gis技术在区域土壤退化敏感性评价中的应用

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1、http://www.paper.edu.cn1GIS技术在区域土壤退化敏感性评价中的应用123赵凤琴，汤洁，王忠恕1、辽宁师范大学生命科学学院，辽宁大连（116029）2、吉林大学环境与资源学院，吉林长春（130026）3、大连市金州区环境保护局，辽宁大连（116100）E-mail：eco-env@163.com摘要：本文在生态环境较脆弱的吉林省西部地区，应用GIS多边形叠置分析技术划分了6,395个评价单元，选取了6项土壤退化敏感性指标，将土壤退化的敏感程度分为非敏感、轻度敏感、中度敏感和极敏感四级，采用层次分析和二级模糊综合评判相结合的方法进行敏感性评价，并通过GIS技术实现评价结果

2、的分区和可视化。结果表明本文所采用的评价方法能够有效提高评价精度，吉林西部土壤退化以轻度敏感为主，中度敏感和极敏感次之，非敏感地区占土地总面积的份额最小。关键词：GIS，土壤退化敏感性，层次分析法，模糊综合评判，可视化中图分类号：X4文件标识码：A近年来，环境敏感性研究已成为环境科学的一个研究热点，国外学者进行了水文系统对气候变化的敏感性，印度农业和气候的敏感性，北非在中全新世时期湿地和湿地植物对于气[1][2][3]候变化的敏感性等研究。国内学者对地质环境敏感性，城市生态环境敏感性，流域生[4]态的敏感性及恢复力分析等方面进行了研究。欧阳志云给出了生态环境敏感性的概念，即生态环境敏感性是指

3、生态系统对各种自然和人类活动干扰的敏感程度，反映区域生态系统受[3]到干扰时，发生环境问题的难易程度和可能性大小。本文从保护生态环境，抑止土壤退化的角度，采用GIS的多边形叠置分析功能划分评价单元，在确定指标体系的基础上，按照非敏感、轻度敏感、中度敏感和极敏感四级，用层次分析法和二级模糊综合评判法进行了吉林西部土壤退化敏感性评价。1.研究区土壤退化概况2吉林西部地理坐标121°38′-126°17′E，43°53′-46°18′N，土地面积为46,897.37km。该区[5]地处暖温带半干旱、半湿润气候的过渡带上，降雨量小，蒸发量大，生态环境比较脆弱。近50年来，在人类活动的干扰下，土壤退化

4、严重，主要表现为营养成分减少，土壤向贫瘠[6,7]化方向发展，养分比例失调，有害的盐碱成分增加。其结果是生态环境恶化，生物量下62[8]降，荒漠化迅速发展。目前，全区土壤退化面积已达2.8×10hm，土壤退化已经严重威胁当地的生态安全，成为阻碍该区农业可持续发展的主要因素之一。2.评价单元的划分评价单元的划分直接影响评价结果的精度，本文采用MAPGIS软件的多边形叠置分析法进行评价单元的划分。多边形叠置分析是指将同一地区、同一比例尺的两组或两组以上的多边形要素的数据文件进行叠置，根据两组多边形的交点来建立具有多重属性的多边形或进行多边形范围内属性特征的统计分析。其实质是把两层或多层要素（面状

5、或线状）进行叠加产生一个新的要素层。新要素层综合了原来两层或多层要素所具有的属性（见图1）。1本课题得到国家自然科学基金资助项目（40273047,40572170）的资助。-1-http://www.paper.edu.cn图1多边形叠置示意图Fig.1Sketchmapofpolygonoverlay本文将吉林西部行政区划图、土壤质地分布图、土地利用/土地覆盖现状图通过MAPGIS软件进行叠加。其中行政区划图中包含了各县市区的统计资料，作为属性数据；土壤质地分布图和土地利用/土地覆盖现状图则提供了空间数据。叠加后共形成6,395个评价单元，每个单元中既包含了人口密度、农作物产量等属性数据

6、，又包含了土壤质地、土壤有机质含量等空间数据，这些信息经过GIS属性输出，处理后作为评价指标参与模型运算。3.指标体系的建立建立合理的指标体系是进行评价的关键，在选取指标时，本文遵循主导性、差异性、综合性和实用性，以及所需指标的可获取性等基本原则，建立评价指标体系。根据生态系统[5,9]结构和功能特点，以及影响因素，总结已有敏感性评价指标体系建立方法，本文将指标分为自然因素和人为因素两大类，其中自然因素包括土壤质地、土壤有机质含量、草地超载放牧率和农作物产量等四项指标；人为因素包括化肥使用程度和人口密度两项指标。土壤质地是土壤发生退化的内在原因，根据国际土壤质地分级确定各类质地的分值，然[1

7、0]后按土种的质地或质地平均值确定土壤质地的分值，再将土壤质地分值作为属性数据，赋予土壤质地分布图中，与其他图件进行叠加；土壤有机质含量反映土壤的肥沃程度，数据来源于统计资料和土壤测试结果；草地超载放牧率指实际上单位面积草地放牧的牲畜头数与草地面积的比值与理论上允许放牧的牲畜的头数与草地面积的比值之差，反映动物活动对草地的破坏，进而加速了土壤退化的程度；农作物产量是单位耕地面积上农作物的产量，反映农业生产对土