绿洲分布比例的分形研究

草业学报 ›› 2010, Vol. 19 ›› Issue (3): 63-69.

绿洲分布比例的分形研究

李建林^1,2,王燕³,郭巧玲¹,冯起²

1.河南理工大学资源环境学院,河南焦作 454003;
2.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,
甘肃兰州730000;
3.河南理工大学理化学院,河南焦作 454003

收稿日期:2009-05-31 出版日期:2010-03-25 发布日期:2010-06-20
作者简介:李建林(1973-),男,甘肃天水人,博士,副教授。E-mail:jian.lin.li@hotmail.com
基金资助:
国家自然科学基金杰青基金(40725001),国家自然科学基金(40671010)和河南理工大学博士基金(B2009-28)资助。

Fractal study of the distribution proportion of the oasis system in China

LI Jian-lin^1,2, WANG Yan³, GUO Qiao-ling¹, FENG Qi²

1.Instituite of Resources &
Environment, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454003, China;

2.Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy
of Sciences, Lanzhou 730000, China;
3.Instituite of Physics &
Chemistry,
Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454003,China

Received:2009-05-31 Online:2010-03-25 Published:2010-06-20

摘要/Abstract

摘要： 天然绿洲是绿洲系统不可或缺的组成要素,它的存在与否对人工绿洲生态环境的稳定和可持续发展有重要影响。以人工绿洲占整个绿洲面积的百分比(PAO)量化人工绿洲与天然绿洲的分布比例,在新疆全自治区87个县(市)绿洲景观统计资料的基础上,利用分形理论分析了PAO的分布特征。得到以下结果:1)PAO的分布具有分形的特征,其分形维数可看作绿洲演化的动态参数。随着绿洲演化的发展,PAO的分维值逐步减小;2)建立了PAO的分形维数与期望之间的函数关系,由此得到PAO分形维数的范围为0~1.708,PAO期望的范围为0~85.02%,即预留的天然绿洲的面积最少应在15%左右;3)现阶段新疆自治区绿洲PAO的分形维数为0.537,PAO的期望为53.5%,说明新疆人工绿洲的开发还有一定的潜在空间,但须与天然绿洲协调、谨慎的发展。

Abstract: Natural oasis are a key factor of the oasis system and understanding them is very important for developing a persistent artificial oasis environment. The distribution proportion between natural and artificial oasis is quantified as the percentage artificial oasis in the total (PAO). Based on data of oasis landscape observed in Xinjiang Autonomous Region, China, the distribution of PAO was analyzed using fractal theory. 1) The distribution of PAO showed fractal characteristics, and the fractal dimension of PAO increased with the development of the oasis system, so the fractal dimension of PAO can be regarded as a dynamic parameter of oasis evolution. 2) A function between fractal dimension and expectation of PAO was established, and the area of expectation of PAO was 0-85.02%, and the area of fractal dimension of PAO was 0-1.708. That is, natural oasis should occupy at least 15% in a oasis system. 3) Fractal dimension and expectation of PAO of an oasis system in Xinjiang Autonomous Region of China were 0.537 and 53.5% respectively, suggesting that artificial oasis in this region should develop to a certain extent. However, this development should harmonize with the development of natural oasis.

中图分类号:

Q948.15⁺5

李建林,王燕,郭巧玲,冯起. 绿洲分布比例的分形研究[J]. 草业学报, 2010, 19(3): 63-69.

LI Jian-lin, WANG Yan, GUO Qiao-ling, FENG Qi. Fractal study of the distribution proportion of the oasis system in China[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2010, 19(3): 63-69.

参考文献

[1] 李小军, 肖笃宁, 何兴元, 等. 中国内陆河流域绿洲发育度的综合评价[J]. 地理学报, 2006, 61(8): 855-864.
[2] 黄领梅, 沈冰, 张高峰. 新疆和田绿洲适宜规模的研究[J]. 干旱区资源与环境, 2008, 22(9): 1-4.
[3] 王长松, 韩光辉. 乌鲁木齐河流域灌溉绿洲的形成与演变[J]. 干旱区资源与环境, 2008, 22(11): 7-12.
[4] 贾宝全, 慈龙骏, 杨晓辉, 等. 人工绿洲潜在景观格局及其与现实格局的比较分析[J]. 应用生态学报, 2000, 11(6): 912-916.
[5] 常兆丰, 韩福贵, 仲生年, 等. 民勤荒漠草场植物群落自然更新和退化演替初探[J]. 草业科学, 2008, 25(8): 13-18.
[6] 闫玉春, 唐海萍. 草地退化相关概念辨析[J]. 草业学报, 2008, 17(1): 93-99.
[7] 赵文智, 庄艳丽. 中国干旱区绿洲稳定性研究[J]. 干旱区研究, 2008, 25(2): 155-162.
[8] 鲁为华, 于磊, 蒋惠. 新疆昭苏县沙尔套山天然草地植物群落数量分类与排序[J]. 草业学报, 2008, 17(1): 135-139.
[9] 张少文, 王文圣, 丁晶, 等. 分形理论在水文水资源中的应用[J]. 水科学进展, 2005, 16(1): 141-146.
[10] 苏里坦, 张展羽, 古丽美拉. 塔里木河干流两岸土壤水分特征曲线的分形模拟[J]. 干旱区地理, 2004, 27(4): 530-534.
[11] 李建林, 冯起. 西北地区泥石流沟形态因素的非线性分析[J]. 干旱区地理, 2006, 29(5): 658-662.
[12] Krummel J R, Gardner R H, Sugihara G, et al. Landscape patterns in disturbed environment[J]. Oikos, 1987, 48(3): 321-324.
[13] Loehle C, Li B L, Sundell R C. Forest spread and phase transition at forest-prairie ecotones in Kansas, U.S.A[J]. Landscape Ecology, 1996, 11(4): 225-235.
[14] Wiens J A, Crawfor C S, Gosz J R. Boundary dynamics: A conceptual framework for studying landscape eeosystems[J]. Oikos, 1985, 45(3): 421-427.
[15] Zeide B, Pfeifer P. A method for estimation of fractal dimension of tree crowns[J]. Forest Science, 1991, 37(5): 1253-1265.
[16] 马克明, 叶万辉, 桑卫国, 等. 北京东灵山地区植物群落多样性研究[J]. 生态学报, 1997, 17(6): 104-113.
[17] 祖元刚, 马克明, 张喜军. 植被空间异质性的分形分析方法[J]. 生态学报, 1997, 17(3): 333-337.
[18] 韩德林. 新疆人工绿洲[M]. 北京: 环境科学出版社, 2001.
[19] 张济忠. 分形[M]. 北京: 清华大学出版社, 1995.
[20] 陈昌笃. 我国荒漠生态系统开发利用中的环境问题[J]. 中国环境科学, 1981, 1(2): 11-16.
[21] 高前兆, 王润, 王顺德. 新疆平原绿洲环境变化与生态维护[J]. 干旱区研究, 2008, 25(3): 311-318.
[22] 山仑, 徐炳成. 黄土高原半干旱地区建设稳定人工草地的探讨[J]. 草业学报, 2009, 18(2): 1-2.
[23] 贾宝全, 慈龙骏. 绿洲景观生态研究[M]. 北京: 科学出版社, 2003.