江汉平原土地类型与综合自然区划

江汉平原土地类型与综合自然区划 第49卷第1期 l994年1月 地理 ACTAGEOGRAPHICASINICA Vol49mNl Jan,l9g4 侈一江汉平原土地类型与综合自然区划 卫 (华东师范大学西欧北羹地弹研究所海200062) ; 提要基于对自然环境特征的分析,本文划分江沮平原的土地类型,适用土地类型结 构数量分析方法,自下而上地作了江汉平原综合自然区划,揭示自然环境的地域分异规律 关键词土地类型土地类型结构综合魁竖兰堕,差刹 1自然环境特征与土地类型 江汉平原位于湖北省中南部.介于29.26一30.23N和111o30一114.32E之问.行政区 划包括荆州和孝感两个地区的绝大部分,武汉市的北部,荆门市的南 部,宜昌地区的东部及 沙市市,总面积36072.5km.,是我国南方最为广阔的平原,是长江中下游平原的主体部分 江汉平原位于我国亚热带的中部,地处华南地台的下扬子台裙带,鄂湘黔台褶带和江南 地轴的交汇处.它以鄂中台断区为核心,江汉拗陷为基础,是由长江,汉水及湖泊冲积淤积而 形成的平原.地势低平坦荡,海拔一般低于lOOm,大部在40m以下.平原边缘的蚀余丘陵. 海拔高度也多为200--300m.本区气候温暖湿润.年太阳辐射总量440—470kj/cm;无霜期 243—275d.?10c积温5100—5300C,1月平均气温2—4C,7月均温在28c以上;年降水 量980—1300mm,4—9月降水量占年雨量的7o以上,雨热同期,水热配合协调.湖北长江 河段为典型向心状水系.江汉平原河网稠密,湖泊众多.水域面积广大据统计.水域面积占 其总面积的l8,其中湖泊面积达1605.4km.整个江汉平原平均年径流深320—750mm. 多年平均年径流量150×10m.,过境客水在5500×10m以上,众多的湖泊库塘可容水量 在i00×10.m.以上,水资源极为丰富. 江汉平原在全国自然区划中,属于北亚热带常绿阔叶与落叶阔叶混交林黄棕壤地带和 中亚热带常绿阔叶林一红壤地带”.受地形与水文地质条件影响,地带性植被和土壤主要分 布在其边缘的垄岗平原和蚀余丘陵之上,面积狭小,占全平原总面积比例不到1/J0天然土 壤以草甸土和沼泽土为主,植被也主要为草甸和沼泽但由于江汉平原开发历史悠久,垦殖 指数高,原生植被已为人工栽培植被,次生植被与农田植被所替代.土壤经耕作熟化.形成了 以潮土为主的旱作土壤和以水稻土为主的水耕土壤整个平原植被和土壤隐域性显着,人类 活动烙印株刻. 江汉平原自然地理要素在地域上分布不均匀,各要素组合形式的多样性及组合的联系 +奉史虚导师赵松开教授指导,特此致谢 收稿日期:l992年12月:收到修改稿日期:】993年3川 地理49卷 性差异,产生了大小不等的自然综合体.形成了性质各异的土地类型.根据类型的相似性与 差异性,参照1:05万土地类型制图的要求与可能’,将其土地类型分为 两级. 江汉平原1:25万土地类型图分类系统如下: 1洲滩地V决口扇形地 】l芦苇浅色草旬土河漫滩地Vl蕊潮土决口扇形地 【2芦苇浅色草旬土江心滩地Y2淹育型水稻土决口扇面湿平地 【3耕作灰南土江心滩地3潴育型水稻土决口扇面洼平地 I4沼泽型水稻土糊心滩地?低岗地 】5马尾松林黄棕壤库心岛地?l马尾松林椽红壤慨岗地 16潴育型水稻土江心滩地l,I2潜育型水稻土平岗地 【7浅色草旬土荒洲滩地?3耕作棕红壤低岗地 I8潴育型水稻土湖心滩地?4淹育型水稻土平岗地 T9潜育型水稻土胡心滩地?5耕作黄棕壤低岗地 110灰潮土荒洲滩地?6马尾松林黄棕壤低岗地 I垄地?7马尾格林红壤性土低岗地 ?l漓育型水稻土岗间冲垄地?8耕作红壤性土低岗地 l2淹育型水稻土岗闻冲垄地’?9潴育型水稻土平岗地 I3灰潮土河流宽谷阶地?10经济林黄棕壤低岗地 I4潴育型水稻土河流宽各阶地?】】耕作紫色土低岗地 I5潮土河流宽答平地?l2侧渗型水稻土平岗地 ?6侧渗型水稻土河流宽答阶地vI高岗地 ?冲积平地?1潴育型水稻土高岗平地 ?l耕作灰潮土冲积高平地v?2马尾松林棕红壤高岗地 ?2耕作潮土冲积高平地?3马尾松林黄棕壤高岗地 l3潴育型水稻土滨湖波状平地4耕作棕红壤高岗地 ?4潴育型水稻土冲积湿平地?5耕作黄撩壤高岗地 ?5淹育型水稻土冲积湿平地v日6经济林黄棕壤高岗地 ?6潴育型水稻土平畈地?7耕作紫色土高岗地 7侧渗型水稻土冲积平地?8马尾橙林红壤性土高岗地 ?湖垸地vI9马尾橙林紫色土高岗地 ?1菰丛褶泽土低镧洼地?蚀余丘陵地 w2沼泽型水稻土低蝴田?l杨桦改生杂木林红壤性土丘陵地 3潜育型水稻土低湿地?2马尾松林黄棕壤丘陵地 ?4沼泽型水稻土滨i醋田?3经济林红壤性土丘陵地 ?5潜育型水稻土滨湖田?4经济林椽红壤丘陵地 ?6潴育型水稻土湖垸田?5马尾松林红壤性土丘陵地 ?7淹育型水稻土湖垸田?6马尾桧林棕红壤丘陵地 ?8耕作灰黼土湖垸地?7疏林杂灌黄棕壤丘陵地 ?9芦苇草甸土滨湖洼地?8楠竹林椽红壤丘陵地 ?i0耕作黼土湖垸地?9马尾橙林紫色土丘陵地 w1l恻侉型水稻土湖垸田Y噩lo杂灌林石藏土岩溶丘陵地 1期刘卫东:江汉平原土地类型与综合自然区划 ?11经济林黄棒壤丘陵地 2土地类型结构分析 江汉平原土地类型在空间分布上并非杂乱无章.每种类型具有自己相应的地位,表现出 定的结构规律性.以下从三个方面对江汉平原土地类型作结构分析. 僻 霹 图1江汉平原土地类型对比结构(图例见P.74—75) Fig-1Thecomparative]anti.apestruc【u?f[andtypesinfheJianghanPlain(forlegendeP.74—75 2.1对比结构分析 土地类型对比结构是指不同土地类型之间其综台特征相对相似性(或相对差异性)的对 比关系.土地类型在航片或卫片上表现出来的灰阶对比或色谱对比关系是对比结构的直观 反映.土地类型对比结构分析,可从土地类型个体形态单元(在地图上表现为图斑)在类型归 属上的数量关系(面积对比,频率对比,结构复杂度,破碎度等)及类型特征的相似性两方面 着手. 土地类型对比结构分析的步骤是:先按照土地类型将其构成要素的特征数量化,再用聚 类分析运算并成图 1.对每种土地型中已有的土壤剖面 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 与土化分析 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 ,气候或水 文资料的图斑的数 据加以整理,选取土壤有机质,全氮,全磷,全钾含量和pH值,?10C积温,地下水埋深等项 目的平均值作为土壤,气候,水文等土地类型构成要素的数量化特征值;关于地质,地貌,植 被,人类活动等要素的数量化,则参照地势高度,植被覆盖度,垦殖指数或复种指数,灾害机 地理 率等来实现. 2,以土地型为行.以上述要素特征数量化指标为列,构成原始数据矩阵,利用聚类分析 程序上机运算.以相似系数衡量各土地类型间的相似性,将其结果绘成树枝状图(图1).图 示即江汉平原土地类型的对比结构. 土地类型之间的相似系数计算公式为: ?(一)(一_丁) [?(一).??(.,一1,2.一”;g一1.2.…,) 式中X和X.分别为第k个和第t个土地类型图斑各自所属的土地类型的第g个要素特征 11. 值:一?X一?X分别为这两种土地类型特征的数量化平均值;g一1,2 一…一… ;】…;1 m为土地类型构成要素指标序号,k,t一1,2.…,n为图斑序号. 江汉平原各土地类内各种土地型的相似程度较大.r>0.93,冲积平地土地类中各种土 地型最为相似.r>0.997,其次是湖垸地和决口扇形地,r>0.975.低岗地,洲滩地,蚀余丘陵 地土地类中各种土地型差异性相对较大.r趋近于0.93.从更高水平分析,江汉平原土地类 型明显地分为两大系列.即岗丘土地系列和平地系列,前者包括低岗地,高岗地和蚀余丘陵 地,后者包括洲滩地,冲垄地,冲积平地,湖垸地和决口扇形地.两大系列之间特征对比明显. r值只O.2320. 2.2空间组合结构分析 土地类型空间组合结构是指土地类型的空间邻接关系.它反映出土地类型群体关系在 空间上的有序性. 空问组合结构从宏观上看,广大的中心腹地为平地类型,其外围为低山丘陵,边缘为岗 地类型,呈梯极分布,具环带状特点外围蚀余丘陵地以侵蚀剥蚀作用为主,是平原地表径流 与地下径流的补给区,经常有大量的侵蚀剥蚀物质向低处迁移堆积,适宜于发展林业.营林 带牧,蓄水保土.边缘岗地为侵蚀剥蚀作用和堆积作用并存,是物质与能量的转换地带,具有 低山丘陵土地类向平地土地类过渡的性质特征,适宜于农林牧综合开发.中心平原湖区为物 质的汇聚区,土壤肥沃,多水域,种植业和渔业发展条件得天独厚.这种结构分异,控制着林, 牧,农,渔各业布局. 从中观看,土地类型具有相问排列的特点平原内部由于长江,汉水及其网状水系的发 育,由于河道变迁及洪水期间泥沙沉积的分选作用与不等量堆积.再加上人工修筑堤防的影 响.形成了相对高差数米至数十米的沿江高地(天然堤)和河问湖泊洼地相间分布的地貌特 征.这种地貌结构控制着江汉平原土地类型的形成,分布及其利用疗向.江河两岸高地,由 于地势高,地表组成物质较粗,透水性良好.土壤适耕性强,形成了以灰潮土为主的冲积平 地.利用方式以旱作为主,适宜于种麦植棉,是江汉平原棉花产区.而坷间洼地,地下水位高, 土壤质地粘重,耕性较差,易受洪涝威胁.在人为因素的作用F,经围垸, 开渠,排灌,耕作熟 化,形成了以水稻土为主的湖垸地土地类型,利用方式以水田为主,为主要粮食产地江汉平 l期刘卫东:江汉平原土地类型与练台自然区划 原主要河流以近东西向为主,因此其土地类型组合也呈现出东西延伸,南北相间排列的持 点,种植业的布局受此控制. 从微观看.岗丘地区土地类型多呈阶梯状,对称阶梯状,树枝状和斜缓分层的组台格局; 冲积湖积平原则以盆地环状组合,扇形组合和相间排列组合为主(图2)这种结构组合主要 对作物的种植方式,耕地连片规模和机械化的适用性产生影响 江汉平原土地类型的空间组合结构,按照其空间拓朴关系概括直观形象,但在具体应用 时常常会遇到各个模式分界的困扰为此有必要对空间组合关系数量化,邻接系数I可 准确地予以反映.邻接系数计算公式为: r厶Ll—— 0 LI,kL—L 镶嵌关系 邻接关系 不接触关系 式中L为第k个和第t个土地类型图斑的邻接系数,厶,L及,J分别为第k个,第t 个,及第k个与第t个图斑共同组成的新图斑的周长.从上式可知.两个土地类型图斑呈镶 嵌关系时,其L为1,取极大值;呈不接触关系时,L为0,取最小值;呈邻接关系时,Ln的值 为ol之间变化.江汉平原土地类型空间组合结构可以啊L为元素的矩阵予以反映. 2.3时间演替结构分析 江汉平原土地类型的演替从总体上讲,由于新构造运动的不等量上升和沉降,流水侵蚀 剥蚀作用和重力作用,使地表物质发生迁移堆积,不断塑造着地表的形态,制约着河湖变迁, 使地表水热条件发生再分配,地下水状况,土壤性状,植被景观发生变化,从而使土地类型的 性质特征和空间组合结构也发生变化,形成一定的时间演替模式(图3) 人类活动主要通过筑堤御水,开港挖渠,围潮垦殖,改良土壤,调整农业布局和植树造 林,保持水土等方式来影响土地演替,对自然演替过程起加速或延缓 作用. 江汉平原构造变动以沉降为主,物质迁移以堆积为主,它们决定了江汉平原土地演替的 主导方向.根据土地类型演替的动因,各类型在演替过程中的发生和地域联系,可以分为三 个不同的演替系列: (1)垄岗平原演替系统 演替的主要动因是新构造运动和植被消长.新构造运动的不等量升降,使褥古老的剥夷 面和阶地演化为蚀余丘陵地,高岗地和低岗地;植被的破坏,地带性植被北亚热带常绿阔叶 和落叶阔叶混交林和中亚热带常绿阔叶林退化为次生马尾松林,杨桦杂术林及疏林杂灌林 地.由于人为活动,植树造林使植被覆盖率上升.形成人工松杉林,经济林;或经垦殖.使土壤 耕作熟化成为耕地 地理 a <a)冲积胡{享{平原(b)垄岗甲原 图2江汉平原土地类型空间组合结构(图例5己分类系统) Fig.2TspatiaLcombin~rionlaypesinthe如ghanPlain (2)冲积平原演替系列 其主要动囡是河流泥沙堆积和河遭变迁.由于平原地区河床坡降变小,河曲发育.有利 于泥沙堆积.随着洲滩的形成与演替,河流主泓的变化和迁移.形成一系列的天然堤,构成冲 积倾斜平地,与洲滩地交替发展.再由于人类活动的影响,筑堤防洪,使河床抬高,形成地上 河一旦洪水溃堤,堤外便形成了决口扇形地.有时引起河流改道.在扇缘或扇面洼地.有时 亦因其渗水蓄水而成湖.在冲积平原区.土壤随水文条件的变化,由浅色草甸土向潮土,灰潮 土演化.随着土地开发,旱改水,种稻形成了水稻土.由于地下水位与潜育化过程的差别,亦 有淹育型,潴育型,潜育型水稻土的变化土地类型囤此呈现有规律的演替. (3)湖垸地演替系统 其主要动因是湖泊的招泽化与围湖垦殖.随着垸堤的建成,江湖分家,排灌系统完善,人 们不仅将湖泊自然演化而形成的菰丛芦苇沼泽洼地加以开发利用,而且使一些平坦水浅的 湖泊疏干垦殖成田湖泊洼地沼泽土深沟大渠,降低地下水位.经过脱沼,脱潜,潴育过程和 耕作熟化过程,向沼泽型水稻土,潜育型水稻土演替;湖泊中的河流三角洲的浅色草甸土经 耕垦向潮土,灰潮土,乃至淹育型,潴育型水稻土演替由于过度垦殖,洪涝加剧,也会导致返 沼,返潜,次生潜育化过程发生,使土地类型发生遭向演替,乃至被迫退田还湖 土地类型时间演替结构是各种类型间互相演替关系的集合.两种土地类型之间的相互 演替关系可以用概率系数来表示,即: 1期刘卫东:江汉平原土地娄型与练台自然区划 式中.P为第k个和第t个图斑所属的土地类 型相互演替转换成为一个图斑(即一种土地类 型)的概率.,为演替关系系数,为演替速度, 一 表示正演替,一表示逆演替这洋.江汉平原 土地类型时间演替结构可以用一个以P为元 素的矩阵定量地加以反映在目前自然地理过 程模拟数据缺乏的情况下.可根据野外调查或 专家判别(Delphi法)予以量化确定P,值.例 如,自湖垸地演化成蚀众丘陵地,或从蚀余丘陵 地演化成}胡垸地,其演替的周期需用地质年代 计,相互演替的概率很小,可将其P定为 0.0001;在湖垸地内.由菰丛芦苇沼泽低湖洼地 向潴育型水稻土的演替.其演替速度较快,虽然 其间要经过沼泽型水稻土,潜育型水稻土两种 土壤亚类决定的土地型,但演替的周期也只需 几百年至上千年.其演替概率便较大,可以确定 为是按土地型演替模式位赶确定的概率的乘 积,一0.5×0.5×0.5,为0.125.在土地类型 演替模式系列中,紧密相靠位置的两种土地型. 其相互演替的概率为0.j 3综合自然区划 最木作用(侵蚀忉羽堆襁.柯期壹砷 人类栝动(筑堤匿精馘梯田丹洪葭土) 图3江慢平原土娄型时间演替结构 Fig.3Thetempo~a]~ucce,-slon【land types.ntheJianghanPtaln 江汉平原土地类型多种多样,不同的土地类型具有不同的土地质量, 对于农业发展的适 宜性也不一样.土地利用除按生态学原理进行土地开发外,还需要在经济上讲求规模效益. 适当集中布局,进行农业商品基地建设,逐步实行农业地域专门化.走向农业现代化.为了突 出土地资源与环境的区域性,本文尝试对江汉平原作自下而上的自然区划研究. 自下而上进行自然区划主要是对土地类型进行结构综合.由最低级的区划单位——自 然小区开始的自然区划是研究全部自然要素在各级区域中的综合各级区域的范围不同.划 分的土地类型就不同.等级愈高结构愈复杂,体现更大尺度的地域分异,区域性更突出’. 上节对土地类型的结构分析是自然区划研究的基础.土地类型的对比结构分析以土地 类型综合特征为基础.进行相似性比较.有助于自然区划综合性原则与相对一致性原则的贯 彻.空间组合结构分析,则有助于区域共轭性(或称之为地域完整性)原则的贯彻时间演替 结构分析, (,t一1,2,…,;为图斑总数) 其中:u一(?Lk?P)式中U为第k个图斑与第t个图斑属于同一个自然区划单 元的隶属度,u.是聚类分析中反映图斑之间相似程度指标. (2)在初始相关矩阵U的基础上.用逐步形成法进行聚类,在u矩阵中.选出U.值最大 的样本(图斑)对,按照”保留小号,划掉大号”的原则,将两个图斑合并,形成新图斑. (3)用最短距离法.计贯:新图斑与其它图斑的距离. (4)重复(2)和(3)步,将所有的图斑合并,每合并一次减少一个图斑,直至所有图斑合并 成一个整体为止. (5)将图斑逐次合并的过程(自下而上组合成自然区划单元的过程)用图形象地表现出 来,即绘制聚类分析树枝图. 图4江沮平原综台自然区划(图例见表】) Fig4A~hemeforcnmprehen~vereg[onalizat[oncmtheJianghanPlain(forle gend…tabI 莲 . ?? 畸 1期刘卫东:江慢平原土地类型与综合自然区戈_J (6)对聚类结果进行分析,根据自然环境结构层次,确定不同的截距(隶属度差),最后得 出自然区划 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 , 根据自下而上由土地类型组合成自然区划的原理与方法.江汉平原可划分为13个自然 小区和3个自然亚区(图4,表1). 表l江汉平原自然区划单元 Tab.1UnitsofcomprehensiveregionallzationtheJianghanPlain 自然业区自然小区 AI.西北蕉岗平原自然小区 A剂当一橙中 An.四湖上游被状平原自然小遥 垄岗平原自然亚区 AI西部垄_丽平原白然小区 BI.?刁衩湖湖荡平麻自然小区 BI.汉江沿岸冲积平原自然小区 &江汉术网冲积稠 B_.四胡拌湖低j显湖积冲积平原自然小区 积平原自然亚区 B?荆江沿岸冲积平原自然小区 BY王家大湖一二菱湖瑚租冲积平原自然小区 cI沮北艘状平原自然小区 cn东北垄岗原自然小区 c.天北一章感汉部 cI府河冲积平原自然小区 垄岗平原与渡状平原自然亚区 c.末部被状平原自然小区 cV.祝阳笙岗残丘平颢自然小区 江汉平原土地类型自下而上组合成的自然区划方案,反映了其地域分异过程中,非地带 性因素特别是地貌,水文地质因素的作用显着,改变_『自然景观的土壤和植被形成与发展过 程,致使东,中,西的非地带性差异大于南北的温度地带差异.土地利用与改造方向按自然亚 区规划,合理农业布局,比按温度地带进行的熟制安排要重要.北亚热带和中亚热带的温度 差异在江汉平原自然区划中只具有背景意义,更多地反映在自然小区的划分上,如图4和表 1所示,AT,A?,BT,B?,cT,cl,c?主要属于北亚热带,其它自然小区则属于中亚热 带.江汉平原自然区划反映出了湖北省自然地带性与非地带性的地域分异规律.与湖北省综 合自然区划是相互衔接的0-. 自下而上从土地类型组合成自然区划,运用土地类型结构分析的数量化指标,依聚类分 析的原理和方法操作,在地理信息系统支持下可以实现自动化,能重复再现,有助于提高自 然区划成果的科学性与客观性. 82地理49卷 参考文献 刘卫东等.胡北省中亚热带与北亚热带自然地理界线的划分地理集刊,(2l】.北京:科学出咂社,1990 赵栓乔.中国1:]00万土地类型划分和制图中国土地类型研究,北京:科学出版社,1986. 赵抡乔.中目综台自然地理区划的一个新方案,地理,1983,38(1). 陈传康地域分异,自然区划和土地类型.自然地理学(第二咂)第九章.北京:高等教育出版社,1985 剂卫东等湖北省自然地带性与非地带性问题研究.华中师范太学(自然科学版)19~0,24(4) 作者简介 刘卫东,男,1962年生,1991年中国科学院地理研究所博士研究生毕业.现为华东师范大学地理学博 士后e已发表学术论文20余篇,着有《经济区划与地区发展战略理论与研究方法》 羞漪置.- l期刘卫东:江汉平原土地类型与综合自然区划83 LANDTYPESANDC0MPREHENSIVE PHYSICALREG10NALIZAT10N INTHEJIANGHANPLAIN LiuWeidong (tnstau~eofGeograph0iWestE~opeandNorthAmericaEastChinaNormoAUniv~qlyShahghai200062 KeyWordsLandtype.Landtypestructure,comprehensivephysicalregionalization JianghanPlain Abstract TheJianghanPlain.takingitsnamefromtheChangjiangandHanshuiRivers.islocatedhe— tween29.26一31.23Nand11l.30一 114.32E,andhasanareaofmorethan36000squarekilo- meters.TheP1aininthecentralsouthofHubeiProvince,formspartoftheLianghuPtain(theMid- dleReachPlainofChangjiangRiver)andtheDomingLakePlaininHunanProvince.Ithasasub— tropicalmonsoonclimatewithafrost—freeperiodof243——275daysanda meanannualprecipitation 0f98O一 1300mm.Lowandflatandcrisscrossedbyriversandlakesitisthemajorfarmingareaof HubeiProvince,knownasalandoffishandrice.SincetheMingDynasty,theplainhasbeenone ofimprotantcommercialproductivebasesofChinaforgrainsandaquaticprod ucts. InthispaperlandtypesintheJianghanPlainareclassifiedthroughtheanalysisofitsphysical environmentalcharacteristics.Somenewquantitativemethodsfortheanalysisoflandtypestructure areintroducedandtheschemeforcomprehensivephysicalregionalizationisworkedOUtonthe hasesoflandtypestructureandthearealdifferentiationinthisplain.