淮河流域3個小流域不同植物群落下土壤粒徑分布與分形特征.pdf

1、本文運用單分形和多重分形原理，分析了淮河流域3個小流域（江子河小流域、迎河小流域和九仙山小流域）具有代表性植物群落的土壤顆粒分布特征，計算了單一分形維數(shù)和多重分形參數(shù)，并進行了土壤顆粒組成和土壤化學性質(zhì)（包括有機質(zhì)、pH值、全氮、水解氮、全磷、有效磷、速效鉀）的測定，對土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量進行了定量化的描述，闡明不同群落配置下土壤結(jié)構(gòu)、質(zhì)量的異質(zhì)性以及土壤各指標之間的相關(guān)關(guān)系，進而探討不同土地利用方式對土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量異質(zhì)性的影響，以期為小流域

2、植物群落的配置與林分類型的選擇提供科學的理論與技術(shù)依據(jù)。主要研究結(jié)論有：
　　 （1）不同土地利用方式下土壤顆粒分形特征顯著不同，土壤顆粒分布的單分形維數(shù)（D）、多重分形譜參數(shù)（多重分形譜寬度Δα、不對稱系數(shù)R、f[α(-1)]-f[α(0)]和f[α(1)]/f[α(0)]）和廣義維數(shù)譜參數(shù)（D0、D1、D2和D1/D0）表現(xiàn)為防護林地（灌木林除外）最高，經(jīng)濟林地和農(nóng)田次之。由多重分形計算結(jié)果可知，防護林地廣義維數(shù)譜D(q)值

3、和奇異譜α(q)值在整個q區(qū)間上變化最明顯，多重分形譜f[α(q)]的不對稱程度也最大，表明防護林地對土壤粒徑分布非均勻性及異質(zhì)性作用最大。
　　 江子河小流域土壤顆粒分布的單分形維數(shù)（D）、多重分形譜參數(shù)（多重分形譜寬度Δα、不對稱系數(shù)R、f[α(-1)]-f[α(0)]和f[α(1)]/f[α(0)]）和廣義維數(shù)譜參數(shù)（D0、D1、D2和D1/D0）表現(xiàn)為雜木林和針闊混交林（馬尾松+栓皮櫟）的較高，茶園的次之，竹林和水稻田的

4、較低，防護林地（雜木林和針闊混交林（馬尾松+栓皮櫟））的廣義維數(shù)譜D(q)值和奇異譜α(q)值在整個q區(qū)間上變化最明顯，多重分形譜f[α(q)]的不對稱程度也最大。
　　 迎河小流域土壤顆粒分布的單分形維數(shù)（D）、多重分形譜參數(shù)（多重分形譜寬度Δα、不對稱系數(shù)R、f[α(-1)]-f[α(0)]和f[α(1)]/f[α(0)]）和廣義維數(shù)譜參數(shù)（D0、D1、D2和D1/D0）表現(xiàn)為麻櫟林和雜木林的較高，而其他植物群落的單分形和多

5、重分形參數(shù)沒有統(tǒng)一的規(guī)律，防護林地（麻櫟林和雜木林）的廣義維數(shù)譜D(q)值和奇異譜α(q)值在整個q區(qū)間上變化最明顯，多重分形譜f[α(q)]的不對稱程度也最大。
　　 九仙山小流域土壤顆粒分布的單分形維數(shù)（D）和多重分形譜參數(shù)（多重分形譜寬度Δα、不對稱系數(shù)R和f[α(1)]/f[α(0)]）表現(xiàn)為防護林地（楊樹林、麻櫟林、側(cè)柏林和刺槐林）的較高，經(jīng)濟林地（雜果林和柿林）的次之，農(nóng)田的較低，多重分形參數(shù)（f[α(-1)]-f[

6、α(0)]）和廣義維數(shù)譜參數(shù)（D0、D1、D2和D1/D0）表現(xiàn)為防護林地（楊樹林、麻櫟林、側(cè)柏林和刺槐林）的較高，農(nóng)田的次之，經(jīng)濟林地（雜果林和柿林）的較低，防護林地（楊樹林、麻櫟林、側(cè)柏林和刺槐林）的廣義維數(shù)譜D(q)值和奇異譜α(q)值在整個q區(qū)間上變化最明顯，多重分形譜f[α(q)]的不對稱程度也最大。
　　 （2）土壤顆粒分布的單分形維數(shù)（D）、多重分形譜參數(shù)（多重分形譜寬度Δα、不對稱系數(shù)R、f[α(-1)]-f[α

7、(0)]和f[α(1)]/f[α(0)]）和廣義維數(shù)譜參數(shù)（D0、D1、D2和D1/D0）與粘粒含量顯著正相關(guān)，表明粘粒含量對土壤顆粒分布的非均勻性和奇異性的影響作用最為明顯。防護林地通過增加土壤粘粒和粉粒等細粒物質(zhì)的含量，提高土壤顆粒分布的分形維數(shù)和非均勻性，增強土壤顆粒結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性。
　　 （3）土壤單分形和多重分形參數(shù)與不同化學指標相關(guān)性分析可知：土壤有機質(zhì)作為土壤質(zhì)量的最佳指標之一，與土壤體積分形維數(shù)D和多重分形參數(shù)（△