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青藏高原地域广阔,多年冻土广泛发育,受多年冻土和强烈冻融作用的影响,土壤具有独特的特征。土壤分布特征资料不仅是土地资源合理利用和区域畜牧业规划的基础,同时也是各类陆面过程模式和区域乃至全球气候模式所必须输入的基础数据。对于冻土发育的青藏高原,土壤类型的空间分布研究也有助于深入理解冻土发生发育的规律,从而促进对冻土分布、退化过程、机制与防治措施方面的研究。青藏高原已有土壤图以小比例尺土壤图居多,不能满足精准农牧业、环境管理及生态、陆面过程/气候模型模拟等对高精度土壤分布信息的需求。同时,这些土壤图多建立在发生学分类基础上,较少采用系统分类法。
本研究以青藏高原多年冻土本底调查数据为基础,结合目前流行的3S技术,选用支持向量机的分类方法对温泉区进行预测性土壤制图,选取较理想变量组合。将此制图方法和选取的变量组合应用到其它三个典型区,以探求该方法的广泛适用性。其次,对生成的大比例尺土壤图进行研究,以获取典型冻土区土壤分布信息,土壤同地形因子、植被和冻土关系信息,发生学分类和系统分类参比信息。研究结果显示:
(1)基于支持向量机的土壤分类方法,在没有大量样本点的地区也可以较为准确地模拟土壤类型分布,是预测性土壤制图的一种有效方法。通过四个典型冻土区的研究,确定了典型冻土区的变量组合,即高程、坡向、坡度、离河流、湖泊的距离、纬度、经度、土地利用类型、剖面曲率、平面曲率、地形湿度指数、多年NDVI平均、多年地表温度冷暖季平均,以及TM波段比值(5∶7,5∶3,3∶1)。
(2)青藏高原东部地区土壤类型以雏形土为主,在水分和植被条件较好(高寒草甸和高寒沼泽草甸)的区域广泛发育均腐土和有机土。新成土和潜育土零星分布;青藏高原西都地区土壤类型以干旱土和雏形土为主,主要分布在高寒荒漠与荒漠化草原上。新成土和盐成土零星分布;青藏高原东部地区的土壤类型较西部丰富,土壤的发育程度优于西部。青藏高原东部地区土壤分布垂直带性规律不明显,而西部一些高山区,土壤垂直带性规律较为明显,由低到高呈干旱土向雏形土过渡分布特征;青藏高原地区土壤类型及其分布主要受气候条件控制,其次受植被类型的影响,在局部地形差异较大的地区,地形的影响较大。
(3)东部区域的潜育土分布在多年冻土下界以上,新成土、雏形土(湿润雏形土除外)和均腐土主要分布在下界以上;西部区域盐成土主要分布在下界以上,其它土壤无明显分布特征。东部和西部共有土壤,西部分布的平均海拔较东部高。
(4)东部和西部区域主要土壤,干润雏形土、寒冻雏形土和干润均腐土在各坡向均有大量分布且相对均衡,并主要分布在起伏和平缓坡面上。西部区域主要土壤,寒性干旱土和寒冻雏形土在各坡向均有大量分布且相对均衡。寒性干旱土主要分布在平坦和起伏坡面上,寒冻雏形土主要分布在平坦坡面。
(5)东部区域主要土壤,干润雏形土主要分布在高寒草原和高寒草甸上。寒冻雏形土和干润均腐土主要分布在高寒草甸和高寒沼泽草甸上;西部区域主要土壤,寒性干旱土和寒冻雏形土主要分布在高寒草原和高寒荒漠上。东部和西部共有土壤,干润锥形土和寒冻雏形土往西有草原化分布趋势。
(6)青藏高原东部区域,多年冻土区和季节冻土区土壤均以雏形土为主,均腐土有较多分布;青藏高原西部区域,多年冻土区和季节冻土区土壤均以干旱土和雏形土为主,且在水分条件较好的地方发育雏形土的概率较大,反之发育干旱土的概率较大。
(7)温泉区高山草甸土主要对应干润雏形土和干润均腐土。高山草原土、高山漠土和高山寒漠土主要对应干润锥形土。