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[科普中國(guó)]-土壤制圖

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土壤地理學(xué)和地圖制圖學(xué)相結(jié)合的邊緣學(xué)科,研究和表達(dá)土壤及其性質(zhì)的空間分異和組合特征形式。著重以圖形反映土壤類型、組合及其分布規(guī)律性;還與土壤學(xué)其他分支學(xué)科相結(jié)合,研究和反映土壤的地理特點(diǎn)和區(qū)域分異。為土壤資源的評(píng)價(jià)和統(tǒng)計(jì),因地制宜地利用改良土壤、自然區(qū)劃、農(nóng)業(yè)區(qū)劃、環(huán)境保護(hù)、國(guó)土整治等服務(wù)。1

主要目的主要目的是查清土壤資源的數(shù)量和質(zhì)量,進(jìn)行土壤資源評(píng)價(jià)、制定農(nóng)業(yè)區(qū)劃和規(guī)劃、合理安排農(nóng)林牧業(yè)生產(chǎn)布局,為利用、改良和保護(hù)土壤資源,進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和管理提供科學(xué)依據(jù)。

土壤制圖程序土壤制圖程序一般分為:野外土壤草圖測(cè)繪、室內(nèi)底圖清繪、整飾 3個(gè)步驟。野外草圖測(cè)繪是運(yùn)用土壤地理基礎(chǔ)理論和土壤野外調(diào)查技術(shù),認(rèn)識(shí)并區(qū)分調(diào)查地區(qū)土壤類型、組合及其分布變化規(guī)律,將其界線勾繪并標(biāo)記在地形底圖上。這種直接測(cè)繪的土壤圖也是編制中、小比例尺土壤圖的重要基礎(chǔ)和依據(jù)。

土壤制圖單元土壤制圖單元是表示土壤圖圖斑內(nèi)容的基本單位。按其內(nèi)容可分為土壤單元圖斑和土壤組合圖斑。制圖單元的確立以土壤分類為基礎(chǔ),但兩者并不等同。它所反映的類別內(nèi)容,則依比例尺的大小、研究工作精度和制圖目的而定。如大比例尺土壤圖通常以土壤基層分類單元為制圖單元。在中國(guó)為土種,有的國(guó)家為土系,有時(shí)還細(xì)分為變種或土相。隨著比例尺的縮小,則逐漸用較高級(jí)的分類單元制圖,如土屬單元。小比例尺土壤圖,只能反映土壤性態(tài)的重大差異,用于亞類和土類制圖。制圖單元確定后的系統(tǒng)排列,直接影響專業(yè)內(nèi)容的清晰度和用圖效果。在制圖單元的排列上,土壤發(fā)生學(xué)派認(rèn)為必須體現(xiàn)自北而南的地帶性排列原則:而以歐美土壤學(xué)派為代表,則認(rèn)為必須反映土壤演變過程,即從初步發(fā)育、不成熟到充分發(fā)育、成熟的土壤單元排列。體現(xiàn)以土壤屬性為主的原則。

土壤圖類型按成圖的比例尺,土壤圖可分大、中、小 3種;按制圖單元反映的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)形式分為土壤類型圖、土壤組合圖和土被結(jié)構(gòu)圖;按編圖的目的、用途可分為普通土壤圖、專門土壤圖(如森林土壤圖、工程土壤圖)以及土壤圖組(或系列圖)。

土壤類型圖土壤類型圖的制圖單元主要表示一種土壤單元分布范圍。據(jù)不同比例尺,一般與土壤分類單元中土類、亞類、土屬、土種的某一級(jí)別相吻合。強(qiáng)調(diào)土壤圖必須著重反映地帶性規(guī)律的國(guó)家以編制此種圖為主,如中國(guó)、蘇聯(lián)等。

土壤組合圖或土壤復(fù)區(qū)圖土壤組合圖(或土壤復(fù)區(qū)圖)的制圖單元主要為兩種以上土壤單元構(gòu)成的圖斑。組合成分的土壤單元至少占限定面積的20%。主要土壤單元一般占70~80%,至少50%;面積小于20%的土壤單元,作為包含的土壤附于主要土壤的后面。美國(guó)編制的土壤圖,以及聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和教科文組織編制的 1:500萬世界土壤圖集。均屬組合制圖。中國(guó)在平原鹽漬土區(qū)和水稻土區(qū)或山地丘陵區(qū)的大、中比例尺制圖,也常采用土壤組合制圖。

土被結(jié)構(gòu)圖土被結(jié)構(gòu)圖的制圖單元是土被基本結(jié)構(gòu)單元(復(fù)區(qū)、復(fù)合和中域組合)或它們的組合。此類圖既反映土壤群體的組合類型及空間構(gòu)型,也反映各組成分的面積比例,為土壤資源統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)、利用和改良,提供科學(xué)依據(jù)。中國(guó)的毛烏素沙地土壤圖即屬土被結(jié)構(gòu)圖。

小比例尺土壤圖比例尺小于1:25萬(或1:30萬)的土壤圖。其中:①綜合土壤圖,成圖比例尺一般為1:100萬或更小。主要反映全球、各大洲范圍內(nèi)、或各大自然區(qū)、國(guó)家土壤資源分布的特點(diǎn)。1970~1975年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織陸續(xù)編制的 1:500萬世界土壤圖,中國(guó)編制的1:400萬全國(guó)土壤圖,均屬之。②土壤開發(fā)調(diào)查圖(或概查圖),比例尺為1:25萬~1:50萬。用于各省(市)查清土壤資源,合理利用和改良土壤。但幅員較廣的省(區(qū)),如中國(guó)新疆編有1:100萬土壤圖;面積較小,類型復(fù)雜多樣的?。ㄊ校┛删幹浦斜壤咄寥缊D,如中國(guó)江蘇省曾編有1:20萬土壤圖。

中比例尺土壤圖比例尺介于 1:5萬~1:25萬(或1:20萬)的土壤圖。用于重點(diǎn)農(nóng)業(yè)建設(shè)區(qū),或進(jìn)行流域治理規(guī)劃。1954~1957年為中國(guó)華北平原旱澇堿綜合治理所進(jìn)行的土壤調(diào)查制圖,采用 1:5萬底圖,完成了黃河以北華北平原13.2萬平方公里的1:20萬土壤圖。土壤約測(cè)圖(或路線調(diào)查圖),比例尺稍小,為1:20萬~1:25萬,通常用于尚未進(jìn)行土壤調(diào)查的地區(qū),概略地反映調(diào)查地區(qū)的主要土壤類型及分布規(guī)律。

大比例尺土壤圖比例尺1:1萬~1:5萬的土壤圖,對(duì)土壤分類和制圖精度要求較高,用于縣、鄉(xiāng)的農(nóng)業(yè)區(qū)劃、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)合理布局、土壤改良和利用。對(duì)人口密集、耕作集約地區(qū),成圖比例尺可稍大(1:1萬~1:2.5萬);山區(qū)或牧區(qū)比例尺可稍?。?:5萬)。土壤詳測(cè)圖,比例尺大于1:1萬,也屬大比例尺土壤圖范疇,是為制定種植、輪作、土壤改良試驗(yàn)及灌排網(wǎng)系設(shè)計(jì)等提供依據(jù)。

土壤圖組或系列制圖土壤圖組(或系列制圖)是指根據(jù)目的、地區(qū)特點(diǎn),選擇編制有關(guān)專門和普通土壤圖組成系列圖組。例如:①土壤養(yǎng)分潛力圖組,根據(jù)各種養(yǎng)分含量分級(jí)(包括有機(jī)質(zhì),氮、磷、鉀和微量元素等及酸堿度pH),分別成圖,供施肥、種植參考;②土壤侵蝕圖組,根據(jù)土壤侵蝕類型、等級(jí)編制的圖幅,包括坡度、植被覆蓋、土地利用類型等圖;③鹽漬度圖組,根據(jù)土壤鹽分組成和含量編制而成;④土壤資源評(píng)價(jià)圖組,根據(jù)土壤資源質(zhì)量劃分等級(jí),作為農(nóng)業(yè)合理布局和利用改良土壤的依據(jù);⑤土壤利用、改良規(guī)劃圖組,包括土壤利用圖、土壤區(qū)劃圖和土壤改良利用分區(qū)圖等。

土壤制圖新技術(shù)土壤制圖新技術(shù)主要包括利用航天和航空遙感資料編制土壤圖和電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)化制圖兩個(gè)方面。

土壤遙感制圖應(yīng)用遙感技術(shù)進(jìn)行土壤調(diào)查和制圖。包括航測(cè)土壤遙感制圖和衛(wèi)星遙感圖像制圖。它們是在遙感圖像基礎(chǔ)上對(duì)土壤類型、組合進(jìn)行定性、定位和半定量研究,勾繪圖斑,確定其界線。遙感制圖程序?yàn)椋侯A(yù)行編制土壤草圖;進(jìn)行地面實(shí)況調(diào)查,驗(yàn)證判讀結(jié)果,修訂土壤草圖;詳細(xì)解譯遙感圖像,清繪和整飾成圖。土壤解譯(或土壤判讀)即是依據(jù)遙感圖像(土壤及其成土環(huán)境條件光譜特性的綜合反映),對(duì)土壤類型、組合的識(shí)別與區(qū)分過程。其方法是依據(jù)土壤發(fā)生學(xué)原理、土被形成和分異規(guī)律,對(duì)遙感圖像特征(包括色調(diào)、紋理和圖型結(jié)構(gòu))或解譯標(biāo)志以及地面實(shí)況調(diào)查資料,進(jìn)行地學(xué)相關(guān)分析,直接或間接確定土壤單元或組合界線。一般遵循遙感圖像,圖斑界限和實(shí)際三者一致的原則。

航測(cè)土壤遙感制圖應(yīng)用航測(cè)像片進(jìn)行土壤調(diào)查和制圖。美國(guó)在20世紀(jì)初就已采用。中國(guó)于60年代初開始土壤航測(cè)制圖,70年代逐步開展了新紅外航片土壤調(diào)查和制圖,大大提高了土壤圖的質(zhì)量和精度。主要用于大、中比例尺土壤圖的編制。

衛(wèi)星遙感圖像制圖應(yīng)用衛(wèi)星遙感圖像進(jìn)行土壤遙感制圖。20世紀(jì)70年代開始發(fā)展,由于衛(wèi)星遙感圖像具有覆蓋面積大(18.5×18.5平方公里),宏觀性強(qiáng),多時(shí)相,多波段特性,可采用不同波段假彩色合成影像及其他圖像處理技術(shù),提供的遙感信息量為航片所不及。適于中、小比例尺土壤圖的直接編制,提高了制圖的精度和速度。墨西哥應(yīng)用衛(wèi)星像片目視解譯,短短幾年內(nèi)完成了200萬平方公里1:100萬土壤制圖。中國(guó)采用目視解譯也已先后完成1:25萬、 1:50萬、1:100萬內(nèi)蒙古、山西、河北、山東等省(區(qū))土壤圖的編制。

計(jì)算機(jī)自動(dòng)化土壤制圖利用電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別判讀進(jìn)行土壤制圖。即將遙感信息,輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分類,編成制圖程序,再輸入計(jì)算機(jī)自動(dòng)成圖。

土壤制圖精度土壤制圖精度指制圖單元內(nèi)容的定性、定位和詳細(xì)程度。一般基礎(chǔ)底圖比例尺大于成圖(見表不同土壤圖的基礎(chǔ)底圖和成圖比例尺)。衛(wèi)星遙感圖最小圖斑面積為0.4平方毫米,其界限誤差在圖面上不得超過0.2~0.3毫米。土壤遙感制圖的定性判對(duì)率要求在 85%以上。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

郭亮 - 副教授 - 中國(guó)海洋大學(xué)