黎 勵(lì), 毛蔣興, 陸汝成

(1.廣西師范學(xué)院 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 南寧 530001; 2.北部灣環(huán)境演變與資源利用省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 南寧 530001)

邊境地區(qū)土地利用時(shí)空格局的分形動(dòng)態(tài)研究
——以廣西崇左市為例

黎 勵(lì)1,2, 毛蔣興1,2, 陸汝成1,2

(1.廣西師范學(xué)院 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 南寧 530001; 2.北部灣環(huán)境演變與資源利用省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 南寧 530001)

基于廣西崇左市2001年和2010年兩期遙感影像，在遙感、地理信息技術(shù)和統(tǒng)計(jì)分析工具支持下，應(yīng)用分形理論對(duì)2001—2010年10 a間該地區(qū)土地利用類型形態(tài)復(fù)雜度與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度的時(shí)空格局進(jìn)行實(shí)證研究。結(jié)果表明：(1) 崇左市邊境4縣(市)各土地利用類型的分布都具有分形結(jié)構(gòu)，2001年和2010年各地類斑塊總體上形狀比較規(guī)則，結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定；(2) 10 a間各地類的分形維數(shù)逐步增大并向臨界值1.5逼近，穩(wěn)定性指數(shù)則不斷減小并接近于0，呈現(xiàn)出高復(fù)雜性和低穩(wěn)定性的分形演變趨勢(shì)；(3) 大新縣和龍州縣的水域、憑祥市和寧明縣的林園地的復(fù)雜性升高而穩(wěn)定性下降趨勢(shì)最為明顯，大新縣和龍州縣的未利用地、憑祥市和寧明縣的草地變化幅度最??；(4) 崇左市今后發(fā)展應(yīng)加強(qiáng)土地利用的規(guī)劃引導(dǎo)，采取有效措施來(lái)適當(dāng)控制土地類型整體分形維數(shù)的增加，維持土地利用結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

土地利用; 時(shí)空格局; 分形; 邊境地區(qū); 崇左市

土地利用具有動(dòng)態(tài)性、變化性、相對(duì)不穩(wěn)定性和復(fù)雜性等特征[1]，土地利用類型的分布則是一種典型的分形表現(xiàn)。在自然過(guò)程和人類活動(dòng)的雙重作用下，不同土地利用類型斑塊相互鑲嵌并在空間上不斷擴(kuò)張與收縮[2]，其邊界形態(tài)及變化特征直接反映了土地利用時(shí)空結(jié)構(gòu)的內(nèi)在規(guī)律及演變趨勢(shì)。由于分形理論與傳統(tǒng)歐氏幾何學(xué)相比，更適合描述大自然中復(fù)雜的真實(shí)客體，目前已被引入土地利用變化領(lǐng)域，并形成了一批富有成效的理論成果。羅海霞等從靜態(tài)分析角度出發(fā)，基于分形理論對(duì)西南某鎮(zhèn)2010年的土地利用空間格局進(jìn)行研究[3]；王大鵬等定量探討額濟(jì)納三角洲近15年的土地利用分形特征，揭示該地區(qū)各土地利用類型隨時(shí)間的變化過(guò)程[4]；李新東等對(duì)廣東省4個(gè)不同地理環(huán)境區(qū)域的土地利用類型分布格局進(jìn)行實(shí)證分析，對(duì)比得出其空間差異和分形機(jī)制[5]。然而現(xiàn)有研究多數(shù)從時(shí)間維或是空間維單方面去探究土地利用的分形特征，綜合分析土地利用時(shí)空格局的分形動(dòng)態(tài)尚不多見(jiàn)。

邊境地區(qū)的地理區(qū)位特殊，具有捍衛(wèi)國(guó)家主權(quán)和領(lǐng)土完整、維護(hù)民族團(tuán)結(jié)統(tǒng)一和社會(huì)穩(wěn)定的重大戰(zhàn)略意義；是一國(guó)連接外界的前沿陣地，也是國(guó)防安全的主要屏障以及對(duì)外開(kāi)放的橋頭堡。伴隨著“釣魚島”、“東?！薄ⅰ澳虾！?、“中印邊境”等爭(zhēng)端形勢(shì)升級(jí)，邊境地區(qū)日益成為政府和社會(huì)廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。同時(shí)，在當(dāng)前區(qū)域、次區(qū)域合作已成為世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展潮流的時(shí)代背景下，不同國(guó)家之間的互通往來(lái)日漸頻繁，鄰近國(guó)界的邊境地區(qū)正在成為國(guó)際經(jīng)濟(jì)交流活動(dòng)的重要空間和承載區(qū)域；該地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)不僅得到快速發(fā)展，其土地利用也發(fā)生著深刻改變，各土地利用類型的邊界形態(tài)和空間結(jié)構(gòu)正經(jīng)歷著不同程度的復(fù)雜變動(dòng)過(guò)程，這種變化又將影響土地的利用程度及其功能效益，進(jìn)而對(duì)當(dāng)?shù)啬酥羾?guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生影響。然而到目前為止，學(xué)術(shù)界對(duì)邊境地區(qū)土地利用分形動(dòng)態(tài)的研究仍少見(jiàn)報(bào)道。因此，本文將以廣西邊境的崇左市為例，應(yīng)用分形理論對(duì)2001—2010年這10 a間該地區(qū)土地利用類型形態(tài)復(fù)雜度與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度的時(shí)空格局進(jìn)行研究，旨在促進(jìn)該區(qū)土地資源合理開(kāi)發(fā)利用，探索未來(lái)土地利用空間形態(tài)調(diào)整方向，并為其他邊境地區(qū)的同類研究提供參考。

1 研究區(qū)概況

崇左市位于廣西壯族自治區(qū)西南部，地跨北緯21°35′—23°22′，東經(jīng)106°33′—108°07′；面向東南亞，背靠大西南，東北部與南寧市交界，東部與欽州市相接，東南部與防城港市毗鄰，西北部與百色市相連，西及西南部與越南社會(huì)主義共和國(guó)接壤；處在泛北部灣經(jīng)濟(jì)合作區(qū)、大湄公河次區(qū)域兩個(gè)板塊的結(jié)合部，以及南寧—新加坡經(jīng)濟(jì)走廊和“南寧—諒山—河內(nèi)—海防—廣寧”經(jīng)濟(jì)走廊的關(guān)鍵位置，具有“沿邊、近海、連東盟”的區(qū)位優(yōu)勢(shì)和地緣優(yōu)勢(shì)，是中國(guó)通往東盟各國(guó)的樞紐城市和最便捷的國(guó)際陸路大通道。全市地勢(shì)西南高、東北低，由西北向東南傾斜[6]；境內(nèi)丘陵起伏，山多地少，以喀斯特巖溶地貌為主體；屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年平均氣溫20.8～22.4℃，無(wú)霜期為330 d以上，年降雨量為1 088～1 799 mm，年日照量1 800 h以上。

崇左市轄扶綏縣、寧明縣、龍州縣、大新縣、天等縣和江州區(qū)5縣1區(qū)，代管縣級(jí)憑祥市；其中寧明、龍州、大新、憑祥4個(gè)邊境縣(市) 與越南接壤，邊境線全長(zhǎng)533 km，占廣西陸地與越南接壤國(guó)境線總長(zhǎng)的83.70%，是廣西陸地邊境線最長(zhǎng)的地級(jí)市[6]。境內(nèi)有國(guó)家一類口岸3個(gè)，二類口岸4個(gè)，邊民互市點(diǎn)13個(gè)，是一個(gè)典型的邊境城市。2010年，崇左市總?cè)丝?43.50萬(wàn)人，地區(qū)生產(chǎn)總值389.21億元；土地總面積17 351 km2，其中耕地面積51.96萬(wàn)hm2，園地面積4.65萬(wàn)hm2，林地面積75.28萬(wàn)hm2，城鎮(zhèn)村及工礦用地面積4.14萬(wàn)hm2；交通運(yùn)輸用地面積2.50萬(wàn)hm2，水域及水利設(shè)施用地面積4.30萬(wàn)hm2，其他土地面積23.88萬(wàn)hm2。

2 研究方法

分形理論作為一種研究不規(guī)則對(duì)象自相似性的理論[7]，自20世紀(jì)70年代中期創(chuàng)立以來(lái)，就被廣泛應(yīng)用于自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)的各個(gè)方面[8]。將之應(yīng)用于土地利用變化研究，可以更加科學(xué)綜合地描述土地利用類型的幾何特征和內(nèi)部規(guī)律。本文采用的相關(guān)指標(biāo)及其計(jì)算方法和各參數(shù)的意義如下。

2.1 分形維數(shù)(D)

分形維數(shù)作為表征分形特征的重要指標(biāo)，可以定量表征土地利用類型的邊界曲折程度和形狀復(fù)雜程度。同一土地利用類型不同時(shí)期的分形維值，反映了土地利用在時(shí)間變化上的規(guī)律和趨勢(shì)；同一時(shí)期不同土地利用類型的分形維值，則反映了土地利用在空間變化上的結(jié)構(gòu)和特征。

對(duì)于任何一種土地利用類型斑塊而言，其分形維數(shù)計(jì)算公式為[9-13]：

(1)

式中：A(r)——地類斑塊面積；P(r)——地類斑塊周長(zhǎng)；C——常數(shù)；D——某地類的分形維數(shù)；r——測(cè)量尺度。

根據(jù)以上的分形維數(shù)公式，如果某一土地利用類型的分布具有分形結(jié)構(gòu)，則lnA(r)—lnP(r)散點(diǎn)回歸分布于一條直線上；建立形如式(1)的回歸模型就可以求取直線的斜率k，從而得到該土地利用類型的分形維數(shù)D，D=2/k。分形維數(shù)D的理論取值范圍為1.0～2.0，D值越大，表明該地類邊界越不規(guī)則，形狀越復(fù)雜；反之亦然。當(dāng)D取最小值1.0時(shí)，該地類的邊界最為規(guī)則，形狀為簡(jiǎn)單的方形；當(dāng)D取最大值2.0時(shí)，該地類的邊界最不規(guī)則，形狀最為復(fù)雜；當(dāng)D取值1.5時(shí)，該地類處于一種類似于布朗運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)狀態(tài)，即最不穩(wěn)定狀態(tài)[14]，D越接近該值則該地類空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性越差。

2.2 穩(wěn)定性指數(shù)(SI)

穩(wěn)定性指數(shù)是衡量土地利用結(jié)構(gòu)穩(wěn)定程度的基本指標(biāo)，可以反映某種土地利用類型在自然狀態(tài)下抵御外界干擾、維持自身形態(tài)的能力。參考相關(guān)資料和研究成果[15-18]，本文擬構(gòu)建土地利用類型的穩(wěn)定性指數(shù)的計(jì)算公式如下：

SI=1.5-D

(2)

式中：D——某地類的分形維數(shù)；SI——該地類的穩(wěn)定性指數(shù)，其理論取值范圍為-0.5～0.5，|SI|值越大，表明該地類越偏離布朗隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，空間結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)；反之亦然。當(dāng)SI>0，即D<1.5時(shí)，該地類是在其形態(tài)簡(jiǎn)單狀態(tài)下的一種穩(wěn)定性，SI值越大，其結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，反之越不穩(wěn)定；當(dāng)SI<0，即D>1.5時(shí)，該地類是在其形態(tài)復(fù)雜狀態(tài)下的一種穩(wěn)定性，SI值越小，其結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，反之越不穩(wěn)定。

3 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及分類系統(tǒng)

本文采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要是：2001年15 m空間分辨率的Landsat 7 ETM影像，2010年30 m空間分辨率的Landsat 5 TM影像，兩期影像的成像時(shí)間均為11月份。參照全國(guó)土地分類體系，依據(jù)崇左市邊境4縣(市)的土地利用現(xiàn)狀特點(diǎn)，將研究區(qū)的土地利用類型劃分為6大類，分別是水域、林園地、草地、耕地、建設(shè)用地、未利用地。

3.2 數(shù)據(jù)處理

在ERDAS 9.2遙感圖像處理軟件和ArcGIS 9.3空間數(shù)據(jù)處理軟件的支持下，對(duì)兩個(gè)時(shí)期的TM影像進(jìn)行幾何校正、圖像鑲嵌與裁剪等預(yù)處理；結(jié)合崇左市的自然地理和土地利用狀況等基礎(chǔ)資料，綜合運(yùn)用非監(jiān)督分類與監(jiān)督分類方法按照以上的分類系統(tǒng)對(duì)影像進(jìn)行判讀解譯，并對(duì)此分類效果進(jìn)行精度評(píng)估，Kappa系數(shù)分別達(dá)到0.89和0.85，分類精度滿足要求；在此基礎(chǔ)上生成2001年和2010年崇左市邊境4縣(市)的土地利用現(xiàn)狀圖(附圖5)，并獲取各個(gè)地類斑塊的面積及周長(zhǎng)等屬性數(shù)據(jù)。借助SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件和Excel 2003軟件，根據(jù)上述的分形模型對(duì)各地類的面積、周長(zhǎng)自然對(duì)數(shù)統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行回歸分析，最終得到各地類的分形維數(shù)和穩(wěn)定性指數(shù)。

4 結(jié)果與分析

通過(guò)上述數(shù)據(jù)處理過(guò)程，得出崇左市邊境4縣(市)各土地利用類型的面積—周長(zhǎng)自然對(duì)數(shù)回歸方程、相關(guān)系數(shù)R2、分形維數(shù)D和穩(wěn)定性指數(shù)SI(表1)。由表1可知，研究區(qū)各地類面積、周長(zhǎng)自然對(duì)數(shù)之間的相關(guān)系數(shù)均在0.96以上，存在顯著的相關(guān)性，其地類分布具有分形結(jié)構(gòu)，擬合效果較好。

4.1 土地利用時(shí)間格局的分形動(dòng)態(tài)分析

從表1可以看出，崇左市邊境4縣(市)在2001年和2010年所有土地利用類型的分形維數(shù)都小于1.5，穩(wěn)定性指數(shù)均大于0，表明各地類斑塊總體上邊界比較規(guī)則，形狀較為簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。然而在10 a間，其土地利用的分形維數(shù)逐步增大并向臨界值1.5逼近，穩(wěn)定性指數(shù)則不斷減小并接近于0，說(shuō)明區(qū)域內(nèi)各地類的復(fù)雜性明顯升高而穩(wěn)定性則明顯下降，斑塊形態(tài)不規(guī)則與破碎程度加重，并逐漸趨向隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定狀態(tài)。

2001年崇左市邊境4縣(市)整體土地利用的分形維數(shù)D值為1.243 4～1.401 5，各地類形態(tài)復(fù)雜性由大到小的排序是：耕地>草地>林園地>建設(shè)用地>未利用地>水域；土地利用的穩(wěn)定性指數(shù)SI值范圍為0.098 5～0.256 6，各地類結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性由大到小的排序是：水域>未利用地>建設(shè)用地>林園地>草地>耕地。相比較可知，2001年耕地的形態(tài)最為復(fù)雜且穩(wěn)定性最差，是因?yàn)檫@一時(shí)期當(dāng)?shù)氐母乩靡孕∫?guī)模經(jīng)營(yíng)為主，分布零散、利用率低，加上撂荒現(xiàn)象的存在也使得耕地邊界處于復(fù)雜變動(dòng)之中；而水域的結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單且最穩(wěn)定，主要是由于受到當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等 條件限制，人們對(duì)其開(kāi)發(fā)力度較小，水域仍保持著原始狀態(tài)。

表1 2001年和2010年崇左市邊境4縣(市)各地類的分形維數(shù)及穩(wěn)定性指數(shù)

2010年崇左市邊境4縣(市)整體土地利用的分形維數(shù)D值為1.377 1～1.484 7，各地類形態(tài)復(fù)雜性由大到小的排序是：林園地>耕地>草地>建設(shè)用地>未利用地>水域；土地利用的穩(wěn)定性指數(shù)SI值范圍為0.015 3～0.122 9，各地類結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性由大到小的排序是：水域>未利用地>建設(shè)用地>草地>耕地>林園地。相比較可知，2010年林園地是所有地類中形狀最不規(guī)則且最不穩(wěn)定的類型，反映了在經(jīng)濟(jì)林采伐、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等人類干擾影響下，林園地的形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步遭到破壞，已呈現(xiàn)出破碎化、不穩(wěn)定的特征；而水域則是邊界形態(tài)最簡(jiǎn)單的地類，并具有最高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

2001—2010年10 a間，崇左市邊境4縣(市)各土地利用類型的分形維數(shù)均有所增加，穩(wěn)定性指數(shù)均有所減少，變幅均為0.044 8～0.133 7，形態(tài)復(fù)雜度增強(qiáng)及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度減弱幅度由大到小的次序均是：水域>林園地>草地>未利用地>耕地>建設(shè)用地。由此可知，水域雖然是2001年和2010年兩個(gè)時(shí)期里形態(tài)最簡(jiǎn)單且結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定的地類，但10 a間其復(fù)雜性變大而穩(wěn)定性變小的幅度卻是最為顯著的，并存在較大的潛在隨機(jī)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。林園地、草地10 a間的變化幅度較水域略小，但在2001年和2010年其邊界形態(tài)均較為復(fù)雜且處于不穩(wěn)定狀態(tài)，表明未來(lái)林園地和草地向愈加不規(guī)則、不穩(wěn)定變化的可能性比較大。而建設(shè)用地復(fù)雜度提高及穩(wěn)定度降低的幅度在所有地類中是最小的，說(shuō)明隨著邊境地區(qū)的發(fā)展以及城鎮(zhèn)建設(shè)的加快，建設(shè)用地的利用強(qiáng)度不斷加大，人為的規(guī)劃布局使其形態(tài)趨于規(guī)整、空間結(jié)構(gòu)趨于合理化和穩(wěn)定化。

4.2 土地利用空間格局的分形動(dòng)態(tài)分析

崇左市邊境4縣(市)的自然地理?xiàng)l件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、社會(huì)政策環(huán)境均存在不同程度的差異，必然導(dǎo)致土地利用行為在不同地域也呈現(xiàn)出各自的分異特征?；诒?的測(cè)算結(jié)果，進(jìn)一步計(jì)算得到10 a間4縣(市)各地類的分形維數(shù)及穩(wěn)定性指數(shù)變化值(圖1)。分析圖1可知，4縣(市)各地類的分形維數(shù)變化值都大于0，穩(wěn)定性指數(shù)變化值均小于0，而且變化幅度較大，說(shuō)明10 a間邊境4縣(市)的土地利用行為引起了區(qū)域土地形態(tài)和結(jié)構(gòu)的改變，使其呈現(xiàn)出高復(fù)雜性和低穩(wěn)定性的分形特征演變趨勢(shì)。尤以大新縣和龍州縣的水域、憑祥市和寧明縣的林園地變化最為明顯，大新縣和龍州縣的未利用地、憑祥市和寧明縣的草地變幅最小。

大新縣10 a間各地類分形維數(shù)的變化幅度為0.019 2～0.142 8，各地類變化值從大到小的順序依次為水域、草地、林園地、耕地、建設(shè)用地、未利用地。其中，水域的形態(tài)復(fù)雜性提高最為顯著，同時(shí)其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也有較大幅度的降低；而未利用地的變化幅度最小，空間結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。這主要是因?yàn)榇笮驴h的水系比較發(fā)達(dá)，隨著當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展使得河流等水域用地的利用程度進(jìn)一步加強(qiáng)，從而對(duì)其穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響；同時(shí)，由于該縣地處云貴高原南緣，石山泥嶺間雜遍布，分布其間的未利用地所處自然條件較差，因此其還未得到人類的充分開(kāi)發(fā)利用，形態(tài)結(jié)構(gòu)變化較小。

龍州縣10 a間各地類分形維數(shù)的變化幅度為0.043 0～0.116 6，各地類變化值從大到小的順序依次為水域、林園地、草地、建設(shè)用地、耕地、未利用地。相比于其他地類，水域和林園地的邊界形狀改變比較突出，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定程度加??；而未利用地和耕地的變化相對(duì)較小。原因是龍州縣的地貌類型以盆地為主，地勢(shì)較為平坦，雖然農(nóng)業(yè)中種植業(yè)占有較大比重，但糧食生產(chǎn)發(fā)展起伏不定且不能自給，所以當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)發(fā)展、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等引起水域和林園地形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生波動(dòng)變化；而近年來(lái)龍州縣“小塊并大塊”耕地整治模式的推行，促進(jìn)了當(dāng)?shù)馗邩?biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，也使得耕地由分散、小塊耕作向規(guī)整、規(guī)模經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)變。

憑祥市10 a間各地類分形維數(shù)的變化幅度為0.037 8～0.096 8，各地類變化值從大到小的順序依次為林園地、耕地、水域、未利用地、建設(shè)用地、草地。其中，林園地及耕地趨向于布朗隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的態(tài)勢(shì)最明顯，草地及建設(shè)用地形態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜度增幅不大。這主要是由于憑祥市自被國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)為沿邊對(duì)外開(kāi)放城市，并享受一系列開(kāi)發(fā)開(kāi)放優(yōu)惠政策以來(lái)，其邊民互市貿(mào)易點(diǎn)、邊境口岸、綜合保稅區(qū)得到穩(wěn)步建設(shè)，對(duì)外貿(mào)易也取得跨越式發(fā)展。當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及人口密度在快速提高的同時(shí)，其城鎮(zhèn)發(fā)展用地需求量也日益增長(zhǎng)，建設(shè)過(guò)程中不可避免占用林園地和耕地資源，使其結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)定狀態(tài)；而建設(shè)用地由于得到規(guī)劃利用，形態(tài)漸趨規(guī)則。

寧明縣10 a間各地類分形維數(shù)的變化幅度為0.017 8～0.101 4，各地類變化值從大到小的順序依次為林園地、水域、未利用地、耕地、建設(shè)用地、草地。其中，林園地的分形維數(shù)變幅最大，水域次之，草地在所有地類中變化最不明顯。主要原因是寧明縣受到廣西十萬(wàn)大山余脈橫亙南部全境，由此形成無(wú)數(shù)山間帶狀谷地和峰叢坡地，全縣林園地資源豐富，是廣西的林業(yè)大縣，當(dāng)?shù)啬静?、八角、中藥材等?jīng)濟(jì)林業(yè)的發(fā)展也使林園地的邊界形態(tài)發(fā)生較大改變，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定程度下降。

圖1 崇左市邊境4縣(市) 10 a間各地類的分形維數(shù)及穩(wěn)定性指數(shù)變化情況

5 結(jié) 論

本文基于分形理論，對(duì)邊境地區(qū)廣西崇左市2001—2010年10 a間土地利用變化的時(shí)空格局進(jìn)行定量分析，在理論上彌補(bǔ)了以往土地利用分形研究缺乏時(shí)空動(dòng)態(tài)綜合分析的不足，在實(shí)踐上也豐富了分形理論對(duì)邊境地區(qū)的研究應(yīng)用。通過(guò)實(shí)證分析主要得出以下結(jié)論：

(1) 崇左市邊境4縣(市)各土地利用類型的分布都具有分形結(jié)構(gòu)，2001年和2010年各地類斑塊總體上形狀比較規(guī)則，結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定。

(2) 10 a間邊境4縣(市)的土地利用行為引起了區(qū)域土地形態(tài)和結(jié)構(gòu)的改變，各地類的分形維數(shù)逐步增大并向臨界值1.5逼近，穩(wěn)定性指數(shù)則不斷減小并接近于0，其分形特征呈現(xiàn)出高復(fù)雜性和低穩(wěn)定性的演變趨勢(shì)。

(3) 大新縣和龍州縣的水域、憑祥市和寧明縣的林園地的復(fù)雜性升高而穩(wěn)定性下降趨勢(shì)最為明顯，大新縣和龍州縣的未利用地、憑祥市和寧明縣的草地變化幅度最小。

崇左市邊境4縣(市)今后發(fā)展應(yīng)加強(qiáng)土地利用的規(guī)劃引導(dǎo)，采取有效措施來(lái)適當(dāng)控制土地類型整體分形維數(shù)的增加，維持土地利用結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。針對(duì)不同地類的分形特點(diǎn)以及區(qū)域內(nèi)部的自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)等地域差異，對(duì)各土地利用類型的邊界形態(tài)進(jìn)行合理調(diào)整與布局安排，避免其自由延伸、無(wú)序擴(kuò)張，促進(jìn)當(dāng)?shù)赝恋乩贸o湊、集約、高效方向發(fā)展，從而塑造邊境地區(qū)特色風(fēng)貌，增強(qiáng)邊境城鎮(zhèn)的集聚和輻射能力，樹立國(guó)家良好形象，構(gòu)建和諧周邊關(guān)系，維護(hù)國(guó)家邊境安全。

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FractalDynamicResearchonSpatiotemporalPatternofLandUseinBorderArea-ACaseStudyofChongzuoCity,Guangxi

LI Li1,2, MAO Jiang-xing1,2, LU Ru-cheng1,2

(1.CollegeofResources&EnvironmentalScience,GuangxiTeachersEducationUniversity,Nanning530001,China; 2.KeyLaboratoryofBeibuGulfEnvironmentalEvolutionandResourcesUtilization,MinistryofEducation,Nanning530001,China)

Based on Landsat TM images of Chongzuo City, Guangxi in 2001 and 2010, fractal theory was applied to study the spatiotemporal pattern of the morphological complexity and structural stability of land use types in this area during the past 10 years under the support of remote sensing, geographic information techniques and statistical analysis tools. The results showed that: (1) the distribution of all land use types in 4 border counties or cities of Chongzuo City had fractal characteristics, on the whole, the shapes of each land use patch were regular, and the structure was stable in 2001 and 2010; (2)the fractal dimensions of each land use type had been gradually rising and approaching the critical value of 1.5, while the stability indexes continued to decrease towards 0, which led to the land use types to present the fractal evolution trend of high complexity and low stability; (3) the water of Daxin County and Longzhou County and the woodland and garden plot of Pingxiang City and Ningming County had the most obvious tendency of rising complexity and declining stability, on the contrary, the unused land of Daxin County and Longzhou County and the grassland of Pingxiang City and Ningming County changed the least; (4) in the future, Chongzuo City should strengthen the guidance for land use planning, and take effective measures to control increases in fractal dimension and maintain the stability of land use structure.

land use; spatiotemporal pattern; fractal; border area; Chongzuo City

2014-01-25

：2014-03-25

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41261108);廣西國(guó)土資源廳2014年重大科研課題項(xiàng)目(GXZC2014-G3-0371-KLZB-A);廣西科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(桂科合14125008-2-27);2012年“廣西高校優(yōu)秀人才資助計(jì)劃項(xiàng)目”(1273)

黎勵(lì)(1989—),女,廣西梧州人,碩士研究生,研究方向?yàn)橥恋乩米兓c土地資源管理。E-mail:LiLiLi8861@126.com

毛蔣興(1976—),男,廣西桂林人,博士,教授,碩士生導(dǎo)師,主要從事城鄉(xiāng)區(qū)域規(guī)劃與土地利用規(guī)劃研究。E-mail:maojiangxing@163.com

F301.24

：A

：1005-3409(2014)05-0204-06