全 文 ：城市化对苏州地区土壤多样性的影响*
孙燕瓷 张学雷* * 陈 杰
(中国科学院南京土壤研究所 土壤与农业可持续发展国家重点实验室,南京 210008)
摘要 利用 1984、1995、2000 和 2003年 4 期 T M 遥感资料, 对苏州地区快速城市化背景下土壤多样性
时空动态变化特征进行了定量分析和研究. 结果表明,苏州地区粘壤质普通简育水耕人为土和粉砂粘壤质
普通简育水耕人为土分布面积最广, 近 20 年来面积比重分别减少了 5 11%和 3 14% ,是苏州地区城市扩
张用地的主要土壤类型; 金阊区、平江区、沧浪区是苏州地区城市扩张的中心, 3 个时期中土壤多样性变化
都很激烈, 其中平江区的粘壤质普通简育滞水潜育土、太仓市的砂质石灰性斑纹湿润正常新成土 90%以
上的土壤表面已经变为城镇用地, 濒临消失.城市化对土壤多样性的影响极显著, 是苏州地区土壤多样性
变化的一个首要驱动因子.
关键词 苏州 城市化 土壤多样性 时空特征
文章编号 1001- 9332( 2005) 11- 2060- 06 中图分类号 Q149 文献标识码 A
Impact of urbanization on pedodiversity in Suzhou area. SUN Yanci, ZHANG Xuelei, CHEN Jie ( S tate K ey
L aboratory of Soil and Sustainable Agr icultur e, I nstitute of Soil Science, Chinese A cademy of Sciences, Nan
j ing 210008, China) . Chin. J . A pp l . Ecol . , 2005, 16( 11) : 2060~ 2065.
Based on the TM remote sensing information of 1984, 1995, 2000 and 2003, this paper quantitatively analy zed
the spatialtemporal dynamic changes of pedodiversit y in Suzhou ar ea under quickly g rowing urbanization. The re
sults show ed that in t his area, clay loamy typichaplistagnic anthrosol and fine sand clay loamy typichaplistagnic
anthrosol were the predominant soil types, but their distr ibut ion area decreased 5 11% and 3 14% , respectively ,
in latest 20 years. Jinchang, P ing jiang and Cang lang Distr icts were the focuses of urbanization in Suzhou area,
where pedodiver sity changed furiously. During 1984~ 2003, more than 90% of the clay loamy typichaplistagni
gleyosol in P ing jiang District and sandy calcar icmottlicudior thic primoso l in Taicang Cit y w ere almost disap
peared, and changed into residential area. Stat istical analysis showed that urbanization had a significant impact on
pedodiversit y, and was the prime dr iving force on the pedodiversity in Suzhou area.
Key words Suzhou area, U rbanization, Pedodiversity, Spatialtemporal characteristics.
* 中国科学院知识创新工程重要方向资助项目( KZCX3SW427) .
* * 通讯联系人.
2004- 12- 31收稿, 2005- 03- 23接受.
1 引 言
多样性概念与分析方法起源于信息论领域, 若
干年来已被广泛应用于生物物种数量的计量和分析
等生态学研究中.但就整个生态系统而言,多样性分
析过分集中于生物对象, 用多样性方法分析和研究
生态系统中景观、地貌以及土壤等不可再生性非生
物资源的空间变异或空间可变性仍然是一个薄弱环
节. 1990年,以西班牙人 Ibnez为首的一个工作小
组提出了一种可能的途径, 即将生态学领域中的多
样性概念和方法引用到土壤空间变异和分布格局分
析中来,发展了与生态学研究中生物多样性相平行
的土壤多样性概念[ 1, 6, 9] .事实上,土壤多样性概念
从土壤调查与分类的开始阶段便在对土壤变异的研
究中得到应用, 目前所缺乏的是规范的土壤多样性
概念和合适的计量框架. Ibez等[ 5~ 7]提出并发展
的土壤多样性分析理论, 被认为是对计量土壤学的
最新发展和值得深入研究的新领域.
自 20 世纪 90年代土壤多样性基本理论、方法
创立以来,不断引起多方的注意和研究兴趣,先后有
西班牙、中国、美国等国家进行此领域的研究.
Ibnez等[ 4~ 8]在西班牙中部和爱琴海地区的研究
实践,证实了被广泛应用于生物多样性分析的多样
性计量方法用于土壤空间变异和分布格局分析是完
全可行的.我国在 2001~ 2004年利用 SOTER(土壤
!地体数字化数据库)展开的一系列研究也证明了这
一点[ 10, 19] . 然而, 以往的研究侧重于学科间的结合
和理论的尝试,对一个地区土壤多样性时空动态变
化特征及其影响因子和由此产生的生态环境效应缺
乏深入研究. 到 2003年,美国首次进行了土地利用
对土壤多样性影响的初步定量化研究, 其结果展现
出良好的前景[ 2, 3] ,表现在几个方面: 1)土壤数据库
的开发应用,改善土壤数据和位置的真实性; 2)运用
应 用 生 态 学 报 2005 年 11 月 第 16 卷 第 11 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY, Nov . 2005, 16( 11)∀2060~ 2065
生态学界线而非行政区划界线来鉴别土壤的分布,
美国 STATSGO/ SSURGO数据库为依照生态学界
线鉴别土壤的分布提供了可能; 3)定期监控由土地
利用变化引起的土壤多样性的变化,对土壤变化速
率进行定量化研究; 4)将研究扩展到全球尺度,特别
是热带、亚热带地区精深农业的扩张. 遗憾的是, 目
前全球尺度基于地理信息系统的土壤数据库尚未完
善地建立起来; 5)建立起未扰动土壤的社会价值; 6)
在土壤多样性热点问题上做出更多环境保护和管理
方面的努力[ 21] . 自此, 土地利用变化对土壤多样性
的影响逐渐受到人们的关注, 而在众多土地利用变
化中, 城市化是当今中国土地利用变化中的一个快
速而颇受关注的过程. 它对自然土壤资源的影响是
直接占有式的、难以恢复的.苏州地区是我国经济发
达、文化繁荣,城市化快速发展的一个典型区域. 研
究城市化对苏州地区土壤多样性的影响, 对了解长
三角苏南地区土地利用与土地覆盖变化, 探索该地
区土壤多样性特征对区域开发、环境基因保护和可
持续发展具有重要意义.
2 研究地区与研究方法
21 研究地区概况
苏州地区位于江苏省南部, 长江三角洲中部, 全市总面
积8 488 km2 ,其中平原占 55% , 水面占 42% ,丘陵占 3% ,现
辖沧浪、平江、金阊、虎丘、吴中、相城、苏州工业园区、苏州高
新区等 8个区和常熟、张家港、太仓、昆山、吴江 5 个县级市,
130 个镇, 总人口 578 万人 .境内河流纵横, 湖泊众多, 京杭
运河贯通南北,望虞河、娄江、太浦河等连接东西, 太湖、阳澄
湖、昆承湖、淀山湖镶嵌其间.苏州地处温带, 四季分明, 气候
温和,雨量充沛, 物产丰富; 年平均气温为 16 # , 无霜期较
长,年降水量 1 100 mm, 主要集中在春夏两季,降水量约占
全年降雨量的 65%左右.
22 数据来源
本研究所使用的数据有苏州地区城市扩张数据、1∀20
万土壤数据和市(区)行政区划数据.城市扩张数据通过对现
有的4 期 TM 遥感图像( 1984、1995、2000 和2003 年)进行人
工目视解译获得.解译前首先进行 TM 图像的辐射纠正和几
何精纠正(所有数据的坐标系统采用高斯克吕格投影, Bei
jing1954 GK Zone 21N . prj) .在解译过程中, 充分利用地形地
貌图等辅助数据,采用野外调查和室内解译相结合的方法,
对不确定的地区进行野外实地考察, 运用 GPS 跟踪定位技
术,对土地利用现状进行矫正、记录.
土壤数据为苏州地区 1∀20 万土壤数据库.该数据库由空间
数据库和属性数据库两个子库组成,属性数据库中包含了苏州
地区 31种土属类型的名称(文中已参比∃中国土壤系统分类检
索%转换为国际通用的系统分类名称)、土壤理化性质、土壤图斑
面积及土壤剖面理化性质等信息,空间数据库和属性数据库之
间通过唯一的 ID代码连接,通过 ID代码可以方便地进行数据
查询.属性数据库中缺失的数据通过2 种途径解决: 1)利用土壤
转换方程( PTF)获得;2)补采土壤样品进行分析,为此新近补采
了 20多个剖面、300多个样品.
为了分析苏州地区土壤多样性的时空分布特征,叠加苏
州地区市(区)行政区划数据与苏州地区土壤数据 ,得到苏州
所辖市(区)土壤数据;用苏州地区市(区)行政区划数据, 分
别和 1984、1995、2000 和 2003 年 4 期的城市扩张数据相叠
加, 获得苏州所辖市(区) 4 个时期城市扩张动态变化数据,
从而得到 1984、1995、2000 和 2003 年苏州所辖市(区) 4 个时
期土壤动态变化数据.
2 3 研究方法
2 3 1 多样性测定方法的选择 本研究选用两组多样性测
度方法[ 18] :第 1 组多样性指数选用 Shannon指数( H P ) , 均匀
度指数选用 P ielou指数( Jsw ) , 丰富度指数选用 Gleason 指数
( R 2 ) ; 第 2 组多样性指数选用 Simpson 指数( D 1) , 均匀度指
数选用 Heip 指数( Jgi ) , 丰富度指数( S ) . 其中第 2 组多样性
测度指数的稳定性均高于第 1组, 达到稳定状态所需要的样
方数量: H P> D 1、Jsw > Jgi、R 2> S .因此, 在样方数量较少时
D 1、J gi、S 更能真实地反映区域间土壤多样性特征, 有利于
对苏州各市(区)间土壤多样性特征进行比较; 第 1 组多样性
测度指数灵敏度较好, 利于对苏州地区近 20 年来城市化对
土壤多样性分布格局的影响及苏州地区土壤多样性的动态
变化进行研究. 不同土壤多样性测定指数的数学表达式[ 19]
如下:
H P = - & P ilnP i ( 1)
D 1 = 1- & P2i ( 2)
J sw = (- & P ilnP i) / ln S ( 3)
Jgi = (- & P 2i ) / ( 1- 1/ S ) ( 4)
R 2 = S / lnN ( 5)
式中, H P 为 Shannon 指数, D 1 为 Simpson 指数, J sw为 Pielou
指数, J gi为 Heip 指数, R 2 为 Gleason 指数, S 为苏州地区各
市(区)土属类型数目, N 为苏州地区各市(区)土壤面积, P i
= N i/ N ( i = 1, 2, 3, . . . , S ) , N i为苏州地区各市(区)内被第
i 个土属所覆盖的面积.
2 3 2 土壤多样性动态度模型 为了研究土壤多样性时空
变化格局, 我们引用土壤多样性动态度模型来表达土壤多样
性变化快慢程度(以 Shannon 指数为例) ,数学式为:
SI = [ &n
ij
(dH i- j / dH i) ] ∋ 100% ( 6)
式中, SI 为 t 时段内研究区域土壤多样性变化速率, dH i 为
起始时间 i研究区土壤多样性指数, dH i- j 为 t 时段内 i 研究
区土壤多样性指数变化量.
2 3 3 城市化过程中不同土壤类型动态度 不同土壤类型
在城市化过程中面积变化率的区域差异, 可以用土壤类型动
态度模型来表达, 数学表达式[ 20]为:
206111 期 孙燕瓷等: 城市化对苏州地区土壤多样性的影响
R = &n
ij
(dA T i- j / AT i) ∋ 100% (7)
式中, R 为与 t 时段对应的研究区不同土壤类型变化速率,
AT i 为起始时间 i 类土壤的总面积 ( km2 ) , dAT i- j 为 t 时段
内 i 类土壤转化为城镇用地的面积总和( km2) .
234 土地分类指数 为了研究苏州地区土地利用变化对
土壤多样性的影响,需要定义各类土地利用指数, 如垦殖指
数、城市化指数、林地指数等,从而定量表达苏州地区某一土
壤类型的利用情况和变化趋势. 由于数据库正在建立中, 文
中仅计算了城市化指数.城市化指数的定义为 :
I = & ( a i/ AT ) ∋ 100% ( & ai ( AT ) (8)
式中, I 为研究区域的城市化指数, ai 为研究区域内 i类土壤
所占的面积, AT 为研究区土壤总面积.
根据城市化指数定义, 可定义城市化指数变化模型[ 20]
为:
) I b- a = I b- I a = & a ib - & aia
A T
∋ 100 (9)
式中, I a、I b 分别为 b 时间和 a 时间研究区域的城市化指数,
I b- a为在 t ( t = b - a) 时间段城市化指数变化量, dI b- a为
在 t 时间段城市化指数变化率.
3 结果与分析
31 苏州地区自然土壤的总体分布特征
苏州地区自然土壤有 31种土属类型,其中粘壤
质普通简育水耕人为土和粉砂粘壤质普通简育水耕
人为土分布面积最广,前者集中分布在常熟市、昆山
市、吴江市东部地区和太湖周边地区(苏州高新区
虎丘区、平江区、沧浪区、金阊区、吴中区西部及相城
区西部一带) ,后者主要分布于张家港市、太仓市西
南部、苏州工业园区、相城区东部、吴中区东部地区,
吴江市、昆山市有零星分布. 1984年 2种类型土壤
面积比重分别是 3166%和 1861%;受城市扩张的
影响, 2003年为 2655%和 1547%, 减少了 511%
和 314% ,是苏州地区城市扩张用地的主要土壤类
型.分布面积仅次于粘壤质普通简育水耕人为土和
粉砂粘壤质普通简育水耕人为土的是砂壤质石灰潮
湿雏形土和壤质普通铁渗水耕人为土. 这两种土壤
大部分分布在沿江地区. 砂壤质石灰潮湿雏形土主
要分布在张家港市及常熟市的东北部; 壤质普通铁
渗水耕人为土主要分布在太仓市东部和北部地区.
1984年 2 种土壤类型的面积比重分别为 980%、
715% , 2003 年下 降为 385%、368%, 减少
081%、042%.壤质石灰淡色水耕人为土和粘壤质
饱和粘盘湿润淋溶土分布面积最小, 仅在太仓市西
部地区出现, 属于地方特有土壤类型, 1984年面积
比重分别为 8∗和 7∗ , 20年里面积没有变化,说明
还未受到城市化的干扰, 这对地方特有物种保护和
自然生态环境保护具有重要意义.
32 不同时期苏州地区土壤多样性时空变化特征
321 土壤多样性空间分布特征 利用前面提到的
多样性计算公式, 对 12个市(区)的 6种土壤多样性
测定指数进行了计算(表 1) .由表 1可以看出,土壤
多样性指数( Simpson 指数)空间分布 1984 年由大
到小依次为:吴中区> 常熟市> 吴江市> 张家港市
> 相城区> 昆山市> 太仓市> 苏州高新区、虎丘区
> 苏州工业园区> 沧浪区> 平江区> 金阊区. 1995
年沧浪区土壤多样性指数降低 3781% ,排序后退 1
位. 与之相反, 金阊区土壤 多样性指数增大
3501% . 2000年沧浪区土壤多样性指数由 011下
降到 001,变化率达 90%以上,土壤多样性变为全
苏州地区最低.这是由于沧浪区土壤类型单一, 1995
~ 2000 粘壤质普通简育滞水潜育土表面约 95%变
为城镇用地所致. 2003年平江区土壤多样性大幅上
升,这是由于土壤均匀度增大的缘故,而沧浪区土壤
表 1 1984~ 2003苏州各市区土壤多样性测度值
Table 1 Pedodiversity measure values in different counties of Suzhou in 1984~ 2003
地名
Place
指 数 Indices
1984
HP D 1 S R2 Jsw Jgi
1995
HP D1 S R2 Jsw Jgi
2000
HP D1 S R 2 Jsw Jgi
2003
HP D 1 S R 2 Jsw Jgi
CL 0 32 0 17 2 0 12 0 46 0 35 0 22 011 2 031 032 022 003 001 2 034 005 002 0 04 0 01 2 0 36 0 06 0 03
CS 1 95 0 78 11 0 53 0 81 0 86 1 96 079 11 095 082 087 197 079 11 095 082 087 1 97 0 79 11 0 96 0 82 0 87
JC 0 11 0 05 2 0 12 0 16 0 09 0 14 006 2 027 021 013 017 008 2 028 025 016 0 19 0 09 2 0 29 0 27 0 18
K S 1 17 0 58 7 0 34 0 60 0 67 1 16 057 7 062 060 067 115 057 7 062 059 066 1 15 0 57 7 0 63 0 59 0 66
PJ 0 32 0 16 3 0 18 0 29 0 24 0 28 015 3 045 026 023 020 009 3 032 018 019 0 27 0 14 2 0 35 0 39 0 28
GX & HQ 1 03 0 46 13 0 68 0 40 0 50 1 05 047 13 131 041 051 107 049 13 133 042 053 1 07 0 50 13 1 35 0 42 0 54
GY 0 81 0 37 7 0 37 0 41 0 43 0 80 036 7 071 041 042 067 028 7 072 035 033 0 66 0 28 7 0 74 0 34 0 32
TC 1 16 0 53 14 0 69 0 44 0 57 1 16 053 14 127 044 057 114 053 14 127 043 057 2 23 0 53 13 1 18 0 87 0 57
WJ 1 62 0 73 12 0 58 0 65 0 80 1 62 073 12 105 065 080 161 073 12 105 065 080 1 61 0 73 12 1 05 0 65 0 79
WZ 1 99 0 80 21 1 04 0 65 0 84 1 99 080 21 190 065 084 200 081 21 191 066 085 2 02 0 81 21 1 92 0 66 0 85
XC 1 34 0 60 9 0 46 0 61 0 67 1 35 060 9 086 061 068 136 060 9 086 062 068 1 38 0 62 9 0 87 0 63 0 69
ZJ 1 36 0 64 14 0 68 0 52 0 69 1 35 064 14 125 051 069 135 064 14 125 051 069 1 33 0 62 14 1 26 0 50 0 67
CL:沧浪区Canglang district; CS:常熟市 Changshu city; JC:金阊区 Jinchang dis trict; KS:昆山市Kunshan city; PJ:平江区 Pingjiang district; GX & HQ:苏州高新区、虎丘区 Suzhou gaoxin andHuqiu
district; GY:苏州工业园区 Suzhou gongyeyuan district; TC:太仓市 Taicang city; WJ:吴江市Wujiang city; WZ:吴中区Wuzhong district; XC:相城区 Xiangcheng district; ZJ:张家港市 Zhangjiagang city.
下同 The same below.
2062 应 用 生 态 学 报 16 卷
多样性指数和土壤均匀度指数都降低 3937% , 其
他地区没有明显变化.土壤均匀度指数( Heip指数)
空间分布 1984年为常熟市> 吴中区> 吴江市> 张
家港市> 昆山市> 相城区> 太仓市> 苏州高新区、
虎丘区> 苏州工业园区> 沧浪区> 平江区> 金阊
区. 1995年沧浪区土壤均匀度指数降低 3781%, 金
阊区土壤均匀度指数增大 3501% ; 2000 年沧浪区
土壤均匀度指数降低 902% , 为全苏州地区土壤均
匀度最低的地区; 2003 年太仓市、平江区均匀度指
数变化超过 1倍,这可能是由于主要土壤类型城市
化过程中大面积减少, 不同类型土壤趋向更加均匀
分布所致.从土壤丰富度指数( S )来看, 1984年包含
土壤类型最多的市(区)是吴中区( 21) , 随后依次是
张家港市 ( 14)、太仓市( 14)、苏州高新区、虎丘区
( 13)、吴江市( 12)、常熟市( 11)、相城区( 9)、昆山市
( 7)、苏州工业园区( 7)、金阊区( 2)、平江区( 2)、沧浪
区( 2) . 2000年平江区的粘壤质普通简育滞水潜育
土表面约 98%被城市化占用,濒临消失; 2003 年太
仓市的砂质石灰性斑纹湿润正常新成土在城市化过
程中完全被占用,已经消失, 土壤丰富度指数( S )由
14降为 13.
322不同时期土壤多样性动态变化 由图 1可以
看出, 4 个时期苏州地区土壤多样性动态变化具有
以下特征: 1)土壤多样性指数和土壤均匀度指数年
际变化具有相似的特点. 一般而言,土壤多样性指数
随土壤均匀度指数增大而增大 (相关系数 08 以
上) . 土壤丰富度指数( Gleason指数)在 1984~ 1995
年有很大的突变, 变化率均达 80%以上,部分地区
(如平江区和沧浪区)甚至成倍增大,这是因为 20世
纪 90年代是苏州地区城镇建设快速发展的时期, 不
同类型土壤大面积减少, 但是土壤类型数相对不变,
从而使土壤丰富度大幅度上升. 2) 1984~ 1995年苏
州地区土壤多样性动态度小于 1%的无变化地区有
吴江市(降低 002% )、吴中区(降低 002% )、太仓
市(降低 005%)、昆山市(降低 055% )、张家港市
(降低 051% )、常熟市(增大 061%)、相城区(增大
060%) ,土壤多样性动态度在 1% ( SI< 5%的缓
慢变化地区有苏州高新区(降低 122%)、虎丘区
(增大 161%) ,为缓慢变化区; 土壤多样性动态度
在5% ( SI< 15%的较快变化地区只有平江区(降
低985% ) , 土壤多样性动态度> 20%的急速变化
地区有沧浪区 (降低 3064%) 和金阊区 (增大
2717%) ,到 2000年,常熟市、昆山市、吴江市、吴中
区、相城区、张家港市土壤多样性没有明显变化, 其
图 1 1984~ 2003年苏州地区土壤多样性指数( a)、均匀度指数( b )、
丰富度指数( c)的动态变化
Fig. 1 Dynamic change of pedodiversity( a) , evenness( b) and richness( c)
as m easured respect ively by Shannon ( HP ) , Pielou ( J sw ) and Gleason
( R 2) indices in S uhou in 1984~ 2003.
中常熟市、吴中区、相城区土壤多样性指数分别增大
045%、052% 和 074% , 昆山市、吴江市、张家港
市土壤多样性指数分别降低 077%、033% 和
039% .土壤多样性缓慢变化的地区有苏州高新区、
虎丘区、太仓市, 其中太仓市土壤多样性指数降低
125% ,苏州高新区、虎丘区土壤多样性指数增加
178% .土壤多样性快速变化的地区有苏州工业园
区,降低 1549%.土壤多样性急速变化的地区有沧
浪区、平江区和金阊区,其中沧浪区和平江区土壤多
样性指数分别降低 8489%和 3125%,金阊区土壤
多样性指数和均匀度指数增大 2031%. 3)到 2003
年,苏州地区土壤多样性无变化的地区有常熟市、昆
山市、苏州高新区、虎丘区、吴江市,除常熟市土壤多
样性指数( Shannon指数)增大 017%外, 其他地区
分别降低 022%、041%和 026% ; 土壤多样性缓
慢变化的地区有吴中区、相城区、苏州工业园区、张
家港市, 其中吴中区和相城区土壤多样性指数分别
上升 122%和 169% ,苏州工业园区、张家港市土
壤多样性分别降低 134%和 164% ;土壤多样性较
快变化的地区有金阊区, 土壤多样性指数增大
884% ;土壤多样性急速变化的地区有沧浪区、平江
区、太仓市. 这 3个地区因占优势的土壤类型在城市
化过程中面积大幅减少, 致使土壤均匀度指数快速
增大,土壤多样性指数随之增大,太仓市土壤多样性
206311 期 孙燕瓷等: 城市化对苏州地区土壤多样性的影响
指数增大 9501% , 为 3个区中土壤多样性动态度
最大的地区.
33 城市化对土壤多样性动态变化的驱动作用
331土壤动态度时空变化特征 由图 2可以看
出,在 1984~ 1995、1995~ 2000、2000~ 2003年 3个
时段中,沧浪区、金昌区和平江区土壤动态度最大,
虽然 2003年有所下降, 但都超过 25%. 到 1995年,
平江区东南角、沧浪区东部地区土壤动态度甚至>
60,但其他大部分地区土壤动态度< 10%, 太仓市、
吴江市和常熟东北部地区< 1% , 区域差异比较明
显.到 2000年, 土壤动态度总体上呈增加的趋势,多
数地区土壤动态度为1%~ 10%,其中苏州高新区、虎
丘区土壤动态度增加最快, 为 10%~ 25%,只有金昌
区土壤动态度下降, 为 10%~ 25%.到 2003年,苏州
地区土壤动态度同样以增大为主,其中苏州高新区、
虎丘区、相城区、吴中区中西部地区及张家港西南地
区土壤动态度超过 10% ,常熟市东北部土壤动态度
也有所增加,为 1% ~ 10%. 从全局来看, 苏州地区土
壤动态度呈现逐渐增大的趋势,金阊区、沧浪区和平
江区是土壤动态度变化最大的区域,其他地区土壤动
态度以这3个地区为中心呈辐射状增大.
332 城市化指数时空变化特征 由图 3 可知,
1984~ 1995年苏州地区城市扩张集中在金阊区、沧
浪区和平江区,城市化指数变化量均在 10以上, 其
中金阊区、平江区部分地区城市化指数变化量大于
20. 1995~ 2000年受沿江、沿湖经济发展战略的影
响,苏州高新区虎丘区、苏州工业园区城市化发展
迅速,城市化指数变化量苏州高新区> 10,苏州工业
园区> 5, 与金阊区、沧浪区和平江区共同形成城市
扩张的中心地带. 但张家港市城市化进程减缓, 大部
分地区城市化指数变化量为 01~ 1. 2000~ 2003
年,苏州地区城市扩张的中心迅速向阳澄湖周边地
区扩展,苏州高新区虎丘区、平江区、金阊区、沧浪
区和苏州工业园区、相城区一带城市化指数变化量
> 5,为苏州地区城市化高速发展区. 总体而言, 2000
~ 2003年是整个苏州地区经济高速发展、城镇建设
力度加大的时期, 未受或受城市化影响较小的土壤
微乎其微, 大部分地区城市化指数变化量为 1~ 5.
值得庆幸的是, 一些地方独有稀有土壤类型(如壤
质石灰淡色水耕人为土和粘壤质饱和粘盘湿润淋溶
图 2 1984~ 2003年苏州地区土壤动态度空间分布
Fig. 2 Spatial distribut ion of soil dynam ic change degree in Suzhou during 1984~ 2003.
图 3 1984~ 2003年城市化指数空间分布
Fig. 3 Spatial distribut ion of urban ization index in Suzhou during 1984~ 2003.
2064 应 用 生 态 学 报 16 卷
土)目前还未受到城市化干扰.
由以上分析可知,城市化指数变化量大的地区
(如平江区、金昌区、沧浪区) , 无论是土壤多样性指
数,还是土壤动态度变化,都比较激烈; 土壤多样性、
土壤动态度与城市化指数时空变化趋势基本一致.
城市化指数变化与土壤动态度变化之间显著相关( 3
个时段的相关系数> 099) ,说明城市化是影响苏州
地区土壤多样性空间分布格局的一个重要因子.
4 讨 论
粘壤质普通简育水耕人为土和粉砂粘壤质普通
简育水耕人为土是苏州地区的主要土壤类型, 20年
来面积比重分别减少了 511%和 314%,是苏州地
区城市扩张用地的主要土壤类型;壤质石灰淡色水
耕人为土和粘壤质饱和粘盘湿润淋溶土属于地方特
有土壤类型,它们仅在太仓市西部地区有小面积分
布,面积比重分别为 8 ∗和 7 ∗ , 20年来面积比重没
有变化.
金阊区、平江区、沧浪区是苏州地区城市扩张的
中心城市, 3 个时期中土壤多样性动态变化都很激
烈.部分城市的一些土壤类型已濒临消失,如平江区
的粘壤质普通简育滞水潜育土、太仓市的砂质石灰
性斑纹湿润正常新成土 90%以上的土壤表面已经
变为城镇用地. 统计分析表明,城市化对土壤多样性
的影响极显著, 城市化是苏州地区土壤多样性变化
的一个首要驱动因子.
1984~ 2003年是整个苏州地区经济高速发展、
城镇快速扩张的时期, 未受或受城市化影响较小的
土壤微乎其微. 目前, 虽然一些地方独有稀有土壤
类型(如壤质石灰淡色水耕人为土和粘壤质饱和粘
盘湿润淋溶土)还未受到城市化干扰,但苏州地区城
镇建设仍处于继续加速发展阶段,土壤多样性保护
面临更加严峻的挑战.
土壤多样性变化受多种因素或条件的影响和控
制.本研究由于数据库正在建立中,尚未建成完善的
包括土壤理化性质、土壤景观、土地利用及分类等子
库的有关长江三角洲地区的土壤数据库, 因而文中
只对苏州地区土壤多样性动态变化特征进行了初步
探索.
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作者简介 孙燕瓷, 女, 1979 年出生, 硕士研究生. 主要从事
土壤资源学与地理信息系统方面研究, 发表论文 2 篇. E
mail: ycsun@ issas. ac. cn
206511 期 孙燕瓷等: 城市化对苏州地区土壤多样性的影响