沂蒙山區(qū)典型土地利用類型土壤顆粒分形特性與養(yǎng)分狀況.pdf

1、為探討沂蒙山區(qū)典型土地利用類型土壤分形特性與養(yǎng)分狀況，在沂源縣選擇孟坡小流域，測定了不同坡度坡耕地、梯田經(jīng)濟林、荒草地與防護林4種典型土地利用類型土壤的顆粒組成、分形維數(shù)、土壤物理性狀、養(yǎng)分含量的變化及其相關性。主要結果表明:
　　 1.研究區(qū)土壤顆粒組成及質(zhì)地情況
　　 研究區(qū)土壤具有粗骨性砂土的物理特性，不同土地利用類型中以土壤砂粒含量最高65.99％～77.38％,而粉粒及粘粒含量最低1.44％～5.06％。按美國

2、農(nóng)部制分類標準均屬于砂土。多重比較分析結果表明坡耕地與荒草地、防護林粗砂粒(1～0.5mm)粒級、細砂粒(0.25～0.1mm)粒級含量差異顯著，坡耕地、梯田經(jīng)濟林、荒草地與防護林細砂粒、(0.1～0.05mm)粒級顆粒含量差異顯著(P＜0.05)，4種土地利用類型隨坡度增加，土壤砂粒含量呈增加趨勢，粉粒和粘粒的流失加強，導致土壤顆粒分布的均勻性下降，土壤質(zhì)地粗化加重。表現(xiàn)為坡耕地土壤容重大，總孔隙度，毛管孔隙度減少，非毛管孔隙度增加，

3、土壤保水持水能力降低。
　　 2.土壤分形特性
　　 土壤顆粒分形維數(shù)為防護林＞荒草地＞梯田經(jīng)濟林＞坡耕地。不同土地利用類型土壤顆粒質(zhì)量分形維數(shù)為2.03～2.28，平均值2.16。土壤顆粒體積分形維數(shù)在2.33～2.53之間，平均值2.44。土壤顆?？紫斗中尉S數(shù)在2.72～2.87之間，平均值2.81。土壤顆粒分形維數(shù)隨坡度增加而減小。其大小與土壤粉粒和粘粒含量分別呈極顯著、顯著正相關。說明細粒物質(zhì)含量越高，土壤分形維

4、數(shù)越高。土壤質(zhì)量分形維數(shù)、體積分形維數(shù)、孔隙分形維數(shù)成顯著正相關。均能較好的反映土壤的結構特性。
　　 多重分形譜寬度大小表現(xiàn)為防護林＞荒草地＞梯田經(jīng)濟林＞坡耕地，坡耕地與荒草地、防護林變化差異最為明顯，說明防護林和荒草地對土壤粒徑分布的影響作用最大。多重分形比單一分形更能很好的反映不同粒級顆粒在不同層次區(qū)域的特性。
　　 3.土壤養(yǎng)分狀況
　　 土壤養(yǎng)分含量變化隨土地利用類型和坡度變化不一致，有機質(zhì)含量在不同土

5、地利用類型中的含量表現(xiàn)為防護林＞坡耕地＞荒草地＞梯田經(jīng)濟林，平均值分別為17.35g/kg、17.05g/kg、16.11g/kg、12.59g/kg。速效鉀含量大小為防護林＞荒草地＞梯田經(jīng)濟林＞坡耕地，平均值分別為77.62mg/kg、65.00mg/kg、45.12mg/kg、42.76mg/kg。有效磷的含量大小為坡耕地＞梯田經(jīng)濟林＞防護林＞荒草地。平均值分別為124.44mg/kg、108.13mg/kg、78.44mg/kg、

6、73.33mg/kg。水解氮的含量大小為荒草地＞坡耕地＞防護林＞梯田經(jīng)濟林，平均值分別為36.67mg/kg、32.67mg/kg、32mg/kg、25mg/kg。多重比較分析，坡耕地有效磷含量與其他3種土地利用類型差異顯著，坡耕地與梯田經(jīng)濟林水解氮含量差異顯著。土壤有機質(zhì)含量與砂粒含量顯著負相關，與粉粒和粘粒含量顯著正相關。土壤養(yǎng)分含量隨坡度增加而減少。20°防護林有機質(zhì)含量與相同坡度梯田經(jīng)濟林相比含量多27.44％，與相同坡度坡耕地

7、相比含量多1.73％。這與低坡度條件下，人為耕作強度大，增施有機肥等有關。
　　 4.土壤物理性狀與土壤分形維數(shù)相關性
　　 土壤容重平均值為1.47g/cm3，梯田經(jīng)濟林與防護林土壤容重差異顯著(P＜0.05)，平均含水量均值為5.22％，總孔隙度均值為33.29％，非毛管孔隙度均值為10.33％，毛管孔隙度均值為22.96％。坡耕地與荒草地、防護林土壤總孔隙差異顯著(P＜0.05)。坡耕地、梯田經(jīng)濟林地土壤容重隨坡度