201606210300 河南省地形、土壤和地表水体多样性格局特征( （郑州大学水利与环境学院自然资源与生态环境研究所，郑州 450001） 在水土资源多样性的研究中，地形要素对其空间分布形式和内在联系有重要影响。选取河南省作为研究区，在1 km×1 km网格尺度下以变形仙农熵计算的地形多样性和土壤空间分布多样性（土类级别）将河南省划分为6个面积相近的次级区域，用空间分布面积指数（Yh）计算地形土壤构成组分多样性，用空间分布长度指数MSHDLI）计算地表水体多样性及关联性进行研究。结果表明：间关系密切有76%以上的相关系数值大于0.50，相关性；6个分区东部分区为单一的平原地形但MSHDLI值次高，水系发育好，西部分区地形复杂且以山地为主但地表水体指数MSHDLI值最小；研究区面积相近的情况下，土类构成组分多样性值主要取决于土类间面积大小的均衡程度，与土类面积比例平均变化量之间负相关R2值为0.94；面状的地形土壤构成组分多样性指数与线状的地表水体多样性指数间相关性。 河南省；地形；土壤多样性；地表水体；特征 S151 A 土壤是岩石圈、大气圈、水圈及生物圈相互作用的产物，反这些圈层产生影响。同时，土壤圈是一个开放系统，也是一个能量转换器，即土壤圈是一个与其他圈层保持着复杂而密切的物质和能量转换，并不断处于运动之中的开放系统。土壤圈的任何变化会影响各圈层的演化与发展，乃至对全球变化产生冲击作用[1]。其中，地形地貌是五大成土因素综合作用中的重要一环，主要通过土壤及母质接受光、热条件的差异，以及接受降水和水分在地表的重新分配，从而在成土过程中起重要作用[]。另一方面，土壤和地表水体二者发生关系密切，且水分循环在土壤的形成中起着不可或缺的作用[]。当前，中国乃至关于地形和土壤多样性间的关系Pavlopoulos等[9]Salda?a等[10]Moravej等[11]在较详细的土壤调查过程中对自动化和手工的地形描述方法进行对此；Toomanian 等[12]对伊朗原始山谷的土壤多样性和成土作用间的关系进行研究；檀满枝[13]和张学雷等[14] 基于SOTER数据仙农熵测度方法进行计算并探索分布模式Ibá?ez等[]、Arnett和 Conacher[17]研究了河流的等级与河网的发展对土壤多样性、异质性和地貌单元数量产生的影响，侧重河流演化对土壤多样性的影响；段金龙等[,18]探索了中国中东部典型样区土壤和水体多样性的关联1 km×1 km网格尺度下研究河南省地形和土壤空间分布多样性之间的关联性，并在6个面积相近的次级分区下研究地形和土壤构成组分多样性分别与地表水体多样性间以及地形丰富度与土类构成组分多样性间的特征与联系，以期为区域地形和水土资源的保护和可持续利用提供数据与理论支持。 1 材料与方法 1.1研究区概况 河南省（处于110°21′~116°39′E、31°23′~36°22′N之间）是我国中原腹地的大省，位于黄河中下游，因大部分地区在黄河以南，故称河南。《禹贡》中国分为九州，河南省属于豫州，故简称豫。东西长580 km，南北宽530 km，面积有16万余，约占全国总面积的1.74%。截至2015年底，河南共下辖17个地级市、1个省直辖县级市，51个市辖区、20个县级市、86个县，省会郑州。河南省属暖温带-亚热带、湿润-半湿润季风气候，地形总体可以概括为三山两盆一平原，西为黄土高原东侧的山地丘陵区，东为黄河、淮河淤积而成的黄淮海平原区。土壤类型众多，性态各异，同时横跨海河、黄河、淮河、长江四大水系，境内1 500多条河流纵横交织。 1.2数据来源与处理 地形主要来自从地理空间数据云下载的河南省DEM（采用WGS坐标系UTM投影）。土壤数据来自第二次土壤普查数字化土壤（河南省土肥站）DEM数据提取地形步骤：运用ArcGIS10.03D Analyst Tools）-表面分析（Raster Surface）下的工具提取等高线（Contour）和山体阴影（Hillshade）。将DEM和山体阴影（Hillshade）进行渲染，效果见图。参考图1和等高线划分出河南省的盆地边界并将其从河南省DEM中。将剩余的DEM数据参考陆地上五种基本地形的划分标准，按照≤200 m、高程＞500 m200＜≤500 m分别提取出平原、山地和丘陵3种地形。图 河南省DEM与山体阴影 Fig. 1 DEM and mountain shadow stacking chart of Henan Province DEM数据提取线状地表水体。运用ArcGIS10.0的水文分析模块提取利用水流方向计算出DEM数据本文中无洼地20~2 384m之间②根据无洼