[發(fā)明專利]一種土壤有機(jī)碳侵蝕動(dòng)態(tài)變化誘因分析方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011040458.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112182486A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 滕洪芬;陳頌超;周銀;史舟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/11
• 分類號(hào): G06F17/11;G06F17/14;G06F17/18;G06F16/2458
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發(fā)明涉及一種土壤有機(jī)碳侵蝕動(dòng)態(tài)變化誘因分析方法，包括S1～S6六個(gè)步驟。本發(fā)明的一種土壤有機(jī)碳侵蝕動(dòng)態(tài)變化誘因分析方法，定量模擬了大范圍區(qū)域內(nèi)的土壤有機(jī)碳侵蝕的時(shí)空分布特征，回答了土壤有機(jī)碳侵蝕在復(fù)雜環(huán)境中的演變趨勢(shì)，并且闡明了環(huán)境因素與土壤有機(jī)碳侵蝕變化速率之間的互作關(guān)系。為后續(xù)研究暖濕化趨勢(shì)是否會(huì)加速土壤有機(jī)碳源匯變化過(guò)程這一問(wèn)題提供科學(xué)依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤有機(jī)碳侵蝕技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種土壤有機(jī)碳侵蝕動(dòng)態(tài)變化誘因分析方法。

背景技術(shù)

土壤有機(jī)碳是土壤質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境的重要指標(biāo)，是陸地環(huán)境中影響全球碳循環(huán)的重要因素，承載著保持土壤肥力、平衡陸地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量的重要作用。近年來(lái)影響陸地土壤碳動(dòng)態(tài)的研究多集中在氣候條件、植被狀況、土地利用類型等方面，而基于土壤侵蝕對(duì)陸地土壤有機(jī)碳流失的影響研究相對(duì)薄弱，特別是國(guó)內(nèi)相關(guān)研究少見(jiàn)報(bào)道。目前，在全球氣候變化的背景下，由暖濕化特征造成的土壤侵蝕逐年增加，由此造成土壤有機(jī)碳侵蝕不容忽視。闡明由土壤侵蝕引起的土壤有機(jī)碳遷移過(guò)程對(duì)于準(zhǔn)確預(yù)測(cè)土壤碳循環(huán)的碳源匯貢獻(xiàn)及評(píng)估碳收支有重大意義。

土壤是非均勻的時(shí)空連續(xù)的變異體，在任何一個(gè)區(qū)域內(nèi)，無(wú)論尺度大小，均具有高度的空間異質(zhì)性。土壤有機(jī)碳侵蝕也不例外。區(qū)域內(nèi)成土母質(zhì)、氣候、地形、植被等環(huán)境因子的不同，造成土壤有機(jī)碳侵蝕的分布及演變存在著時(shí)空異質(zhì)性。此外，各環(huán)境因子之間存在和相互聯(lián)系，比如氣候因子中的溫度和水分直接調(diào)節(jié)植被生長(zhǎng)和有機(jī)碳分解；植被與土壤存在著互作效應(yīng)；而氣候和土壤的分布又受地形特征的調(diào)節(jié)。這些環(huán)境因素的時(shí)空異質(zhì)性特征及互作關(guān)系機(jī)制則影響著后續(xù)對(duì)土壤有機(jī)碳侵蝕的模擬預(yù)測(cè)。

基于這些問(wèn)題，很有必要探討氣候變化條件下土壤有機(jī)碳侵蝕過(guò)程及其與環(huán)境因素之間的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，為動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)土壤有機(jī)碳侵蝕、科學(xué)評(píng)價(jià)和合理保護(hù)生態(tài)環(huán)境提供基礎(chǔ)信息和科學(xué)依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種土壤有機(jī)碳侵蝕動(dòng)態(tài)變化誘因分析方法，為后續(xù)研究暖濕化趨勢(shì)是否會(huì)加速土壤有機(jī)碳源匯變化過(guò)程這一問(wèn)題提供科學(xué)依據(jù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：一種土壤有機(jī)碳侵蝕動(dòng)態(tài)變化誘因分析方法，包括如下步驟：

S1，收集目標(biāo)區(qū)域的地面降雨數(shù)據(jù)和土壤剖面數(shù)據(jù)，同時(shí)獲取降雨?yáng)鸥駭?shù)據(jù)、植被柵格數(shù)據(jù)、土地利用類型柵格數(shù)據(jù)以及地形柵格數(shù)據(jù)；

S2，待收集完成后，結(jié)合多源時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘及時(shí)空建模分析方法進(jìn)行土壤侵蝕因子建模，得到各土壤侵蝕因子時(shí)空分布特征圖；

S3，基于得到的所述土壤侵蝕因子時(shí)空分布特征圖，計(jì)算得到土壤侵蝕空間分布圖；

S4，基于所述的土壤侵蝕空間分布圖，結(jié)合土壤有機(jī)碳柵格數(shù)據(jù)，得到土壤有機(jī)碳侵蝕空間分布特征圖，并利用時(shí)間序列回歸模型，分析土壤有機(jī)碳侵蝕動(dòng)態(tài)變化速率；

S5，根據(jù)計(jì)算的土壤有機(jī)碳侵蝕動(dòng)態(tài)變化速率結(jié)果，結(jié)合因子貢獻(xiàn)分析，得到環(huán)境因子對(duì)土壤有機(jī)碳侵蝕動(dòng)態(tài)變化速率的貢獻(xiàn)程度；

S6，根據(jù)土壤有機(jī)碳侵蝕動(dòng)態(tài)變化速率和環(huán)境因子之間的相互聯(lián)系，得到環(huán)境因子對(duì)土壤有機(jī)碳侵蝕動(dòng)態(tài)變化速率影響過(guò)程中的內(nèi)部互作關(guān)系。

進(jìn)一步，所述地面降雨數(shù)據(jù)來(lái)自于地面氣象站，土壤剖面數(shù)據(jù)為人工采樣所得，具體包括土壤類型數(shù)據(jù)、土壤粒徑數(shù)據(jù)以及土壤有機(jī)碳數(shù)據(jù)；所述降雨?yáng)鸥駭?shù)據(jù)為TRMM提供的空間分辨率為0.25°，時(shí)間分辨率為1天的降雨數(shù)據(jù)；所述植被柵格數(shù)據(jù)包括MODIS衛(wèi)星提供的空間分辨率為250米，時(shí)間分辨率為年的MOD44B產(chǎn)品，以及MODIS衛(wèi)星提供的空間分辨率為500米，時(shí)間分辨率為年的MCD12Q1產(chǎn)品；所述土地利用柵格數(shù)據(jù)來(lái)自空間分辨率為1公里的中國(guó)多時(shí)期土地利用土地覆被遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集；所述地形柵格數(shù)據(jù)來(lái)自SRTM提供的DEM數(shù)據(jù)，空間分辨率為90米。