庞泉沟流域土壤粒径分形维数特征

对庞泉沟流域不同海拔人工油松(Pinus tabulaeformis)林、天然油松林、人工华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林、天然华北落叶松林、油松-辽东栎(Quercus wutaishansea)混交林、山杨(Populus davidiana)林、白桦(Betula platyphylla)林、云杉(Picea asperata)-华北落叶松混交林等林种10个典型林分共39份土壤样品的质地、分形维数以及土壤养分进行了研究。结果表明:研究区的土壤质地主要砂质壤土、粉砂壤土、壤质砂土及砂土,其比例分别为46.15%、25.64%、23.08%、5.13%。流域内砂粒、粉粒和黏粒含量平均值分别为62.34%、36.58%、1.08%,粉粒和黏粒变异程度高于砂粒。分形维数介于1.773 3~2.778 9,均值为2.509 0,标准差为0.192 5,土壤质地越粗,土壤粒径分形维数越小。土壤粒径分形维数与土壤砂粒含量呈极显著负相关关系(P0.01),与粉粒含量和黏粒含量均呈极显著正相关关系(P0.01)。流域内不同林分土壤pH值在6.25~8.09,天然林土壤表层有机质、全氮、速效钾含量显著高于人工林,碱解氮含量人工林显著高于天然林,所有林分土壤表层均缺乏有效磷。土壤粒径分形维数与pH呈极显著正相关关系(P0.01),与有机质呈极显著负相关关系(P0.01),与全氮、碱解氮、速效钾呈显著负相关关系(P0.05),与有效磷相关性不显著。分形维数越大,土壤pH越大,土壤肥力越小。因此,土壤粒径分形维数可以作为判断庞泉沟流域土壤质地差异与土壤养分差异的重要指标。     

黄河三角洲地区典型土壤颗粒的分形特征

为了解黄河三角洲地区的生态环境状况,运用分形理论研究了黄河三角洲地区代表性土壤的分形特征,并对分形维数与渗透系数、有机质含量、含水量之间的相关关系进行探讨。结果表明,黄河三角洲地区土壤颗粒具有明显的分形特征,分形维数介于2.425～2.717之间,表现为土壤中粉粒、黏粒含量越高,其分形维数越大;在土壤剖面上,分形维数随土层深度的增加而逐渐增大;回归分析表明,分形维数与粉粒、黏粒含量均呈极显著正相关关系,与沙粒含量呈极显著负相关关系;分形维数可以作为土壤特性的定量化指标,分形维数与渗透系数呈极显著负相关关系,与土壤有机质含量、含水量均呈极显著正相关关系。     

青土湖干涸湖底2种典型固沙植物群落土壤粒径分布分形特征与养分关系研究

以石羊河流域下游青土湖干涸湖底人工梭梭林和白刺灌丛沙包土壤为研究对象,通过分析2种植物群落5种立地条件土壤粒径分布和分形特征及其与土壤养分的关系,揭示了湖底2种典型植物群落土壤粒度的分布特征。结果表明:1）研究区固沙植被0~10 cm土壤颗粒以细砂粒为主,没有粗砂粒,其中白刺灌丛沙包表层极细砂含量、土壤颗粒物分形维数较梭梭林和对照区高。2）土壤颗粒分形维数与各粒级颗粒百分含量的关系差异较大,分形维数与黏粒、极细砂含量呈显著正相关,与细砂、中砂含量呈显著负相关,但是与粉粒含量关系不显著。土壤颗粒分形维数越大,土壤所含的细粒物质越多。3）土壤分形维数D值、黏粒、粉粒含量与有机质（SOM）、全N（TN）呈正相关性,土壤颗粒物的分形维数越大、土壤黏粒、粉粒含量越高,则土壤有机质、全N含量越高。综合分析,固定白刺灌丛表层土壤沙化程度相对较低,其他类型风蚀严重,因此,应积极采取生物措施和工程措施开展生态修复防治风蚀和盐尘暴的发生。     

豫中烟区土壤物理性状与养分特性及其关系

分析了豫中烟区8个主要植烟县的土壤物理性状和养分特性,并对其相关性进行了研究。结果表明,豫中植烟土壤的物理性状较稳定,粒级以粉粒为主,沙粒次之,黏粒含量最低,其中粉粒以粗粉粒细粉粒中粉粒;物理性黏粒含量分布为30%~60%,属于中壤土和重壤土;容重分布范围为1.05~1.17 g·cm~(-3),均适宜烟株根系生长;总孔隙度分布范围39.40%~70.15%,2.28%的偏低,40.57%偏高,其中禹州、郏县和叶县均值偏高。养分特性以pH值中性偏碱,有机质、全氮、碱解氮和氯离子含量适宜,速效磷和速效钾含量最适宜,但是除pH值为弱变异外,有机质、全氮、全磷、全钾和碱解氮为中等变异,速效磷、速效钾和氯离子含量为强变异。相关性分析表明,土壤pH值与粗沙粒、黏粒、容重呈极显著正相关,与细沙粒和粉粒呈极显著负相关;有机质、全氮、全磷、速效钾与黏粒呈极显著正相关,而与沙粒、粉粒呈极显著负相关;全钾、碱解氮与孔隙度呈极显著正相关,与粗沙粒、容重呈极显著负相关;速效磷与粉粒呈显著正相关,与粗沙粒呈极显著负相关;氯离子仅与粒级0.5~0.1 mm呈显著正相关。     

梵净山珍稀植物林下土壤颗粒特征及化学性质

为探索梵净山珍稀植物梵净山冷杉、南方红豆杉和珙桐林下的土壤特征,采用野外调查采样和室内分析方法,对其土壤机械组成、pH、CEC、有机质、N、P、K元素含量进行测定,分析各林下土壤机械组成与土壤化学特性及其关系。结果表明:梵净山冷杉林下土壤颗粒组成为中砂细砂粗粉粒≈粘粒细粉粒中粉粒,为轻壤土;南方红豆杉林下土壤颗粒组成为细砂粒粗粉粒细粉粒≈中粉粒中砂≈粘粒,为重壤土;珙桐林下土壤颗粒组成为细粉粒粘粒≈粗粉粒中粉粒中砂细砂,为重壤土。3种土壤均为酸性反应,全磷和全钾含量较低;梵净山冷杉林下土壤有机质、CEC、碱解氮和全氮含量达极丰富水平,有效磷和速效钾含量为丰富水平;南方红豆杉林下土壤有机质、碱解氮含量为极丰富水平,全氮、有效磷、速效钾、CEC含量为丰富水平;珙桐林下土壤碱解氮含量为极丰富水平,有机质、全氮、有效磷和速效钾含量适宜。梵净山冷杉林下土壤粗粉粒、细粉粒与全钾含量呈显著正相关,物理性粘粒与有效磷含量呈显著负相关;南方红豆杉林下土壤中砂粒与pH值、有效磷含量呈显著正相关,中粉粒、物理性粘粒与pH呈显著负相关,粘粒与碱解氮呈极显著正相关、与pH显著负相关;珙桐林下土壤的中砂粒与速效钾含量呈显著正相关,细砂与全磷含量呈显著正相关,细粉粒与pH呈显著负相关,物理性粘粒与有效磷含量呈显著正相关。3种珍稀植物林下土壤质地不同,养分含量有所差异,梵净山冷杉林质地轻,南方红豆杉、珙桐林质地较为粘重。     

冀西北清水河流域不同白桦林型土壤分形特征

为探明不同白桦林型土壤分形维数与土壤质地及土壤理化性质之间的关系,本研究选取冀西北清水河流域白桦(Betula platyphylla Suk)纯林、华北落叶松(Larix principis-ruppredhtii Mayr)×白桦混交林、山杨(Populus davidiana)×白桦混交林3种典型白桦林型,对林下土壤颗粒组成及养分进行测定,利用分形模型比较其土壤颗粒的分形特征,以及分形维数与土壤理化性质之间的关系。结果表明:(1)土壤分形维数介于2.388～2.563之间,3种白桦林型平均分形维数大小排序为:白桦纯林(2.474)>山杨×白桦混交林(2.453)>华北落叶松×白桦混交林(2.423)。(2)土壤分形维数随土层深度的增加呈增长趋势。(3)3种白桦林型林下土壤均为典型的粉砂壤土,土壤分形维数与粉粒和黏粒分别呈极显著与显著的正相关关系,而与极细砂粒则呈显著的负相关关系。(4)分形维数与土壤pH值呈显著正相关关系,而与有机质、全氮、碱解氮、速效磷含量均为极显著负相关关系。针阔混交林(华北落叶松×白桦混交林)分形维数相比其他2种林型较低,土壤养分含量显著高于其他2种白桦林型。因此,土壤分形维数可以作为判断土壤质地与土壤养分差异的指标。     

温州稻田耕层土壤机械组成与理化性状的相关研究

就温州地区稻田耕层土壤中机械组成与有机质、全氮、阳离子交换量等理化性质的相关关系进行研究.结果表明,耕层土壤有机质含量与全氮含量,粘粒含量与土壤有机质、全氮含量,砂粒含量与土壤有机质含量之间均存在显著相关关系;砂粒含量与速效磷,粘粒、粉粒含量与速效钾,粘粒、粉粒含量与速效磷,砂粒含量与速效钾,粘粒、粉粒含量与阳离子交换量,砂粒含量与阳离子交换量之间均存在极显著相关关系     

民勤白刺灌丛沙堆演替过程中土壤粒径分形特征

通过野外采样与室内分析相结合,研究白刺灌丛沙堆在演替过程中土壤粒度与分形维数特征,分形维数与土壤粒级及土壤理化性质的关系。结果表明:1）民勤不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤均以细砂（46.71%～64.06%）为主;土壤分形维数变化为1.665～2.242,在白刺灌丛沙堆演替过程中分形维数呈现先升高后降低的趋势,衰退阶段达到最大值。2）分形维数与黏粒、粉粒、极细砂呈极显著正相关（P＜0.01）,与中砂呈极显著负相关（P＜0.01）,说明黏粉粒、极细砂含量越多,土壤分形维数越高。3）分形维数与有机质、全氮含量呈极显著正相关（P＜0.01）,与速效磷含量呈显著正相关（P＜0.05）,土壤分形维数可以用来评价土壤的养分状况。研究结果可为荒漠灌丛发挥防风固沙和土壤保育功能的定量化评价提供科学依据。     

赤峰市敖汉旗4种类型土壤机械组成及分形维数的垂直分布特征

为内蒙古赤峰市敖汉旗土壤的综合评价提供定量化标准和理论依据,以该地区4种类型土壤为研究对象分析土壤机械组成的垂直分布特征,并运用分形模型对土壤结构进行分析。结果表明:敖汉旗4种不同类型土壤的机械组成在不同土壤类型、不同土层中均表现为沙粒粉粒黏粒,其中黏粒和粉粒的含量随土层深度的增加而增加,沙粒的含量随土层深度的增加而减少。4种类型土壤分形维数由高到低依次为栗钙土褐土棕壤风沙土,经皮尔逊相关分析得到4种类型土壤中黏粒、粉粒、沙粒对土壤分形维数均具有显著性影响。因此,仅凭某一粒级土壤的含量不能说明土壤结构状况。     

重庆山地血橙园土壤粒径分形特征

为了定量描述重庆山地血橙园土壤粒径分形维数特征,本试验以重庆山地血橙园内血橙-红薯、血橙-花生、血橙-玉米、血橙纯林、血橙-茄子5种模式下的土壤为研究对象,通过野外调查及室内分析试验,测定了不同模式土壤的粒径分布及理化性质,计算了分形维数,探讨了分形维数与土壤粒径分布及理化性质的关系,结果表明:血橙园不同模式下土壤质地可分为砂质粘壤土和壤质粘土两类,分形维数与土壤质地具有很好的一致性;土壤砂粒与分形维数达到显著相关(p0.05),土壤粘粒含量与分形维数达到极显著相关(p0.01),分形维数大小首先决定于粘粒含量、其次为砂粒含量和粉粒含量;分形维数与土壤容质量、毛管孔隙度呈正相关,与土壤pH值呈极显著正相关(p0.01),与非毛管孔隙度、总孔隙度、有机质、全氮、全磷、全钾含量呈负相关.土壤分形维数能客观表征血橙园土壤粒径分布,反映土壤肥力特征.     

民勤不同林龄胡杨根区土壤理化性质及相关性分析

以民勤不同林龄胡杨根区土壤为对象,采集0~200 cm土壤样品,并对土壤的物理性质、养分含量及其相关性进行了分析。结果表明:1）随着胡杨林龄增加,土壤含水量增加,土壤中黏粒含量逐渐增加,粗砂粒含量减少,粉粒、细砂粒差异不明显。2）土壤有机质、全N、电导率变化均表现为成熟林＞中龄林＞幼龄林,且表层（0~20 cm）含量显著高于其他土层,表聚性明显。3个林龄胡杨根区土壤速效P含量、pH差异不显著（P＞0.05）。3）土壤理化性质之间关系密切,土壤含水量与黏粒、粉粒、有机质、全N、速效P、电导率均呈极显著（P<0.01）正相关,与粗砂粒呈极显著（P<0.01）负相关。黏粒、粉粒含量与含水量、有机质、全N、速效P均呈极显著（P<0.01）正相关。研究结果表明,林龄的增加改善了胡杨根区土壤理化性质,为干旱区胡杨的抚育与发展提供理论依据。     

不同林龄刺槐林对冀东铁尾矿客土土壤养分含量的影响

本研究选择唐山迁安马兰庄铁尾矿人工造林的3年生、5年生和12年生的刺槐林为研究对象,以未造林空地为对照,通过测定不同林龄林下土壤pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全磷、全钾、全氮含量,对比分析不同林龄刺槐对尾矿养分含量的影响,评价刺槐林对尾矿养分的改善效果。结果表明:(1)3个林龄地土壤pH差异不显著,均呈现弱酸性,土层越深,酸性越强。(2)不同林龄土壤有机质含量为:12年5年3年对照。(3)土壤全氮含量与有机质含量变化趋势相同,全磷、全钾含量变化为:3年5年12年对照;碱解氮含量变化与全氮含量变化相反,3年5年12年,且与对照相近或小于对照;而速效磷含量是对照空地最大,不同林龄未表现出明显的规律性;速效钾含量与全钾含量变化相同,对照3年5年12年。(4)不同林龄地养分含量普遍具有表聚性,随着土壤深度的增加呈现减少趋势。相关性分析结果表明,土壤深度对pH值、碱解氮和速效钾、有机质含量影响极显著或显著,而林龄仅对土壤全磷和速效磷含量有较显著影响(P0.01),对其他养分含量影响不显著。相比林龄,土壤深度对土壤酸碱性和养分含量的影响作用更大。     

油茶间作不同绿肥的土壤分形及养分损耗特征

为探讨油茶林间作不同绿肥对耕作层土壤颗粒分形特征及养分退化产生的影响,在野外调查与室内分析的基础上,分析了间作不同绿肥下油茶林的土壤颗粒分形维数及其与土壤粒径分布、养分含量的关系。结果表明：（1）该区域土壤粒径分布主要以粘粒（＜0.002 mm）和粉粒（0.002～0.05 mm）为主,土壤分形维数为2.681~2.882,顺序为：CK＜黑麦草＜鼠茅草。（2）研究区土壤体积分形维数与粘粒（<0.002 mm）体积百分含量呈极显著正相关关系（P＜0.01）,与粉粒（0.002～0.05 mm）体积百分含量呈显著正相关（P＜0.05）,与砂砾（0.05～2.00 mm）体积百分含量呈显著负相关关系（P＜0.05）;分形维数与土壤含水量呈显著正相关（P＜0.05）,而与有机质、全氮、水解性氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾及土壤容重的相关性未达到显著水平（P＞0.05）。（3）3月至8月,两种绿肥间作均显著提高了油茶林耕作层土壤的含水量,减少了养分的损耗,其中以鼠茅草改良效果最好。综上,土壤分形维数能够很好地表征土壤质地、粒径组成以及土壤养分状况,为油茶林地复合经营土壤质量评价提供一定的参考。     

不同地区盐渍土土壤颗粒的分形特征

通过野外调查、室内试验、模型分析等方法研究了新疆石河子、新疆阿拉尔、内蒙临河、吉林白城、河北海兴及江苏盐城6个地区表层0～20 cm土壤颗粒分形维数、土壤质地、粒径组成及盐分含量变化特征.结果表明,各地区土壤质地以壤土为主,土壤颗粒分形维数为2.59～2.78,且呈自南向北、自东向西递增趋势;土壤颗粒分形维数与黏粒(<0.002 mm)相对含量呈极显著幂指数关系(y=2.3232x0.0583,r2=0.9819,P<0.01).受海拔、气候条件等因素影响,不同地区土壤颗粒分形维数与沙粒(0.05～2 mm)和粉粒(0.002～0.05 mm)相对含量、平均质量半径、土壤盐分之间相关性不同,但总体拟合决定系数低于0.2.土壤分形维数主要与黏粒相对含量有关,同时受海拔、气候等因素共同影响.     

黑河上游高寒草地土壤粒径及分形研究

采用Mastersizer 2000(激光粒度分析仪)测定黑河上游八宝河流域高寒草地土壤粒径,计算其分形维数,并分析其与粘粒、粉粒和砂粒间关系。结果表明:八宝河流域土壤质地均一,以粉土或粉壤土为主。土壤分形维数在2.556~2.717间变化,变化幅度小。土壤分形维数与砂粒含量呈负相关,与粉粒含量呈正相关,与粘粒含量呈显著对数关系。分形维数小于2.81,说明八宝河流域内植被覆盖良好,未有明显的植被退化。     

海涂围垦区不同土地利用类型土壤颗粒分形特征

土壤颗粒分形特征是表征植被与土壤环境相互作用的重要因子。本研究以江苏沿海条子泥垦区长期撂荒地和水稻田两种土地利用类型为研究样地,探讨了土壤颗粒分形维数及其与土壤粒径分布、土壤理化性质之间的关系。结果表明：海涂围垦区土壤颗粒分形维数在2.16～2.21之间,不同土地利用类型间分形维数存在显著差异,表现为荒地土壤大于稻田土壤,农业垦殖降低了海涂垦区土壤颗粒分形维数。土壤颗粒分形维数与土壤黏粒、细粉砂粒和粗粉砂粒的颗粒含量呈极显著正相关,与极细砂粒、细砂粒和中砂粒的颗粒含量呈极显著负相关。粒径0.05 mm是影响海涂围垦区土壤颗粒分形维数变化的临界粒径。荒地土壤电导率和可溶盐阳离子含量均高于水稻田土壤,水稻种植有利于降低围垦区土壤盐分含量。土壤颗粒分形维数与土壤有机质含量和粒径>0.25 mm水稳性团聚体含量均呈显著正相关关系。土壤颗粒分形维数可以较好地反映土壤理化性质特征及变化过程,可以作为评价海涂围垦区盐渍土发育和演变规律的定量指标之一。     

三峡库区消落带紫色土颗粒分形的空间分异特征

为探讨消落带水位消涨对土壤团粒结构和土壤抗侵蚀能力的影响,选取三峡库区童庄河消落带紫色土,以从未淹没的样地作为对照,应用分形理论研究消落带不同海拔梯度紫色土分形特征以及与土壤营养的相关关系。结果表明:不同海拔梯度的土壤粒径分布中,粉粒含量占主导地位。然而分形维数(D)与黏粒之间具有极显著的的正相关性,这意味着黏粒的变化对分形维数的分异起了决定性的作用。在消落带区域,土壤颗粒的分形维数和黏粒含量是淹没中等持续时间的区域(155~165 m)最大,且与从未淹没的对照样地(175 m以上)之间无显著性的差异;其次是淹没时间较短区域(165~175 m);淹没时间较长区域(145~155 m)最低。相关性分析结果表明,土壤颗粒的分形维数与黏粒含量及其土壤营养之间都具有极显著的正相关性。这些结果意味着消落带淹没持续时间较长区域受淹水扰动相对最强烈,土壤质量退化最严重。     

喀斯特山区土壤颗粒的分布特征及其对可蚀性的影响

采用野外调查与室内试验相结合的方法,分析喀斯特山区有林地、灌木林地、灌丛、荒草地、退耕地和耕地等6种土地利用类型的土壤颗粒组成,探究不同土地利用类型土壤颗粒分布、分形及可蚀性差异,并阐明土壤粒径分布特征与土壤可蚀性的关系。结果表明：6种土地利用类型土壤粒径分布均表现为粉粒、黏粒、砂粒质量分数依次减少,灌木林地和灌丛砂粒质量分数显著高于退耕地和耕地的,退耕地黏粒质量分数显著高于灌木林地、灌丛及荒草地的;6种土地利用类型土壤分形维数为2.822～2.873,灌木林地、灌丛、荒草地、有林地、耕地、退耕地的土壤可蚀性大小依次降低;土壤分形维数与土壤砂粒和粉粒质量分数呈显著负相关,与黏粒质量分数呈显著正相关;土壤可蚀性与土壤砂粒和粉粒质量分数呈显著正相关,与土壤黏粒质量分数呈显著负相关;通过土壤颗粒分形维数与黏粒质量分数的关系模型所得的土壤分形维数拟合值与实测值间的相对误差最大为0.11%,最小为0.03%,说明该模型有较高程度的可靠性和准确性,可用来代替实测法计算土壤颗粒分形维数。在喀斯特山区的灌木林地和灌丛土壤最易受到侵蚀,应加强对其的防治,尤其是在坡度较大区域。     

毛乌素沙地不同植被类型的土壤颗粒分形与土壤碳氮变化特征

为了探讨不同植被类型的土壤碳氮特征,测定了毛乌素沙地不同植被群落土壤0~10、10~20和20~60 cm土层土壤有机质、全氮及土壤颗粒组成的动态变化,并分析了土壤颗粒组成中沙粒、极细沙和黏粉粒质量分数变化与土壤有机质和全氮质量分数间的关系。结果表明,固沙植被的建植显著提高土壤有机质和全氮质量分数,而不同植被类型对土壤有机质和全氮质量分数的影响差异主要发生在土壤表层(0~10 cm),深层差异不显著。而同一植被类型土壤有机质和全氮质量分数随土层加深呈下降趋势,表现出垂直方向的变异。其中樟子松样地对表层土壤有机质和全氮质量分数含量影响最大,具有明显表聚性,随土层加深土壤有机质和全氮质量分数含量下降最为显著,而沙柳+油蒿+杨柴样地和沙地柏+油蒿样地土壤有机质、全氮质量分数随土层加深无显著变化。固沙植被的建植显著提高土壤黏粉粒(0.05 mm)和极细沙(0.05~0.10 mm)质量分数,而显著降低了沙粒质量分数(0.1~1.0 mm),不同植被类型样地各层土壤极细沙和黏粉粒质量分数由大到小依次为樟子松样地、沙地柏油蒿样地、沙柳油蒿杨柴样地,而沙粒质量分数与之相反。同一植被类型样地,随土层加深沙粒平均质量分数均呈增加趋势,极细沙和黏粉粒质量分数则呈降低趋势。土壤颗粒组成与土壤有机质、全氮质量分数间相关性表明,土壤中黏粉粒和极细沙粒质量分数分别与土壤有机质和全氮质量分数呈显著正相关,而沙粒质量分数却与土壤有机质和全氮质量分数呈显著负相关(p0.01)。     

阴山北麓不同土地利用类型表土颗粒分形特征

研究了阴山北麓5个典型样地的表层土壤颗粒分形维数与土壤机械组成、土地利用类型、采样深度以及土壤化学性状之间的关系。结果表明：决定土壤颗粒分形维数大小的主要是粉沙和极细沙的百分含量,其次是粗沙、极粗沙和砾石的百分含量,细沙和中沙的百分含量对土壤分形维数影响程度相对较小。粉沙百分含量与土壤颗粒分形维数拟合的方程D=0．1821nx＋2．0683可预测研究区域的土壤颗粒分形维数。5种不同利用类型的土地土壤颗粒分形维数随采样深度的变化而变化,总体趋势都是随着采样深度加深而分形维数减小。表层（0～10cm）土壤颗粒分形维数大小依次为：弃耕地2〉未封育草地〉封育草地〉弃耕地1〉耕地。5种不同利用类型的土地中,土壤颗粒分形维数与pH、全盐量均表现为不显著相关,与有机质含量只有封育草地上表现为极显著相关,与全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷和速效钾含量的关系比较复杂,这主要是受耕作、施肥和放牧等人为干扰所造成。