The oasis soil type change and its fractal in Manasi River Basin between 1987–2006, arid Northwestern China

Abstract

During the past 20 years, great landscape changes took place in the northwest of China. Landscape change resulted in soil type transformations. This paper discusses the changes and fractal of soil types in oasis. In order to do it, the soil type maps of Manasi River Basin in 1987 and 2006 were used. 13 types of soil and 2 types of land-use were classified and analyzed in the study area. Results indicated many variations in characteristics. Firstly, all soil types underwent remarkable changes from 1987 to 2006 in the study area: the identified changed area was about 30% or 6506.33 km². Secondly, in comparison with 1987, in 2006 2/3 of the area's soil types increased, while 1/3 decreased. Rapid expansion of Aquicambids (415.28 km²), and rapid decrease of Petrocambids (797.05 km2) and Aquisalids (415.93 km²) were the noticeable findings. Furthermore, Haplocambids obtained largest gains from other soil types, while Petrocambids lost largest area to other types. Additionally, the fractal relationship objectively existed between the perimeter and area of soil patches. The fractal dimension of Aquisalids, Petrocalcids and Ustifluvents became higher and their shapes became more complex during this period. The stability index was higher in 2006 which indicated that the spatial structure of soil type was more stable than in 1987. These chaotic and occasional changes were largely caused by human activities and natural conditions. Consequently, environmental managers should pay more attention to soil changes in the arid and semiarid region.

Article in English.

Manasi upės baseino sausringoje šiaurės vakarų Kinijoje oazių dirvožemio tipų pokyčiai
ir fraktalai 1987–2006 m.

Santrauka. Per pastaruosius 20 metų šiaurės vakarų Kinijoje įvyko didelių kraštovaizdžio pokyčių, lėmusių ir dirvožemio tipų pakitimus. Remiantis 1987–2006 m. Manasi upės baseino dirvožemio žemėlapiais, aptariami dirvožemio tipų pokyčiai ir fraktalai oazėse. Pasirinktoje teritorijoje išskirta ir analizuota 13 dirvožemio tipų ir dvejopa žemėnauda. Nustatyta daug kintamųjų parametrų. Pirma, tirtõs teritorijos visų tipų dirvožemiai nuo 1987 iki 2006 m. žymiai pakito. Nustatytoji pokyčių zona apima apie 30 % teritorijos, arba 6 506,32 km². Antra, palyginti su 1987 m., 2006 m. 10 dirvožemio tipų teritorija padidėjo, o 5 tipų sumažėjo. Sparčiai padidėjo Aquicambids (415,28 km²), sparčiai sumažėjo Petrocambids (797,05 km²) ir Aquisalids (415,93 km²), pokyčiai buvo žymūs. Iš visų kitų pakitusių dirvožemių tipų Haplocambids plotai padidėjo daugiausia, o labiausiai, palyginti su kitais, sumažėjo Petrocambids plotai. Be to, pastebėta, kad tarp dirvožemio teritorijos plotų ir perimetrų objektyviai egzistuoja fraktalinės sąsajos. Fraktalinės dimensijos Aquisalids, Petrocalcids ir Ustifluvents per minėtą laikotarpį padidėjo, o jų formos tapo sudėtingesnės. Stabilumo indeksas 2006 m. buvo didesnis. Tai rodė, kad erdvinė dirvožemio struktūra mažai pakito, tapo stabilesnė, palyginti nei buvo 1987 m. Šiuos atsitiktinius pokyčius iš esmės lėmė žmogaus veikla ir gamtinės sąlygos. Prieita prie išvados, kad sausojo ar pusiau sauso klimato regionuose kraštotvarkos vykdytojai dirvožemio pokyčiams turėtų skirti daugiau dėmesio.

Reikšminiai žodžiai: fraktalinės dimensijos, žmogaus veikla, dirvožemio pokytis, kraštovaizdžio pokytis

Keyword : fractal dimension, human activities, soil change, landscape change