基于土壤多样性的水、土资源空间分布关联性研究

Soil and water are both the important constituent elements for the natural environment and there is a close relationship between them. The climatic condition is one of the important soil-forming factors, the water element plays an important role in the regional soil composition and the soil distribution conditions also affect the distribution of regional water resources. In the past studies, there have been few reports on the quantitative analysis of the spatial distribution pattern between water and soil resources. In this proposal, the new pedodiversity methodology is applied for exploring the intrinsic relationship of the geo-spatial distribution patterns between the regional soil and water resources in Henan province, a typical agricultural and semihumid region of central China. The index 'water spatial distribution diversity' is proposed, the influence of surface water distribution on the soil composition and the influence of spatial distribution of representative soil types on the distribution of regional water resources are set to be evaluated from the perspective of the spatial distribution pattern of resources, the induced mechanism of the interaction between the water and soil spatial distribution diversity could be hopefully explored to provide the theoretical and data support for the analysis of the role of water elements in soil formation, regional soil improvement and soil diversity protection.

土壤和水是自然环境中两个重要的构成要素，两者之间存在发生上的密切关联，气候条件是重要的成土因素之一，其中的水要素对区域土壤构成起到重要作用，而土壤分布条件也对区域内的水要素分布造成一定影响。以往研究中，涉及对水、土两种资源类型的空间分布关联性特征进行定量化表达的研究内容鲜有报道。本申请将土壤地理学前沿内容土壤多样性理论与方法进行改进并引入区域水、土资源空间分布特征的关联性分析中，提出“水体空间分布多样性指数”并以中国中部半湿润区河南省的典型研究区为例，从资源的地理空间分布离散性角度评价地表水体分布对土壤类别构成造成的影响以及代表性土壤类型的空间分布特征对区域内水资源分布特征的影响，并尝试探索水、土资源空间分布多样性之间交互关系的产生机理，以期为水要素在土壤发生中所起的作用分析、区域土壤改良、土壤多样性保护等研究内容提供理论和数据支持。

将土壤多样性的概念和相关研究方法引入地表水体空间分布特征评价研究中，分析了区域地表水体空间分布多样性格局对土壤类别构成所造成的影响，并以河南省代表性土类-潮土及褐土为例，分析了土壤分布特征对区域地表水体分布的反向影响。主要研究结果有：.（1）研究区内最具代表性的土类潮土和褐土（两者面积的加和占研究区总面积85%，两者空间分布多样性均大于0.8）的空间分布格局与区域地表水体的空间分布格局之间存在线性联系，回归分析中的判定系数R2大于0.5，这与水要素在两种土壤类型成土过程中所起的作用密切相关。水要素作为土壤形成过程中的必要环节，在小尺度区域中，由于生物、母质等其他成土因素相似，发生突变的概率较小，因此水要素对土壤形成的影响占主导作用；但在大尺度区域中，相比于水要素，其他成土因素一般存在较大变化，因此其他成土因素对土壤形成的影响占主导作用。基于资源空间分布离散性分析的土壤多样性计量方法及理论除了能够定量化描述区域地表水体空间分布对区域内土壤丰富度指数的影响作用，还能有效地应用于某个具体土壤类型与地表水要素空间分布格局的交互关系研究。.（2）河南省的6类成土母质中，河流冲积物是面积最大、空间分布离散性程度最高的成土母质，风积物母质是面积最小且空间分布离散性值最低的成土母质类型。6大类成土母质与15种土类间有不同程度的相关性，其中，潮土与河流冲积物母质、风砂土与风积物母质间的相关性最强，洪积物母质与潮土间的相关性最弱。不同成土母质与各个土壤类型在发生关系上存在差异，各个成土母质上发育的土类丰富度和空间分布离散性程度不同，且成土母质空间分布多样性与土类空间分布多样性间存在相关性。.（3）改良的土壤多样性计量方法能够有效地定量化评价水、土资源的空间分布离散性特征，相关研究理念及方法为其他资源类型的空间分布格局评价及不同研究对象间的交互关系研究提供了新的思路。