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基于DEM喀斯特山区小流域土地利用与地形因子的关系研究——以大方县果木小流域为例

更新时间:2009-03-28

0 引言

土地是人类赖以生存、孕育和发展的物质基础,土地利用方式折射出自然因素和社会因素,随着全球环境的变化,土地逐渐成为人们关注的焦点[1]。地形因子在很大程度上决定着土地利用方式和人类对土地利用的难易程度,同时它也影响着该区域内的物质转化过程,近几年也有不少学者研究土地利用与地形因子之间的关系,研究都表明地形因子在一定程度上影响着土地利用与土地利用方向,流域内的土地利用方式将直接影响着小流域的土壤侵蚀情况及周边的社会经济情况[2]。但是研究区选在喀斯特山区的较少,所以本文选取了大方县的果木小流域为例,探索出该流域内的人地关系,为流域内的土地利用提供科学的依据,有效的防止水土流失[3]

1 研究区概况

果木小流域位于大方县牛场苗族彝族乡,地理坐标为东经105°33′10″~105°37′56″,北纬26°50′02″~26°54′45″之间,涉及新庄村、立新村、大营村3个行政村,流域总面积3864.60 hm2,岩石主要为石灰岩、砂页岩等,出露岩石主要是石灰岩,小流域属长江流域乌江水系六冲河支流,亚热带湿润季风气候,植被属亚热带常绿阔叶林带,流域内土壤类型为黄壤和水稻土。流域内年平均气温12.8℃,年极端最高气温33.2℃,极端最低气温为-9.5℃,≥10℃的积温5234℃,无霜期254天。流域内多年平均降雨量1118 mm,最大年降雨量1623.5 mm,最小年降雨量780 mm。研究区林草覆盖率38.87%。研究区的土地利用类型根据《土地利用更新调查技术》,在结合实地调查将土地利用类型划分为草地、旱地、建设用地、水田、水域、未利用地和林地。

 

1 研究区土地利用现状表

 

Tab.1 Land use status in the target area

  

特征参数土地利用类型草地旱地建设用地水田水域未利用地林地合计面积/hm2658.331755.93132.651.1078.737.121230.753864.60比例/%17.0345.443.430.032.040.1831.85100

2 数据来源与处理

2.1 数据来源

本文的研究数据,土地利用主要来源:根据大方县水务局提供1∶10000地形图(全国第二次土地调查),地理数据空间云Landsat7ETM+影像(空间分辨率:30 m),利用ENVI5.1对影像进行解译、监督分类,再结合实地进行校正,利用ArcGIS10.1将土地利用现状图进行矢量化;DEM数据主要来源于91位图助手软件平台,分辨率为8 m,数据的格式为tif格式,利用ArcGIS10.1提取高程、坡度和坡向,再对其进行矢量化方便与土地利用进行空间叠加统计分析,对该研究区土地利用规划做出科学的指导依据,降低该流域的水土流失[4]

  

图1 基本流程图Fig.1 Basic flow chart

2.2 数据处理

本文采用的计算模型为土地利用分布指数,是指某一级别的地类面积占该级土地利用总面积的比值相比于该地类的总面积占整个研究区土地总面积的比值,公式为[5]

 

其中:P表示分布指数,e表示各种地形因子,Sie表示某种地形因子特定等级下某一地类的面积,Si表示某种地类的面积,Se表示特定等级下所有地形因子总面积,S表示整个研究区的总面积,P>1说明该种地类在某种地形因子的某种等级下处于优势状态,P的取值越大表明某种地类的优势度越大,说明该地类在这一等级下适于分布或发育[2]

3.1 鼓励新建,扩大规模 从2018年秋冬季建园开始,在泾河川道及各水系沿岸适栽区域新建梨园。主栽品种可选择砀山酥、玉露香,搭配品种为绿宝石、早酥梨、香蕉梨、长把梨、水遗生等。在集中连片区域鼓励企业、合作社和有实力的个人通过土地流转进行规模经营,包括义门镇、太峪镇、永乐镇、新民镇、龙高镇、北极镇等,农户可以土地、农机、资金等方式入股,年底参与分红,或以务工方式增加收入。

3 结果统计和分析

3.1 地形因子分级下土地利用特征统计分布

  

图2 高程分级图 图3 高程分级指数图 Fig.2 Elevation Fig.3 Elevation index

  

图4 坡度分级图 图5 坡度分级指数图 Fig.4 Slope gradient Fig.5 Slope gradient index

  

图6 坡向分级图 图7 坡向分级指数图 Fig.6 Slope aspect Fig.7 Slope aspect index

3.2 地形因子下土地利用特征分析

[5] 许宁,张广录,刘紫玉.基于地形梯度的河北省太行山区土地利用时空变异研究[J].中国生态农业学报,2013,21(10):1284-1292.

3.2.3 坡度分级下土地利用类型分析

从图3和表2中,可以看出高程对草地的影响因素不是特别明显,对旱地和和建设用地的影响为随着高程的增加分布指数也随着增加,达到一定的值又呈现递减趋势,说明高程对人类的生活活动有一定的影响,地形和气温随着高程的增加呈现增加趋势,在达到一定的临界值时又呈现递减的趋势,所以人们对土地利用也表现出相同的趋势,每一高程分级内都有旱地的分布,体现人们广种薄收的思想理念,旱地在5级(1400~1500 m)和6级(1500~1600 m)分布指数均大于1,表明旱地在这两个高程级内都处于优势状态,在高程为1400~1500 m分布指数达到最大,为36.3%、1.13。建设用地4、5和6级处于优势状态,在范围为1400~1500 m内优势状态达到最大,分别为37.75%、1.18。水田在5级处于优势状态,而水域则是随着高程的增加呈现递减的趋势,在高程小于1100 m的范围内处于最佳的优势状态,指数分别为22.41%、24.85,证明水往低处流的真理。高程对未利用的影响并不是特别明显。高程对林地的影响表现更加明显,随着高程的增加,林地呈现整体递增的趋势,在高程范围在1300~1400 m的范围内达到最优的优势分布状态,指数分别为29.48%、2.34。

坡向对地类的影响主要体现在坡向对地貌及气候条件的影响,从而影响人们对土地利用方式的改变。

 

2 高程分级下土地利用特征表

 

Tab.2 Land use characteristics at different elevations

  

高程分级/m土地利用特征参数土地利用类型草地旱地建设用地水田水域未利用地林地1(<1100)面积/hm27.846.550017.6402.82比例/%1.190.370022.4100.5分布指数1.320.410024.8500.562(1100~1200)面积/hm264.05102.135.44029.181.8126.52比例/%9.735.824.1037.0725.424.71分布指数1.640.980.6906.254.290.79

续表2

  

高程分级/m土地利用特征参数土地利用类型草地旱地建设用地水田水域未利用地林地3(1200~1300)面积/hm287.1151.189.9013.310108.79比例/%13.238.617.47016.91017.48分布指数1.380.90.7801.7601.824(1300~1400)面积/hm276.79195.8716.77014.041.88181.62比例/%11.6611.1512.64017.8326.429.48分布指数0.930.89101.412.12.345(1400~1500)面积/hm2115.63637.4150.081.14.131.69427.05比例/%17.5636.337.751005.2423.7969.26分布指数0.551.131.183.120.160.742.166(1500~1600)面积/hm2261.51651.9850.4400.431.74456.38比例/%39.7237.1338.0200.5424.3974.11分布指数1.081.011.0300.010.662.017(>1600)面积/hm245.4110.810.0200027.56比例/%6.90.620.020004.46分布指数3.180.280.010002.06

3.2.2 坡度分级下土地利用类型分析

根据小流域的实地考察分析,结合坡度对小流域土地利用的影响将研究区的坡度分为6级,0°~2°为平地,2°~6°缓平地,6°~15°斜坡地,15°~25°缓陡坡地,25°~35°陡坡地,>35°急陡坡地。

从图5和表3中可以看出,草地随着坡度的增加其分布指数也随着增加,在坡度>25°时分布指数均大于1,这也响应大于25°实施退耕还林有一定的关系,说明平地和缓平地主要被人们进行其他的生产活动;坡度对旱地的影响表现为随着坡度的增加分布指数整体呈现递减的趋势,坡度>25°分布指数均<1[7],说明坡度25°之后旱地并不处于优势状态,造成其影响因素为国家在坡度>25°实施退耕还林政策有关,在小于25°旱地都处于优势发育状态,表明坡度对人类活动有一定的影响,人们主要选择在小于25°下进行农业生产活动,这也有助于人们生产生活,其次随着坡度的增加,土壤的水土流失程度增加,土壤保水、保土、保肥的效果较差,导致投入与产出达不到理想的效果,这也是人们不选择在大于25°下进行农业生产活动;坡度对建设用地的表现为:随着坡度的增加建设用地的分布指数呈现下降的趋势,在坡度小于25°这个临界值分布指数均小于1,说明建设用地在该区域处于优势发展状态,表明了人类大多选在平地和缓平地进行居住和生产生活[8];坡度对水田的影响影响表现为:随着坡度的增加水田的分布指数呈下降的趋势,在25°达到一个临界值,在大于25°之后水田的分布指数均小于1,说明25°之后不适于水田的分布,综上坡度对几种地类的分布影响都表现为,在25°都达到一个临界值,说明选择在25°实施退耕还林是经过反复验证的选择,因为人们大多数选择在小于25°进行各种各样的活动;坡度对水域的影响为,随着坡度的增加水域的分布指数呈现下降趋势,表明坡度越高越不利于水域的发育;坡度对未利用的影响表现不明显;坡度对林地影响为随着坡度的增加林地的分布指数呈现一直增加的趋势,说明坡度越陡越利于林地的发育和分布。

研究区的最低高程为1062 m,最高为1661 m,研究区的高差为599 m,高程的分级为:1100 m以下为一级,此后高程每增加100 m为一级,大于1600 m为一级,因此高程共分为7级,随着高程增加都会对地形和气温造成改变,同时这两者的改变都会对人类活动及人们对土地利用方式造成改变[6]

综上所述,胃镜检查术是消化内科医生必须掌握的基本技能之一,但有一定的风险。在教学过程中,带教老师需全程监管,从“手把手”教学到“放手不放眼”,全面提升教学质量及教学安全,重视理论与实践相结合,人文与临床相结合,全面提升研究生的综合能力。当然,在内镜教学过程中还会有新的问题出现,需要不断摸索与总结,积累经验,使内镜教学体系更加完善,培养优秀的内镜医师,推进内镜技术的传承与发展。

信息化管理系统实施过程中往往需要改变现有业务流程。传统模式下,流程的冗余,很多情况是考虑通过设置层层的审批环节,将责任无限度地分摊给每个审批环节,减少自己审批的责任和压力。物资管理系统运行后,应根据不同岗位设置相应的职责、权利和义务,确保责权利统一一致,能不增加审批环节就省掉,能承担的责任绝不推脱。

[4] 赵莹莹,葛洁,王慧妮.3S技术集成在土地利用更新调查中的应用[J].地理空间信息,2009,7(1):61-63.

 

3 坡度分级下土地利用特征表

 

Tab.3 Land use characteristics at different slope gradients

  

坡度分级土地利用特征参数土地利用类型草地旱地建设用地水田水域未利用地林地1(0°~2°)面积/hm25.6852.085.920.0622.990.0323.08比例/%0.862.974.465.5129.200.431.24分布指数0.301.041.571.9410.280.150.442(2°~6°)面积/hm255.37367.6341.920.3619.670.32158.20比例/%8.4120.9431.6033.0624.984.5424.98分布指数0.511.261.901.991.500.271.503(6°~15°)面积/hm2264.06806.5259.890.6814.672.82517.31比例/%40.1145.9345.1561.4318.6339.6983.61分布指数0.931.071.051.430.430.921.944(15°~25°)面积/hm2221.18407.2822.470.0015.663.75338.10比例/%33.6023.1916.940.0019.8952.6355.20分布指数1.290.890.650.000.762.022.125(25°~35°)面积/hm270.2796.272.390.005.000.19156.77比例/%10.675.481.800.006.362.7126.06分布指数1.250.640.210.000.740.323.046(>35°)面积/hm241.7826.150.060.000.740.0037.29比例/%6.351.490.050.000.940.008.92分布指数2.310.540.020.000.340.003.25

 

4 坡向分级下土地利用特征表

 

Tab.4 Land use characteristics with different slope aspects

  

坡向分级土地利用特征参数土地利用类型草地旱地建设用地水田水域未利用地林地1(无坡向)面积/hm22.9545.727.830.100.410.0410.64比例/%0.452.605.909.170.520.631.68分布指数0.261.493.375.230.300.360.962(阴坡)面积/hm210.8886.042.710.161.800.8112.74比例/%1.654.902.0414.282.2911.371.96分布指数0.551.640.694.790.773.820.663(半阳坡)面积/hm253.24220.3119.560.0812.722.11125.25比例/%8.0912.5514.757.4016.1529.6219.99分布指数0.721.121.320.661.442.641.784(半阳坡)面积/hm277.43246.9517.430.0018.030.37188.49比例/%11.7614.0613.140.0022.915.2031.29分布指数0.830.990.930.001.610.372.20

续表4

  

坡向分级土地利用特征参数土地利用类型草地旱地建设用地水田水域未利用地林地5(阳坡)面积/hm2123.30282.2522.760.0022.060.77233.77比例/%18.7316.0717.160.3128.0210.7938.06分布指数1.060.910.970.021.580.612.156(阳坡)面积/hm2130.20295.7017.710.008.721.17222.15比例/%19.7816.8413.350.0511.0716.4936.14分布指数1.130.960.760.000.630.942.077(半阳)面积/hm2138.23241.5317.520.579.841.53163.20比例/%21.0013.7613.2151.5212.4921.4325.59分布指数1.420.930.893.480.841.451.738(半阳坡)面积/hm252.45207.4512.750.074.160.10125.66比例/%7.9711.819.616.415.291.3720.77分布指数0.761.130.920.620.510.131.999(阳坡)面积/hm269.65129.9814.380.120.990.22148.85比例/%10.587.4010.8410.861.263.1024.52分布指数1.120.791.151.150.130.332.60

4 结语

文章在DEM的基础上以ArcGIS和ENVI等软件为技术平台,对大方县果木小流域的土地利用类型与地形因子之间的研究进行探讨,果木小流域主要的地类以旱地为主,这也是造成研究区水土流失严重的一个原因,为指导人们合理地利用研究区的土地提供科学的依据,同时高程、坡度和坡向对土地利用的影响又各不相同:

高程对草地的影响不明显,对旱地和建设用地的影响:随着高程的增加逐渐递增,在高程为1600 m达到一定临界值又出现递减的趋势,对水域的影响:随着高程的增加逐渐递减,在高程大于1400 m之后不再呈现优势分布,高程对林地影响:随着高程的增加,林地的分布指数逐渐递增。

坡度对草地和林地的影响:随着坡度的增加,土地利用的分布指数呈现增加的趋势,对旱地、建设用地和水田的影响:随着坡度的增加土地利用分布指数增加,在坡度为15°这个临界值,分布指数呈现递减的趋势,同时在坡度分级为第三级时面积都达到最大,分别为:806.52 hm2、59.89 hm2、0.68 hm2,水域主要分布在平地和缓平地,坡度对未利用地的影响不明显。

坡向对草地和林地的影响表现为:土地利用分布指数的值整体在阳坡大于半阳坡大于阴坡,对旱地、建设用地、水田、水域和未利用地的影响不明显[9]

参考文献【REFERENCES】

[1] 杨婉,李鹏,于书霞.土地利用结构优化配置研究[J].安徽农业科学,2011,39(34):21143-21146.

YANG W,LI P,YU S X.Research on optimal allocation of land use structure[J].Journal of Anhui Agri Sci,2011,39(34):21143-21146.

护理前,对照组空腹及餐后2 h血糖指标分别为(8.37±1.35)mmol/L 和(11.65±1.51)mmol/L,研究组各项分别为(8.49±1.32)mmol/L 和(12.04±1.67)mmol/L。 两组患者血糖水平对比差异无统计学意义(P>0.05);经护理后,两组患者各项血糖指标均有显著改善,但研究组患者改善情况(5.98±0.64)mmol/L、(7.42±1.25)mmol/L 均明显优于对照组(7.81±1.45)mmol/L、(10.26±1.23)mmol/L。(t=7.117 4、9.982 9;P=0.000 0)。

[2] 张会丹,孙虎,田广玉.陕北小流域土地利用空间分布与地形因子关系研究[J].江西农业学报,2015,27(11):103-108.

[3] 严尔梅,欧阳力.生态清洁小流域水土保持监测探讨[J].水土保持应用技术,2015(3):25-27.

ZHANG H D,SUN H,TIAN G Y.Study on relationship between terrain factors and spatial distribution of small watershed land use in Northern Shaanxi Province[J].Acta Agriculturae Jiangxi,2015,27(11):103-108.

“你不觉得,这么多年来,你的技术始终没有进步吗?”夏小凡格格笑着,调侃这位认识多年的老友、同行、对手。

从图7和表3中可以看到坡向对草地整体的影响为:坡向对植物需要的阳关的影响直接导致草地在阳坡的分布指数大于阴坡大于无坡向;坡向对旱地的影响,所呈现出来的规律并不是很明显,这说明人们在研究区广泛种植经济作物,体现了一种广种薄收的思想理念,为取得更大的经济效益人们在进行农业生产时没有充足的考虑地形因子带来的影响;坡向对建设用地的影响也不是特别明显,主要原因是该研究区的建设用地大多数是交通用地;坡向对水域、水田和未利用地的影响并不是很明显;坡向对林地的影响则表现的很明显,林地在坡向地形因子影响下为阳坡大于半阳坡大于阴坡,在阳坡和半阳坡下分布指数均大于1,说明林地对阳光的要求比较严。

浅肉红色细粒黑云母花岗岩:浅肉红色,细粒花岗岩结构,块状构造,粒径多为1~2mm。主要造岩矿物有斜长石(20%)、钾长石(43%)、石英(28%)、黑云母(5%)及白云母(2%)。斜长石呈自形板状-他形粒状,具细密的聚片双晶,为更钠长石,绢云母化较强。钾长石多呈半自形板状,具格子双晶和卡钠双晶。石英呈形粒状,波状消光明显。黑云母呈片状,散乱分布,有绿泥石化,白云母呈片状。副矿物有榍石、金红石、锆石。

ZHAO Y Y,GE J,WANG H N.Application of 3S technology integration to land update investigation[J].Geospatial Information,2009,7(1):61-63.

实验所用原料来自云南怒江某草果生产区,草果颗粒饱满完整,大小一致。草果含水量的测定依照GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》方法。通过上述方法测出本批草果的湿基含水量约为73.42%。

3.2.1 高程分级下土地利用类型分析

XU N,ZHANG G L,LIU Z Y.Spatial-temporal variability of land use with terrain gradient in Taihang Mountain,Hebei Province[J].Chinese Journal of Eco-Agriculture,2013,21(10):1284-1292.

[6] 姜福林.基于DEA方法的黑龙江省城市土地利用效率研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2012.

[7] 郭红,龚文峰,孔达.基于DEM的帽儿山地区土壤侵蚀定量分析[J].自然灾害学报,2009,18(3):139-145.

根据文献 [7-9]中已有的试验数据和研究成果得到荷载模拟方法,该方法通过采用一个激振力函数来模拟列车产生的动荷载F(t)。

GUO H,GONG W F,KONG D.DEM-based quantitative analysis of soile rosion-a case study of Maoershan region[J].Journal of Natural Disasters,2009,18(3):139-145.

[8] 欧照铿.Markov约束下ANN-CA模型构建与闽侯县土地利用模拟研究[D].福建:福建农林大学,2014.

1.5 统计学分析 用SPSS 17.0软件进行统计分析。数据用(±s)表示。组间比较采用两独立样本t检验,采用Person相关分析进行相关性分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

[9] 郜红娟,韩会庆,张朝琼,等.乌江流域贵州段2000—2010年土地利用变化对碳储量的影响[J].四川农业大学学报,2016,34(1):48-53.

GAO H J,HAN H Q,ZHANG C Q,et al.Effects of land use change on carbon storage in WuJiang River of Guizhou Province from 2000-2010[J].Journal of Sichuan Agricultural University,2016,34(1):48-53.

 
杨雪,乐立,周宇洋,朱晓丝,胥祥
《贵州科学》 2018年第02期
《贵州科学》2018年第02期文献

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