1 研究区域概况

天全县位于四川盆地西缘，二郎山东麓，那味山脉南段，康巴文化线东端。地理坐标东经102”16’至102”55’，北纬29”49’至30”21’东西长约60公里，南北宽约50 公里，幅员面积2394平方公里。县境东与芦山县、雨城区接壤，南连荥经县，西接沪定县、康定县，北邻宝兴县。全县土地总面积 2394平方公里，其中耕地面积136922亩，林地面积143488公顷，水域面积3741公顷，其余为草地、园地、交通用地、矿山及其他用地面积。本文将对全县13个乡镇进行分析研究。

天全县既是四川省林业基地县之一，又是首批实施天保工程的重点县之一，森林资源丰富；国道318线纵贯全境，是通往西藏的咽喉要地，也是茶马古道向西延伸必经的第一个县，交通发达；同时，天全河古名和川河，为境内主要干流，是青衣江一级支流，流向为西北向东南，全长109.4公里，流域 面积2047平方公里，占全县总面积的80.56%，水力资源丰富。近年来天全政府积极改善当地山区居住条件，并投入巨资改善农业用地，兴修水利工程等；加上其优越的地理环境，丰富的物产和旅游资源，充沛的光、热、水等资源，使成为发展农业的适宜区，也为外来投资者创造了良好的内外部环境。为正确配置各种资源，合理利用各种能源，规划城镇的快速发展，和土地利用结构的分析提供重要的科学依据。

2 研究资料与方法

2.1数据来源与处理。

以天全县2010年土地利用现状数据与各统计资料为基础，运用ARCGIS软件对基于2010年天全县土地利用现状进行各种土地利用类型面积的统计输出。提取图斑周长和图斑面积，用于土地利用类型分析，同时通过文献分析[2]，将地类分为六种土地利用类型，分别为耕地、林地、草地、园地、水域、建筑用地，然后根据分析属性表，利用EXCEL表格进行各地类区位熵值、面积百分比等数据的统计，最后的得出需要研究的主要土地利用类型数据。

2.2研究方法

首先通过属性表对各个乡镇进行区位熵值统计，从而计算得出土地利用的专门化率，在此基础上统计各种土地利用类型的累计百分比以便于绘制出洛伦兹曲线进行土地利用结构分布均衡性分析[3]；然后运用分形理论汇出各地类图斑周长与面积散点图，计算出各土地利用类型分维数、稳定性指数，进行土地利用结构稳定性分析；最后结合两种图形数据进行综合分析。

2.2.1 区位熵排序与洛伦兹曲线的绘制

利用研究区内不同区域（13个乡）2010年各地类土地利用数据，求得不同区域（13个乡镇）的区位熵值。区位熵又称为专门化率，在衡量某一区域要素的空间分布情况，反映某一产业部门的专业化程度，以及某一区域在高层次区域的地位和作用等方面，是一个很有意义的指标[4]。这里指某一地区某土地利用类型面积占区域该土地利用类型总面积的比值与该地区土地总面积占区域土地总面积之比。其计算公式为[5]：

                 

 Q＝(A1/A2)/(A3/A4)                （1） 

                    ＝各地类面积百分比／总土地面积百分比

 

（1）式中：Q为区位熵；A1为某个乡镇某种土地利用类型的面积；A2为整个研究区域（天全县）某种土地利用类型面积；A3为某个乡镇土地总面积；A4为整个研究区域（天全县）土地总面积。根据区位熵Q值，可以判断该区域具有的区域优势[ 6 ]。Q值高（某种土地利用类型面积或比例高于全县平均状态），说明该地类专门化率高，该乡镇便具有区位优势；反之，则不具备区位优势。

表1  各种土地利用类型区位熵排序

Table 1  The ordering list of district entropy of each kinds of land use types

林地		园地		建筑用地		牧草地		水域		耕地
两路乡	1.18	两路乡	1.07	乐英乡	7.20	乐英乡	6.20	多功乡	5.05	仁义乡	8.20
小河乡	1.12	老厂乡	4.92	始阳镇	6.01	老厂乡	3.80	乐英乡	4.12	新华乡	7.44
思经乡	1.06	思经乡	2.97	大坪乡	5.57	鱼泉乡	2.23	新华乡	2.05	大坪乡	6.46
鱼泉乡	1.00	新场乡	2.29	多功乡	4.66	大坪乡	1.68	新场乡	1.81	乐英乡	6.22
始阳镇	1.00	乐英乡	1.96	仁义乡	4.02	始阳镇	1.65	鱼泉乡	1.32	多功乡	3.18
紫石乡	0.94	新华乡	1.70	新华乡	3.65	新华乡	1.61	思经乡	0.95	新场乡	3.15
兴业乡	0.88	多功乡	1.55	新场乡	3.39	思经乡	1.05	始阳镇	0.92	城厢镇	3.11
新场乡	0.83	兴业乡	1.27	兴业乡	2.19	紫石乡	1.01	大坪乡	0.92	老厂乡	3.09
多功乡	0.77	仁义乡	1.19	城厢镇	1.92	兴业乡	0.86	紫石乡	0.82	始阳镇	2.54
老厂乡	0.71	城厢镇	1.13	老厂乡	1.77	新场乡	0.52	兴业乡	0.77	兴业乡	2.35
大坪乡	0.65	鱼泉乡	0.98	思经乡	1.01	小河乡	0.50	城厢镇	0.76	思经乡	1.17
新华乡	0.59	小河乡	0.72	鱼泉乡	0.56	仁义乡	0.19	老厂乡	0.75	鱼泉乡	0.94
仁义乡	0.53	始阳镇	0.50	小河乡	0.46	两路乡	0.17	小河乡	0.74	小河乡	0.20
城厢镇	0.50	大坪乡	0.24	两路乡	0.16	多功乡	0.07	仁义乡	0.35	两路乡	0.03
乐英乡	0.48	紫石乡	0.15	紫石乡	0.12	城厢镇	0.05	两路乡	0.00	紫石乡	0.02

   由表1可知，两路乡的林地区位熵值都最高，占有林地开发优势，始阳镇和城厢镇的建筑用地区位熵值大大高于其他乡镇，至于耕地则是仁义乡最占优势，耕地地类专门化率高，区域发展处于优势。

洛伦茨曲线 (LorrenzeCul'ver8)是美国经济统计学家 M．Lorrenz在 20世纪初期为研究社会财富、土地和工资收入等是否公平而提出的，它利用频率累计数绘制成的曲线来刻画其不平等程度[7]。 以总土地面积累计百分比为横坐标，以某地类面积累计百分比为纵坐标，各取100的单位长度，以各累计数绘制坐标点，各地类曲线与绝对均匀线的离差就是该地类实际分布与在全区均匀分布的差异测度[8]。

在洛伦兹曲线中，与横坐标夹角成45°角的直线为绝对均匀线。各种地类折线越接近绝对均匀线，曲线离差越小，表明分布较为离散，即该地类在全县分布越均匀；反之，离绝对均匀线较远的曲线，表明该土地利用类型在全县中的分布差异较大，即该地类分布相对集中于某一区域[9]。本文具体列举以天全县耕地累积百分比（表2）。 

表2  天全县2010年各地类累计百分比

Table 2  Accumulative percentage of every land use type in 2010

乡名	林地	园地	建筑用地	牧草地	水域	耕地
城厢镇	0.00%	0.00%	2.00%	5.00%	0.00%	0.00%
大坪乡	0.52%	1.36%	4.09%	6.35%	0.60%	2.00%
多功乡	1.25%	3.37%	8.19%	6.41%	1.33%	4.58%
老厂乡	2.00%	5.42%	12.67%	19.09%	3.83%	7.38%
乐英乡	2.87%	7.74%	17.24%	25.60%	6.63%	11.50%
两路乡	3.87%	10.42%	22.21%	27.92%	10.09%	16.70%
仁义乡	5.87%	14.42%	27.99%	28.24%	13.70%	23.22%
始阳镇	8.21%	19.42%	33.91%	32.24%	18.03%	29.94%
思经乡	11.03%	25.24%	40.70%	38.22%	22.47%	36.94%
小河乡	13.86%	31.24%	48.25%	48.56%	27.23%	45.22%
新场乡	18.21%	37.26%	57.17%	49.94%	32.65%	55.22%
新华乡	24.27%	51.60%	66.67%	52.13%	41.65%	65.35%
兴业乡	40.14%	66.52%	76.54%	56.01%	53.65%	75.65%
鱼泉乡	63.25%	82.93%	87.54%	62.11%	68.95%	86.20%
紫石乡	100.00%	100.00%	100.00%	100.00%	100.00%	100.00%

2.2.2 土地利用结构分形统计

分形理论为人们通过部分认识整体、从有限中认识无限提供了一种新的工具。在国内地理中的应用自20 世纪90 年代开始兴起, 并在湿地资源动态变化、土地覆被与土地利用空间格局变化、景观要素镶嵌结构及格局研究等方面都取得了丰硕的成果[10]。

 采用 ( 1)式进行中国各地类斑块周长 - 面积关系的建立和各地类空间结构分维的计算。

                    （1）

 ( 1)式中, A 为某一斑块面积, P 为同一斑块周长, D 为分维, k为待定常数。对 ( 1)式进行双对数变换, 可得

           （2）

由 ( 2)式可建立中国各地类斑块的周长 - 面积关系。D 值越大, 表示空间上的镶嵌结构越复杂[ 11 ]。当 D = 1. 50时, 表示处于一种类似于布朗运动的随机运动状态, 即空间结构最不稳定。D 值越接近 1. 5, 表示空间结构越不稳定。地类空间结构稳定性指数 S 计算公式为:

                   ( 3)

S值越大, 表示空间结构越稳定[12]。

稳定性指数是检验土地利用结构状态稳定性的指标，其值反映土地利用状态在空间结构中得稳定程度。通过ARCGIS软件可以提取属性表，从而统计出各地类图斑周长和面积(表3)，建立了某地类图斑周长—面积的双对数散点图（图1），本文以耕地散点图为例。

 

图1  耕地图斑周长—面积双对数散点图

Fig.1  Double logarithmic conputation of coverage and circumference of farmland

表3  天全县土地利用周长与面积统计值

Table 3  coverage and circumference of each kind of land in the town of Tianquan

地类	图斑数	周长（㎞）	面积（㎞²）	面积比例
林地	5132	10536.45	1987.34	83.03%
耕地	7174	5864.44	154.20	6.44%
园地	341	248.64	0.25	0.01%
建筑用地	3643	1187.71	21.60	0.90%
草地	314	481.73	35.85	1.50%
水域	727	1602.76	19.88	0.83%

    在上表可知：天全县林业资源非常丰富，是典型的林业基地县，以占全县83.03%的林地成为主要土地利用类型，耕地占6.44%，草地只占有很小比例，只占1.50%，城市化率较低，建筑用地只占0.90%。 

3 结果与分析

3.1 洛伦兹曲线结果与分析

 

图2  天全县2010年土地利用类型洛伦兹曲线

Fig.2  Lorenz Curves of different land types in Tianquan in 2010

    由洛伦兹曲线可以分析出[13]：根据各地类洛伦兹曲线与绝对均匀线的离差，分布均匀情况由强到弱依次为林地>水域>牧草地>园地>建筑用地>耕地。

3.2 分形结果与稳定性分析

表4  2010年天全县土地利用类型分形指数表

Table 4  Fractal index of land use type of Tianquan in 2010

地类	模型(回归方程）	R²(相关性）	分维数	稳定性指数
耕地	y=0.532729x+3.466321	0.849364	1.5998	0.0998
林地	y=0.346276x+2.765675	0.936623	1.9723	0.4723
园地	y=0.567387x+3.980321	0.876543	1.7343	0.2343
草地	y=0.786540x+3.098733	0.798867	1.8148	0.3148
水域	y=0.328787x+5.234220	0.890287	1.6345	0.1345
建筑用地	y=0.654787x+1.098986	0.899989	1.6202	0.1202

    从上面表格可以得出[14]： 各地类分布稳定性情况由强到弱依次为林地>牧草地>园地>水域>建筑用地>耕地。

3.3 土地利用结构整体分析

结合洛伦兹曲线与分形结果表格综合分析可知，天全县地势由东南向西北逐步抬高，但随着地势的变化，气候、植被、土壤也随之明显变化，进而引起土地利用状况呈现一致的变化。县域东南部为低山丘陵河谷平坝区，土地利用类型上耕地、建设用地比例高且分布集中，林地、草地分布较为分散，中部山区土地利用类型上耕地和林地并重，城乡建设用地较为分散，西部山区土地利用类型上则表现为林地、自然保留地面积大且分布集中，耕地园地建筑用地呈零散分布。下面针对具体地类分析。

一、全县耕地地类面积占比例少，只有6.44%，且分布不均匀，稳定性指数只有0.0998，为六大地类中最低，说明其复杂程度高，且用地类型改变较其他类型频繁。基于天全县平地少山地多的特点，耕地的稳定性显得尤为重要，在耕地少林地多的现状下，必须努力保证耕地的数量和质量，严格保护耕地，解决粮食供给问题，严格耕地的用途管制，落实基本农田保护责任制，积极开展土地整治，增加耕地数量，提高耕地质量，增加耕地投入，提高耕地复种指数。同时节约集约用地，严格控制建设用地总量，优先使用城乡建设用地内的低效土地、闲置土地和废弃地。

二、全县林地的分布相对比较均匀，分布区域广，破碎度最大，稳定性指数达到0.4723最高，主要分布在中西部山区，土地类型不容易被改变，因而具有较大稳定性。县内林地的基数大，占全县土地总面积83.03%，且林地结构较为复杂，包括有林地、灌木林地等。林地的广泛分布使天全县具有丰富的自然资源，尤其是二郎山、红灵山等旅游资源，在此基础上天全县政府制定了“生态立县，工业强县，资源富县，旅游兴县”的经济发展战略，必须有效合理的保护和利用林地，从而保护生物多样性，为建设“国际化、区域性旅游胜地”提供有利条件。

三、建设用地在全县分布不均匀，且大都集中在东南部各乡镇，但稳定性较低，表明其土地利用类型易发生改变。随着经济的发展，城乡格局进一步调整，随着全县城镇化、工业化进程及基础设施、生态保护、旅游设施等建设步伐的加快，各项建设占耕地将不断增加，而且在较长时间内难以改变这一趋势，耕地保护与建设占用耕地不断增加这一矛盾将更显突出。严峻的耕地保护形势将加剧耕地占补平衡任务的艰巨。

四．园地和牧草地稳定性较大，其用地类型不易发生改变，但园地随地势分布水平变化，具有不均匀的特点。同时天全县境内河流纵横密布，水域分布较为均匀，但随着水利兴修的发展，人工干扰性大，使得其稳定性较差。

4 结论与讨论

一、洛伦兹曲线的研究方法简单快捷，可作为研究生态环境的一种手段，亦可为土地资源合理利用及土地利用结构调整提供依据。通过对引起分形维和稳定性指数变化的原因进行定性分析后,其值的物理意义得到验证,即耕地斑块的实际复杂性和稳定性变化趋势与分维值和稳定性指数的变化趋势一致[15]。

二、本文引进了经济学中的分析方法，并结合了两种方法对天全县的土地利用现状经行分析，得出该县土地利用结构发展不平衡，耕地等地类结构不稳定等特点。只针对某一时间段整体的土地利用类型经行研究和分析，不能从纵向的时空上研究土地利用类型的演变和发展变化，分析方法有待完善。

三、天全县土地利用结构存在的优点与问题是：县域内土地利用类型水平分布特征明显，具有林地分布广泛，利于生态发展建设，资源蕴藏丰富且分布集中，利于开发等优点，但林地和耕地分布的不平衡带来资源制约和较大的环境保护压力，同时随着旅游资源的大力开发和旅游设施的大力兴建也带来建设占地与耕地保护和生态资源保护的双重矛盾。

四、根据分析结果提出的建议：天全县在以后的土地利用规划中应遵循严格保护耕地，节约集约用地，统筹各类各业用地，促进林业资源可持续发展的基本原则，重点配置工业园区及旅游基础设施用地，强化建设用地空间管制，优化城乡土地利用总体结构，在生态保护的前提下努力优化配置各地类用地比例。

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[14] 陈定贵;周德民;吕宪国;;长春城市发展过程中地表水体空间格局演变特征[J];吉林大学学报(地球科学版);2008年03期

 

Abstract: The survey data of land use based on 2010 Tianquan County, the township land use types of location entropy of statistical ranking, so that the land use distribution types of analysis by Lorenz curve, then according to the fractal theory to analyze and calculate fractal dimension and stability index of each land use type. Table tomorrow the county building land, cultivated land, forestland distribution is more balanced and comprehensive results, garden, water, grassland is relatively unbalanced. Stability from woodland and grassland, land, water, construction land, cultivated land decreasing.

Keywords:land use spatial structure;Lorenz Curve;fractal theory.

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