淮河流域3個(gè)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(yùn)用單分形和多重分形原理，分析了淮河流域3個(gè)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(jì)算了單一分形維數(shù)和多重分形參數(shù)，并進(jìn)行了土壤顆粒組成和土壤化學(xué)性質(zhì)（包括有機(jī)質(zhì)、pH值、全氮、水解氮、全磷、有效磷、速效鉀）的測(cè)定，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)和質(zhì)量進(jìn)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(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)而探討不同土地利用方式對(duì)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(xué)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(duì)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(hù)林地（灌木林除外）最高，經(jīng)濟(jì)林地和農(nóng)田次之。由多重分形計(jì)算結(jié)果可知，防護(hù)林地廣義維數(shù)譜D(q)值

3、和奇異譜α(q)值在整個(gè)q區(qū)間上變化最明顯，多重分形譜f[α(q)]的不對(duì)稱程度也最大，表明防護(hù)林地對(duì)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(duì)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(hù)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(gè)q區(qū)間上變化最明顯，多重分形譜f[α(q)]的不對(duì)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(duì)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(hù)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(gè)q區(qū)間上變化最明顯，多重分形譜f[α(q)]的不對(duì)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(duì)稱系數(shù)R和f[α(1)]/f[α(0)]）表現(xiàn)為防護(hù)林地（楊樹林、麻櫟林、側(cè)柏林和刺槐林）的較高，經(jīng)濟(jì)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(hù)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(jì)林地（雜果林和柿林）的較低，防護(hù)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(gè)q區(qū)間上變化最明顯，多重分形譜f[α(q)]的不對(duì)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(duì)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(duì)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(hù)林地通過增加土壤粘粒和粉粒等細(xì)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(qiáng)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(xué)指標(biāo)相關(guān)性分析可知：土壤有機(jī)質(zhì)作為土壤質(zhì)量的最佳指標(biāo)之一，與土壤體積分形維數(shù)D和多重分形參數(shù)（△