第二节 土地类型的结构与演替

一、土地类型结构

（一）土地类型结构的概念

土地类型结构有时也被称土地结构或土地资源结构，是指在某一个区域范围内，各种土地类型质与量的对比关系及其组合而成的空间格局或图式。其中，土地类型质的对比关系是指在该区域内分布有哪些土地类型以及它们的属性差异如何；而土地类型量的对比关系，是指每一种土地类型在该区域内所占的绝对和相对面积比例。土地空间格局或图案是指土地类型在空间分布上都有其相应的部位，相互之间以一定规律联系并构成不同的几何图形。它是区域土地质与量的外在表现形式。

（二）土地类型结构的类别

土地结构主要包括土地要素组成的数量结构和空间组合结构。

1. 土地类型的数量结构

土地类型的数量结构是指同一级土地类型之间在数量方面的对比关系以及不同等级土地类型间构成的数量序列。

2.土地类型的空间组合结构

它是指在某个区域内，各类土地的空间位置及彼此间组合而形成的格局或几何图形。

根据其土地类型的组合形式，土地空间结构可归纳为两大类：

条带状递变组合 指各种土地类型的空间分布按一定方向和方位发生依次变化，构成随海拔高度增加而变化的垂直系列(图4-1)。

指土地类型的空间分布不按一定顺序更替，而是呈相间排列或斑块状等形式出现，构成重复、分散的复区(图4—2)。

二、土地类型的演替

土地类型不仅表现出不同地域的空间组合格局，而且在同一地域也表现出时间上的变化和演替过程。土地类型演替实质上就是土地类型发生发展的动态过程。从系统论的观点来说，土地类型演替的本质是土地类型结构与功能的自组织。

土地类型演替的类别：从不同的角度考察土地类型的演替，可以将土地类型演替划分为不同的演替类型:

（1）按演替的时空特性分；

（2）按演替原因分；

（3）按演替方向分；

（4）按演替过程是否呈节律性分。

图4-1 土地类型条带状递变组合 图4-2 土地类型重复式组合

(据刘南威等，1993) (据刘南威等，1993)

三、土地类型结构与演替的研究

1. 面积比 指各土地类型的面积占区域或样区的总面积百分比，如下式：

K_i（%）＝ (4.1)

式中，Ki为某种土地类型的面积比：ai为该种土地类型的面积；A为区域或样区土地总面积。

2. 频率比 指各土地类型在区域或样区内的出现频率也可用直方图表示，有时也称频度。计算公式为

(4.2)

式中，Pi为某个土地类型的出现频率；mi为某个土地类型在区内的图斑个数；ni为区内各土地类型的图斑总数。

3.分异度 它表明一个区域或样区内某种土地类型的面积与所有的土地类型平均面积之间的偏差率。分异度的计算公式为

(i=1,2,…,n) (4.3)

式中，D为分异度；Pi为某种土地类型的面积；N为某类土地的图斑数；P为所有土地类型的平均面积；K为土地类型数。

4. 多样性指数 指在一个区域或样区内土地类型的多样化程度，这是量度土地类型丰富性和复杂性的一项指标。多样性指数可表示为

（4.4）

式中H为土地类型多样性指数；Pi 是土地类型i占区域或样区面积的比例；m为研究区域或样区的土地类型数。

5. 优势度 用于表示一个区域或样区内一种或几种土地类型支配该区域或样区内的土地类型的程度。优势度的计算公式为

（4.5）

式中，D为土地类型的优势度；Hmax为最大多样性指数(Hmax＝1n(m))。

6.平均面积 用于表示土地类型或图斑的大小，计算公式为

(i=1,2,…,m) （4.6）

式中，P为某种土地类型图斑的平均面积；Pi为组成该土地类型的个体图斑面积；M为组成该土地类型的个体图斑数。

7.形状指数 表示土地类型的图斑与真圆形的比较，其计算公式为:

I＝P／A （4.7）

式中，I为某种土地类型的某个图斑的形状指数；P为某种土地类型的某个图斑的周长；A为与该土地类型图斑等面积的圆的周长。

8. 分割度 表示土地类型图斑的形状的规则性。计算公式如下：

（4.8）

式中，K为分割度；P为土地类型图斑的边长；A为土地类型图斑的面积；3.54为该图斑的面积与圆周长换算的系数。

9.分形维数 用于描述土地类型图斑边界形状的褶皱程度或不规则程度。其周长面积法的计算公式为

（4.9）

式中P为土地图斑的周长；S是码尺；D为图斑的分形维数；a0为表示图斑扁率的形状因子。 实际计算时将各次量测时的码尺、周长和面积值代入式（4.9）进行线性回归相关分析，令所得直线的斜率为B，截距为C，则

分形维数 D＝B （4.91）

形状因子 （4.92）

10. 伸张度 伸张度通过短轴与长轴之比描述土地图斑的伸长性，其计算公式为

（4.10）

式中L图斑的长轴长度，W为相垂直的短轴长度。