基于Zipf定律和分形理论的森林土壤和植被碳储量分布研究
Zipf定律可以对自然资源规模的分布规律进行描述,同时借助分形理论可对这种分布进行深入的解释.本文运用Zipf定律和分形理论对江西省森林土壤有机碳储量及植被碳储量规模分布特征进行了定量研究,结果表明:(1)森林土壤碳储量和森林植被碳储量规模分布均符合Zipf定律,通过Zipf定律把握碳储量规模的分布是可行的;(2)在“等级-森林0-20cm土壤有机碳储量规模”分布中,出现了双分形特征,存在两个次级结构子系统,系统Ⅰ中Zipf维数q＜1,分形维数D较大,前6个点对应的赣州市、吉安市、上饶市、抚州市、宜春市、九江市6地区0-20cm土壤碳储量规模差异不大,分布相对集中,分形形态表现较好;系统Ⅱ中Zipf维数q＞1,分形维数D较小,说明散点图上对应的景德镇市、萍乡市、鹰潭市、新余市、南昌市5地区在0-20cm土壤碳储量规模结构差异较大,分布相对分散,分形特征形态表现较差.在“等级-森林0-100cm土壤有机碳储量规模”分布中同样出现了双分形特征和两个子系统,0-20cm和0-100cm土壤有机碳储量规模分布规律相似.(3)在“等级-森林植被碳储量规模”分布双对数图上也存在两个子系统,表现出明显的双分形特征,以森林植被碳储量为指标的森林资源规模分布符合Zipf定律.综合结果分析表明,0-20cm土壤有机碳储量、0-100cm土壤有机碳储量,以及森林植被碳储量规模分布规律相似,都符合Zipf定律,并出现双分形特征,存在两个次级结构子系统,系统Ⅰ都由赣州市、吉安市、上饶市、抚州市、宜春市、九江市构成,系统Ⅱ则由景德镇市、萍乡市、鹰潭市、新余市、南昌市构成.这两个子系统不仅内部结构的分布模式不同,而且子系统之间呈跳跃式突变,系统Ⅰ中位次最低的城市的碳储量是与之相应的系统Ⅱ中位次最高城市碳储量的2-3倍.这种规模分布规律说明在全省范围内,无论是土壤碳储量,还是森林植被碳储量,在资源规模分布上都存在着极大的不均衡性,空间结构差,优化程度不高,亟待进一步完善.
森林土壤 森林植被 碳储量 无标度区 分形理论 Zipf定律
郑吉 王伟峰 刘苑秋
江西农业大学园林与艺术学院,江西 南昌 330045
国内会议
福州
中文
127-133
2013-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）