图1库布齐沙漠西部沙质荒漠化土地类型分类结果

Fig.1ClassificationresultofsandydesertificationlandtypesinthewestofHobqdesert

3沙质荒漠化土地类型分布的分形特征

　　依据遥感图像计算机监督分类结果图（见图2），对不同类型土地沙质荒漠化的分形特征进行了研究。根据分形的基本理论，若N（S）与S满足如下幂律关系

_（1）

　　式中：C为常数；S为斑块面积；N（S）为面积大于S的斑块的个数，则研究对象为分形；D为分维值。考虑到：①ETM图像的分辨率为30m；②在遥感图像计算机监督分类时，对面积小于1km^{2的邻近同类斑块进行合并，或把它归并到邻近面积较大的另一类中去；③本区以重度、极重度沙质荒漠化土地为主，其极重度沙质荒漠化土地分布呈较大的片状，斑块数目较少，潜在沙质荒漠化土地仅在局部很少的地区分布，而重度、中度与轻度沙质荒漠化土地的斑块比较多，且大小不一；④斑块面积最小的为几km2，最大的可达几百km2。所以分别对重度、中度、轻度沙质荒漠化土地以及各类沙质荒漠化土地（除潜在沙质荒漠化土地）的混合分布，分别以标度15，20，25，30，35，40，50km2进行分形分析。其分析结果见图2，其中（a），（b），（c），（d）分别为所有沙质荒漠化土地和轻度、中度、重度沙质荒漠化土地的N（S）与S双对数坐标图。从图2可看出，在双对数坐标图上，除了重度沙质荒漠化土地以外，其他沙质荒漠化土地的N（S）与S在15~50km2无标度区间内呈很好的线性关系，对离散点进行回归分析可得到它们的分维数（见表2）。}

表2各类沙质荒漠化土地的分维值

Tab.2Fractaldimensionsofdifferentsandydesertificationlandtypes

（a）各类沙质荒漠化土地的总合(b)轻度沙质荒漠化土地

（c）中度沙质荒漠化土地（d）重度沙质荒漠化土地

4结果分析

　　土地沙质荒漠化的形成既受自然环境因素的制约，又受到各种人为活动的影响。自然因素是土地沙质荒漠化发生的环境背景，是内在因素。人为因素通过改变植被、土壤等对土地沙质荒漠化过程起作用，是叠加于环境背景之上的诱发因素。自然因素主要包括地质、地貌、气候、物质、土壤、水文、植被等。但土地沙质荒漠化的形成与演化主要决定于第四纪地质地貌的发展演化。第四纪地质地貌的发展过程是新构造运动的产物，新构造运动不仅决定着土地沙质荒漠化形成的气候条件，而且控制着土地沙质荒漠化形成的沙源物质以及沙质荒漠化土地的空间分布特征和时间分布规律。

　　本区的沙质荒漠化主要由库布齐沙漠的南侵、北扩作用形成。库布齐沙漠为现代风成沙，它的分布明显受地质地貌的控制，对现代土地沙质荒漠化过程的影响主要表现为沙丘的移动。由于受到南部东胜隆起和北部黄河干流及狼山和贺兰山的影响，风向以北西西向为主，随着由西向东地势明显变低，库布齐沙漠有东移现象。同时，由于北部南北向水系的分水岭明显北移，沙漠明显出现南扩现象。其中，地貌条件对本区土地沙质荒漠化发生发展的影响主要表现在以下4个方面^{[8]：①地形部位决定地表物质的分配；②地形条件影响局地风力的大小和方向；③地貌部位决定土地利用方法；④地貌条件影响地下水的分布和埋深。}

　　对于地质、地貌的分形特征，也有人做了很多的研究。通过对地震^{[9，10]、断层[11，12]、岩石圈板块[13]等地质现象的研究，发现它们都具有分形结构，并从分数维的大小得出了一些客体的复杂性及其所反映的深部地球动力学意义。对地貌分形特征的研究[14]，认为在内外营力作用下的地貌形态，不是处于瞬时的平衡，而是处于自组织临界状态，或者说是处于混沌的边缘，它对初始条件十分敏感。但是，多数情况下外营力的正反馈作用在更早的不同阶段就被中止了，从而地貌形态表现出负幂律的特征，即分形的特征。特别是RS方法的广泛应用，使人们意识到，自然界的许多现象其实不是完全随机的，而具有长程相关，即不是布朗运动，而是分形布朗运动。地貌的这种自仿射性，通常是多重分形的，并在很广的尺度范围内具有统计自相似性。}

　　本区的沙质荒漠化土地具有分形结构特征，不同的沙质荒漠化土地类型其分维数D不同，代表了不同类型的沙质荒漠化土地分布具有差异性这一规律。根据不同沙质荒漠化土地类型分维数D的大小，可把本区各类沙质荒漠化土地的复杂程度从大到小排序如下：中度沙质荒漠化土地轻度沙质荒漠化土地重度沙质荒漠化土地，混合沙质荒漠化土地的维数居于各类沙质荒漠化土地维数之间，应是各类沙质荒漠化土地共同贡献的结果。基于分形物体的维数D总能抓住物体形态的本质、本区沙质荒漠化土地的成因特点，决定土地沙质荒漠化形成与演化的地质地貌因素具有分形特征，且这种分形特征反映出了一定的成因机制等，认为该区各类沙质荒漠化的形成及发展具有共同的规律。这些规律可能是那些影响沙质荒漠化土地形成发展且具有规律性的本质的内在因素的综合体现，主要是对由新构造运动形成的第四纪地质地貌的反映。

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