Распространение и динамика водной эрозии на юго-востоке Китая и некоторые свойства эродированных почв: На примере провинций Цзянси и Хубэй тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.27, кандидат биологических наук Лян Инь

  • Лян Инь
  • кандидат биологических науккандидат биологических наук
  • 2003, Москва
  • Специальность ВАК РФ03.00.27
  • Количество страниц 98
Лян Инь. Распространение и динамика водной эрозии на юго-востоке Китая и некоторые свойства эродированных почв: На примере провинций Цзянси и Хубэй: дис. кандидат биологических наук: 03.00.27 - Почвоведение. Москва. 2003. 98 с.

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Лян Инь

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор литературы по использованию материалов аэро- и космической съемки в 7 эрозионных исследованиях

Глава 2. Объекты и методы исследований

2.1. Район исследований

2.2. Объекты исследований

2.3. Методы исследований

Глава 3. Эрозионные процессы в бассейне р.Янцзы

3.1. Природные условия уезда Синьгуо

3.2. Составление и редактирование карт эрозии

3.3. Оценка степени эрозии почв

Глава 4. Динамика эрозии почв на юго-востоке Китая по данным дистанционных методов (ДМ)

4.1. Исследование динамики эрозии почв уезда

Синьгуо

4.2. Составление карт динамики эрозии почв

Глава 5. Использование ГИС при оценке пространственно-временных особенностей проявления эрозии почв

Глава 6. Некоторые свойства эродированных почв 76 бассейна р. Янцзы (в провинции Хубэй)

6.1. Физические свойства почв и содержание 76 гумуса

6.2. Водные свойства почв 79 Заключение

ВЫВОДЫ

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Почвоведение», 03.00.27 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Распространение и динамика водной эрозии на юго-востоке Китая и некоторые свойства эродированных почв: На примере провинций Цзянси и Хубэй»

Эрозия почв получила широкое распространение в Китае. В первые годы после образования КНР площадь земель, подверженных эрозии составляла 1,15

А 9 млн. км , а к 1980 г. она достигла 1,5 млн. км , или 16% территории всей страны. В результате эрозии в Китае ежегодно смывается 5 млрд. т почвы, из них 50 млн. т поверхностного гумусового горизонта (Сюй Дисинь, 1990). Особенно подвержены эрозии Лёссовое плато и низкогорно-холмистые районы юго-восточного Китая в бассейне р. Янцзы (в верхнем и среднем течении). Величина смыва почвы изменяется здесь от 5 до 130 т/га в год (Медведева, 1988).

Эрозия почв на севере, в районе Лёссового плато уже привлекла внимание во всем мире. Здесь развернута в большом масштабе научно-исследовательская работа, применяется дистанционная измерительная техника и проведено большое количество успешных опытов, а вот серьезность проблемы эрозии красноземов и желтоземов в южных и юго-восточных районах еще не привлекла достаточного внимания.

Общая площадь красноземов и желтоземов субтропической и тропической зон КНР составляет 1,17 млн.км2, или 12% ее территории. Эти почвы являются важным сельскохозяйственным ресурсом Китая. В условиях нехватки в КНР площадей, пригодных для посева, они составляют 30% от общей площади посевных площадей, при этом на них выращивается 50% от общего урожая зерновых Китая. Кроме того, здесь выращиваются многие технические культуры и фрукты (сахароносы, чай, шелковица, цитрусовые, каучуконосы, бамбук) (Курбанов, 1991). Стоимость сельскохозяйственной продукции в этих районах составляет 50% от общей стоимости сельскохозяйственного производства КНР (Ши Дэмин, 1994). Эрозия почв, охватившая 28% площади красноземов, приводит к тому, что их плодородие снижается, учащаются стихийные бедствия, увеличивается площадь полей с низкими урожаями, происходит накопление приносимого ила и песка, реки и озера засоряются, возникает угроза для сельскохозяйственных полей. Уже появились «красные песчаные пустыни», «холмы из белого песка» и «горы из голых камней». Очень велика опасность эрозии почв для земледелия, лесоводства и животноводства, а также для водного хозяйства, для электроэнергетики и судоходства. В целом, эрозия почв таит большую опасность для развития народного хозяйства (Ян Яныпен, Ши Дэмин, 1994; Ши Дэмин, 1994). Эрозия почв уже давно стала самой большой экологической проблемой этих районов.

Изучение способов мониторинга эрозии почв - новая проблема не только для Китая, но для ряда зарубежных стран. Применение телеметрической информации, получаемой дистанционными методами (ДМ), создает новые возможности для развертывания этих исследований. В связи с этим изучение распространения и динамики процессов эрозии почв юго-восточного Китая с помощью ДМ, а также свойств эродированных почв представляется весьма актуальным.

Цель и задачи работы. Целью работы является выявление изменений площади проявления эрозии почв на юго-востоке Китая в разные временные интервалы и оценка изменений некоторых свойств эродированных почв. Для достижения поставленной задачи необходимо было решить следующие задачи:

1. Опробование и практическое применение действующих в Китае стандартных норм и способов оценки эрозии почв на основе использования разновременной телеметрической информации и результатов дешифрирования аэроснимков и изображений со спутников в различных полосах спектра.

2. Использование разновременной информации ДМ и результатов полевых исследований на ключевых участках для слежения за динамикой эрозии почв в пределах значительных территорий юго-востока Китая.

3. Количественная оценка площади распространения различной степени эродированных земель с использованием ГИС- технологий.

4. Исследование водно-физических свойств эродированных почв района исследований.

Научная новизна. Научная новизна диссертации состоит в разработке методов использования данных многовременных аэро- и космоснимков для количественного описания эрозии почв с применением компьютерных технологий. Это позволяет повысить скорость составления почвенно-эрозионных карт, улучшить их точность, уменьшить расходы и облегчить труд картографов. Впервые показано также изменение водных свойств почв юго-восточного Китая под влиянием эрозии.

Практическая ценность работы. Часть представленных материалов по визуальной интерпретации изображений использована в четырех выполненных проектах, переданных Министерству водного хозяйства КНР и Народному правительству провинции Цзянси. Результаты работы могут быть использованы при мониторинге почвенного покрова на больших территориях с использованием дистанционных методов, а также при разработке схем противоэрозионных мероприятий на территории уездов или водосборов. Апробация работы. Результаты работы были доложены на заседании кафедры эрозии почв факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова 4 июня 2003г. и на Международной научно-практической конференции «Модели и технологии оптимизации земледелия» (г. Курск, 9-11 сентября 2003 г.) и получили высокую оценку.

Публикации. По материалам исследований одна статья депонирована в ВИНИТИ (№998 от 02.07.03), две опубликованы в журнале «Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение» (№4, 2003) и в материалах Международной научно-практической конференции «Модели и технологии оптимизации земледелия» (Курск, 2003) и одна принята к опубликованию в журнале «Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение».

Похожие диссертационные работы по специальности «Почвоведение», 03.00.27 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Почвоведение», Лян Инь

выводы

1. Анализ зависимости интенсивности эрозионных процессов от социальных факторов (плотности населения, вида угодий) показал, что наиболее подвержены сильной и средней эрозии луга (более 55% площади), обрабатываемые земли (около 20%) а также редколесья (около 16 %) и территории с наибольшей плотностью населения (> 300 чел. на кв. км) (40% площади).

2. При анализе влияния морфометрических характеристик рельефа оказалось, что наиболее подвержены средней и сильной эрозии формы рельефа на абсолютных высотах 700 - 800 м (46 % от площади) и наиболее низкохолмистые территории (до 250 м), среди которых до 25% их площади сильно и средне эродированы.

3. Более двух третей площади почв на фиолетовых глинах, 45% на красном песчанике, выступающих в качестве почвообразующей породы в уезде Синьгуо, подвержены средней и сильной эрозии. Среди почв разного генетического типа наиболее подвержены средней и сильной эрозии красноземы и горные желтоземы (более 30% площади), а также фиолетовые почв (около 25% площади).

4. За восемь лет (1992-2000 гг.) уменьшение площади в разной степени эродированных земель в районе исследований (около 750 кв. км) более чем два раза превышает ее увеличение (около 340 кв. км).

5. Увеличение степени смытости от незначительной до чрезвычайно сильной приводит к уменьшению содержания ила и физической глины в фиолетовой суглинистой почве и красноземе легкого гранулометрического состава, а также содержания гумуса во всех исследованных почвах.

6. Полевая влагоемкость увеличивается с утяжелением гранулометрического состава почв и уменьшением их плотности сложения. В связи с этим с увеличением степени эродированности почв приводит к уменьшению их полевой влагоемкости.

7. Содержание недоступной влаги увеличивается с возрастанием содержания ила и физической глины, от плотности сложения почвы и ее порозности оно не зависит.

8. Содержание доступной влаги изменяется по тем же закономерностям, что и величина полевой влагоемкости: увеличивается с утяжелением гранулометрического состава почв, уменьшением плотности их сложения и степени эродированности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Использование цифровых данных, изображений со спутников Landsat и

SPOT, и аэрофотографий, полученных за период от 1958 до 2000 гг., позволило провести детальную инвентаризацию эрозии почв, оценить динамику эрозионных процессов, определить применимость дистанционных методов к мониторингу эрозионных процессов на территории юговосточного Китая. Использование GIS- технологий позволило количественно в виде площадей разной степени эродированности почв) оценить характер и динамику эрозионных процессов, а также разработать схему контроля динамики эрозионных процессов.

Установлено, что разновременная информация, получаемая с помощью ДМ, повышает скорость составления эрозионных карт, улучшает точность этих карт и уменьшает стоимость. Информация о факторах эрозии почв по данным ДМ служит основой описания и объяснения характера и степени эрозии почв юго-восточного Китая, которая проявляется через изменение таких свойств почв, как содержание органического вещества, окислов железа, содержания влаги, емкости катионного обмена. При этом достоверно изменяются спектры отражения в разной степени эродированных почв. При одной длине волны возрастание величин отражения происходит в следующем ряду почв: чрезвычайно сильно эродированная почва> сильно эродированная> средне эродированная>слабо эродированная.

Для южных районов Китая определены факторы, оказывающие заметное влияние на проявление, характер и интенсивность эрозионных процессов -это растительный покров, почвы и почвообразующие породы, крутизна склонов, способ использования земли. При проективном покрытии 75% и более эрозия почв обычно не возникает.

Основным способом получения информации с изображений в наших исследованиях была визуальная интерпретация, при которой более точно устанавливались границы контуров, точнее и в количественном виде передается содержание контуров и оцениваются потери почв вследствие эрозионных процессов. Результаты визуальной интерпретации вводятся через сканер в компьютер. В компьютер же вводится массив числовых данных. С помощью пакетов программ CORELDRAW и ARCVIEW в интерактивном режиме составляется карта эрозии почв.

На основе анализа факторов определяющих индекс эрозии почв в соответствии с их вкладом в проявление эрозии устанавливают вес и влияние каждого из них. Получаемые суммированием индексы эрозии почв количественно характеризуют степень проявления эрозии почв. Завершающим этапом выступает полевая проверка составленного авторского оригинала карты эрозии. Важными условиями качественного составления карт эрозии являются:

- выбор и обоснованное комбинирование данных ДМ разных диапазонов;

- усиление используемых изображений; - выбор масштаба составляемой карты.

Проведенные по вышеизложенной методике исследования изменения эродированности земель участка юго-восточного Китая показали, что за 40 наблюдается определенная положительная динамика, приводящая к уменьшению эродированных площадей, но в то же время доля площади сильно эродированных земель на обследованной территории в течение 40 лет оставались стабильно высокими (30-40% от площади эродированной территории).

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Лян Инь, 2003 год

1. Андроников B.JL, 1959. Некоторые принципы дешифрирования эродированных почв лесостепи по аэрофотоматериалам. Ж.Почвоведение, № 10

2. Андроников В.Л., Королюк Т.В., 1985 Использование дистанционных методов в почвоведении и сельском хозяйстве. Итоги науки и техники. Почвоведение т. 5, ВИНИТИ

3. Афанасьева Т.В., Лидов В.П., 1962. О применении аэрофотоматериалов при исследовании водной эрозии почв. Ж. Научные доклады высшей школы. Биологические науки, №2

4. Афанасьева Т.В., Лидов В.П., Можарова Н.В., 1974. Изучение процессов эрозии почв путем инструментального дешифрирования аэроснимков. Ж. Почвоведение, №1

5. Афанасьева Т.В., Петрусевич Ю.М., Трифонова Т.А., 1977. Практикум по дешифрированию аэрофотоснимков при почвенных исследованиях. М.: Изд-во МГУ

6. Аэрокосмические методы в почвоведении и их использование в сельском хозяйстве, 1990. М.: «Наука»

7. Баранова А.И., 1967. Дешифровочные признаки некоторых эрозионных форм рельефа и их геоиндикационное значение. Сб. Доклады комиссии аэросъемки и фотограмметрии. Вып. 3, Ленинград

8. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А., 1973. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. М.: «Высшая школа»

9. Ван Анмин, Чжан хёсчан, Хуан чжинчан, 1999. Исследование технических вопросов учета эрозии почв в провинции Чжэцзян. Охрана воды и почвы Китая, №7 (на кит. яз.)

10. Ван Жанхынь, Фан Зылин, 1998. Исследование опустынивания в районе Алагана в низовьях реки Талиму с использованием ГИС и дистанционного метода. Бюллетень по дистанционным методам изображения, том 2, №2 (на кит. яз.)

11. Ван Унчжон, Ли Жин, Чжан Хёпин, 1998. Исследование регионального картографирования эрозии почв дистанционными методами. Вестник охраны воды и почв, том 18, №5 (на кит. яз.)

12. Виноградов Б.В., 1984. Аэрокосмический мониторинг экосистем. М.: Ф «Наука»

13. Воронин А.Д., 1984. Структурно-функциональная гидрофизика почв. Изд-во Моск. ун-та

14. Воронин А.Д., 1986. Основы физики почв. Изд-во Моск. ун-та

15. Герасимов И.П. и Ма Юн-чжи, 1958. Генетические типы почв на территории Китайской Народной Республики и их географическое распространение. Изд-во АН СССР, М.

16. Го Цынян, Лю чиюнь, Чжан Дафан, 1999. Исследование использования земли и покрытия растительностью дистанционными методами и ГИС. Бюллетень по дистанционным методам, том 3, №2 (на кит. яз.)

17. Горбунов В.И., 1982. Использование результатов аэрокосмических ф фотосъемок в природоохранном картографировании на примереизучения объектов водной эрозии южных равнин Западной Сибири. Тезисы докладов Всесоюзной конференции. Баку

18. Исследование по проблемам планирования и мелиорации в районе красноземов и желтоземов, 1985. Пекин: Научное издательство

19. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., 1991. Аэрокосмические исследования динамики географических явлений. М.: Изд-во МГУ

20. Ковда В.А., 1959. Очерки природы и почв Китая. М.: Изд-во АН СССР

21. Курбанов В.П., 1991. Проблемы мелиорации земельных угодий В КНР. Мелиорация и водное хозяйство, №8

22. Ли Дэсчэн, Ши Дэмин, 1998. Динамика потерь воды и почвы в уезде Синьгуо с использованием дистанционной техники. Сб.: Охрана воды и почвы в Китае (на кит. яз.)

23. Ли Пичэн, 1995. Мониторинг эрозии почв и проектирование мероприятий против потери почвы и воды дистанционными методами на малом бассейне. Пекин: Научное издательство (на кит. яз.)

24. Логашев Т.Г., 1987. Выявление эродированных земель по аэроснимкам с использованием аэровизуального контроля. Бюллетень Почвенного ин-та им. В.В. Докучаева. Выпуск XLI

25. Jly Цзиньфан, Цын счухон, Лин ли, 1996. Исследование деградации почв дистанционными методами в котловине Гинпо. Бюллетень по дистанционным методам изображения, том 11, №3 (на кит. яз.)

26. Лю Хай-пэн, 1995. Почвы Китая. Сб.: Леса и почвы Китая. Географический сборник. М.: Изд-во Иностранной литературы

27. Медведева А.А., 1988. Природные ресурсы земледелия Восточного Китая. Автореф. дис. канд. геогр. наук, М.

28. Преображенский А.С., 1959. Об использовании аэрометодов при щ почвенных исследованиях. Труды лаборатории аэрометодов АН СССР.1. Т.7.

29. Пу Джичжан, 1992. Принципы и методы толкования и изображений, полученных дистанционным методом. Пекин: Китайское изд-во науки и техники (на кит. яз.)

30. Пу Чжонхон, Чжон хонсчин, Лю Шосчинь, 1993. Предварительное исследование фактора растительности для прогноза эрозии почв с использованием дистанционных методов. Дистанционная техника и ее использование, том 8, №4 (на кит. яз.)

31. Пу Чжонхон, Тан Уанлуонь, 1994. Исследование рельефа как фактора эрозии почв с помощью дистанционных методов. Бюллетеньф почвоведения, том 31, №3 (на кит. яз.)

32. Пу Чжонхон, Сэн счэнчжан, Чжоу Фусчан, 1997. Количественный дистанционный метод учета потерь воды и почвы и его использование. Бюллетень почвоведения, том 34, №3 (на кит. яз.)

33. Пу Чжонхон, Сэн счэнчжан, Дон Счиньжин, 1999. Исследование потери воды и почвы в провинции Шаньдун с использованием количественных дистанционных методов. Бюллетень почвоведения, том 36, №1 (на кит. яз.)

34. Серия карт земельных ресурсов по материалам дистанционных методов (район города Тэинь), 1981. Пекин: Научное издательство (на кит. яз.)

35. Сюй Биньбинь, 1991. Исследование спектров отражения почв Китая. Дистанционные методы и окружающая среда, т. 6, № 1

36. Сюй Биньбинь, 1991. Предварительное исследование географического районирования основных земель Китая и спектральные отражательные характеристики почв. Дистанционные методы и окржающиая среда, т. 6, №2 (на кит. яз.)

37. Сюй Дисинь, 1990. Экологические проблемы Китая. М.: Изд-во «Прогресс»

38. Фень Чжонк, 2000. Техника и применение ГИС. Китайское лесное издательство (на кит. яз.)

39. Хилл Дж., Миджер Дж., Мел В., 1998. Контролирование опустынивания, эрозии почв и деградации земли в экосистеме Балтики. Информация по дистанционным методам, №4 (перевод, на кит. яз.)

40. Ху Ганхань, 1988. Исследование воспроизводимых ресурсовдистанционным методом. Пекин: Китайское лесоводческое издательство (на кит. яз.)

41. Ху Лянцын, 1998. Исследование индекса количественной оценки эрозии почв в бассейне с помощью ГИС. Вестник охраны воды и почв, том 18, № 5 (на кит. яз.)

42. Хуан Хюхан, 1988. Сравнительное исследование разных карт эродированных почв по разным источникам информации. Сб.: Экспериментальное исследование пригодности дистанционных методов на Лёссовом плато. Пекин: Научное издательство (на кит. яз.)

43. Хунь Госчин, 1993. Исследование агроэкологических проблем в районе краснозёма и желтозёма южного Китая. География и исследование земли, том 9, №1 (на кит. яз.)

44. Чжан Дипин, 1986. Исследование водоудерживающей способности почв и нижнего предела удерживания воды в почве. Почвенные исследования, т. 23, №4 (на кит. яз.)

45. Чжань Зенксян, 1998. Интегральная оценка и динамический мониторинг природных ресурсов и окружающей среды центрального Тибета путем использования дистанционных методов. Пекин: Университетское изд-во (на кит. яз.)

46. Чжао Чинго, Гон Чжитон, 1989. Методы исследования в географии почв. Пекин: Научное издательство (на кит. яз.)

47. Чжэн Вэй Уы, Чжен Шупень, 1995. Основы дистанционного метода. Пекин: Научно-техническое издательство Китая (на кит. яз.)

48. Чжэн Чженинь, 1991. Прикладное исследование дистанционного метода в северном Шэньси. Пекин: Научное издательство (на кит. яз.)

49. Ши Дэмин, 1991. Эрозия и ее контроль на граните в южном Китае. Журнал охраны почвы и воды, том 5, №3 (на кит. яз.)

50. Ши Дэмин, 1994. Научно-исследовательский прогресс в исследовании эрозии и охраны почв в китайских тропиках и субтропиках. Сб.: Хи Чженфан и география почв Китая. Сиань: Шэньсинское народное изд-во (на кит. яз.)

51. Ши Дэмин, Ли Дэдчэн, Чжо Пин, 1991. Мониторинг эрозии почв и использования земли в уезде Ансэн провинции Шэньси, Сб: Земельные ресурсы Лёссового плато по данным дистанционных методов, Нанкинское издательство (на кит. яз.)

52. Ши Дэмин, Ши Сёчжин, ЛиДэсчэн, 1996. Динамика эрозии почв с использованием дистанционной техники. Бюллетень почвоведения, том 33, №1 (на кит. яз.)

53. Ян Яньшен, Ши Дэмин, 1994. Исследование эрозии почв в зоне трех ущелий бассейна Янцзы. Нанкин: Нанкинское юго-восточное изд-во (на кит. яз.)

54. Campbell, J. В., 1987. Introduction to Remote sensing. New York, London: The Guilford Press

55. El-Swaify S.A., 1980. Physical and mechanical properties of Oxisol. In: Theng, B.K.G. (Ed.), Soil with variable charge. New Zealand Society of Soil Science, 302-303

56. Floyd, F. Sabins, J. R. 1978. Remote Sensing, Principles and Interpretation. San Francisco: W. H. Freeman and Company

57. Gardner W.R., Hillel D. and Benyamini Y., 1970. Post-Irrigation Movement of Soil Water. Water Resources Research, vol.6, № 3

58. Lillesand, Т. M., Kiefer, R.W., 1994. Remote Sensing and Image Interpretation (the third edition). New York, Chichester, Brisbane, Toronto, Singapore: John Wiley & Sons, Inc.

59. Sheng,T. C., Barrett, R. E., Mitchell, T. R., 1997. Using geographic information systems for watershed classification and rating in developing countries. Journal of Soil and Water Conservation, vol.52, №2

60. Steven, M. D., Clark, J. A., 1990. Application of Remote Sensing in Agriculture. London, Boston, Singapore, Sydney, Toronto, Wellington: Butterwonhs

61. Wischmeier W.H., Johnson C.B., Cross B.V., 1971. A soil erodibility nomograph for farmland and construction sites. J. Soil and Water Conservation, vol. 26, p. 189-193

62. Wu J., Nellis, M. D., Ransom, M. D., 1997. Evaluating soil properties of CRP land using remote sensing and GIS in Finney County, Kansas. Journal of Soil and Water Conservation, vol.52, №5

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.