岷江上游杂谷脑河流域典型耕作区土壤颗粒分维特征

【目的】对土壤颗粒分维特征定量化研究,为改良耕作区土壤结构和提高农业生产潜力提供基础数据支撑。【方法】选取岷江上游杂谷脑河流域3个典型耕作区,运用分形模型,研究该区域典型农耕区土壤颗粒分形维数特征。【结果】研究表明:土壤颗粒分形维数在2. 6279～2. 8705,不同土壤质地分形维数存在显著差异:粉壤土壤土砂壤土,表明土壤颗粒分形维数可以表征土壤质地差异;不同土地利用方式下分形维数的分布特征:退耕还林经果林原始林,土壤分形维数随土地利用类型的不同而发生规律性的变化;同一流域下不同土地利用类型的土壤颗粒分形维数与土壤深度成正比,不同深度土壤之间变化幅度较小且随深度增加逐渐稳定;土壤颗粒分形维数与黏粒(R2=0. 8125)和粉粒(R2=0. 7556)呈正相关,与砂粒(R2=0. 8932)呈负相关,表明土壤颗粒分形维数可表征土壤颗粒组成。【结论】土壤颗粒分形维数指标是表征土壤质地物理结构状况的重要参数。     

黄土高原石灰性耕层土壤分形特征

以24个黄土高原石灰性耕层土壤样品数据为基础,运用分形模型研究了黄土高原石灰性耕层土壤颗粒的分形维数,探讨了利用土壤颗粒粒径分布的分形维数来定量表征黄土高原石灰性耕层土壤的特征。结果表明,24个黄土高原石灰性耕层土壤颗粒的分形维数D为2.5936～27094,分形维数表现为干润砂质新成土〉黄土正常新成土〉简育干润均腐土〉土垫旱耕人为土;土壤颗粒分形维数与〈0.001mm颗粒的含量呈显著正相关,土壤颗粒分形维数与土壤有机碳含量、全氮含量和碳/氮比相关性不显著;土壤有机碳含量与全氮含量呈显著正相关。     

浙江省水耕人为土的主要类型及分布规律

土壤定量化分类是国内外土壤分类的发展趋势。本文应用中国土壤系统分类的方法研究浙江省水耕人为土的分类、分布及其与成土环境的关系。结果表明,全省水耕人为土可分为潜育水耕人为土、铁渗水耕人为土、铁聚水耕人为土和简育水耕人为土等4个土类,包括铁聚潜育水耕人为土、普通潜育水耕人为土、底潜铁渗水耕人为土、普通铁渗水耕人为土、底潜铁聚水耕人为土、漂白铁聚水耕人为土、普通铁聚水耕人为土、弱盐简育水耕人为土、漂白简育水耕人为土和普通简育水耕人为土等10个亚类。出现的诊断层有"水耕表层""铁渗淋亚层""(铁聚)水耕氧化还原层""漂白层",鉴出的诊断特性有"潜育特征""盐积现象"。地形条件是影响水耕人为土土类分异的主要因素。浙江省水耕人为土主要属于铁聚水耕人为土和简育水耕人为土。     

胡杨、梭梭“肥岛”土壤颗粒分形特征

研究了胡杨和梭梭"肥岛"土壤颗粒分形维数在空间上的变化特征,以及分形维数与土壤性状的关系.结果表明,胡杨"肥岛"颗粒分形维数冠幅内略小于冠幅外,表明胡杨冠幅内土壤质地比冠幅外土壤质地略粗;梭梭"肥岛"颗粒分形维数冠幅内大于冠幅外,表明梭梭冠幅内土壤质地比冠幅外土壤质地细.胡杨和梭梭"肥岛"土壤颗粒大小分形维数与砂粒(＞2.00 mm)含量呈显著的线性负相关,而与粉粒(2.00～0.05 mm)、粘粒(<0.05 mm)含量呈极显著的线性正相关(P＜0.01).土壤颗粒分形维数可作为评价荒漠灌木"肥岛"土壤的定量指标之一,但分形维数与有机质和总盐没有显著的线性关系.     

湘东板页岩发育水耕人为土的土系分类初探

选取湘东地区6个板页岩发育的典型水耕人为土剖面,通过调查当地成土环境,描述土壤剖面形态和室内分析理化性质,按中国土壤系统分类方案,探索类似母质/母土条件下水耕人为土的基层分类指标和建立土系。在水耕人为土亚纲下,划分出铁聚和简育水耕人为土2个土类,普通铁聚水耕人为土和普通简育水耕人为土2个亚类,进一步划分出4个土族和6个土系(五峰系、黄田系、洪鸟系、拗才系、晋坪系和城望系)。同一地区类似母质发育的水耕人为土,系统分类的定量化指标(颗粒大小级别和质地层次差异)比发生分类的定性判定具有更强的划分能力,能更有效的反映基层土壤类型的生产性能,对当地农作物生产和土壤改良更具有指导意义。     

丘陵区土壤颗粒的分形维数及其应用

通过对四川省宜宾地区 2 3个耕层土样的颗粒组成分析 ,分别应用AR法和杨培岭法计算了不同质地的颗粒的分形维数 ,其结果是砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土和粘土分形维数的平均值依次递增。回归相关分析表明土粒分形维数与粒径 0 0 5～ 1 0 0mm颗粒含量关系显著负相关 ,与 0 0 1～ 0 0 5mm和 0 0 0 5～ 0 0 1mm颗粒含量关系不显著 ,与 0 0 0 1～ 0 0 0 5mm和小于 0 0 0 1mm颗粒 (粘粒 )含量呈极显著正相关 ;它们与有机质呈显著正相关 ,与土壤容重呈极显著负相关。分形维数可作为土壤质地的综合性的定量化指标     

湖南长沙地区第四纪红土发育的水稻土在中国土壤系统分类中的归属

为研究湖南省长沙市第四纪红土发育的水稻土在中国土壤系统分类中的归属,选取该市5个由第四纪红土发育的典型水稻土剖面,通过采样点成土环境调查、土壤剖面形态描述以及供试土壤理化性质分析,参照《中国土壤系统分类(修订方案)》,检索出供试土壤的诊断层与诊断特性,并确定其在中国土壤系统分类中的位置。结果表明,在水耕人为土亚纲下,划分出铁聚水耕人为土和简育水耕人为土等2个土类,普通铁聚水耕人为土和普通简育水耕人为土2个亚类,进一步划分出黏壤质混合型非酸性热性-普通简育水耕人为土、沙质混合型非酸性热性-普通简育水耕人为土、黏壤质混合型非酸性热性-普通铁聚水耕人为土等3个土族,构建金鼎山系、凌茯系、罗巷新系、白玉系、马战系等5个土系。以上分类结果说明,系统分类的颗粒大小级别和质地层次差异等定量化指标判定与发生分类的定性判定相比具有更强的区分能力,能更有效地反映基层土壤类型的生产性能,对当地农作物生产和土壤改良更具有指导意义。     

湘东花岗岩发育水稻土在中国土壤系统分类中的归属

选取湘东7个起源花岗岩风化物的水稻土样点,按中国土壤系统分类指标体系,野外系统调查成土环境、描述土壤剖面形态,室内分析理化性质,研究其在中国土壤系统分类中的归属,评述土系的生产性能。结果表明,在水耕人为土亚纲下,划分出铁聚和潜育水耕人为土2个土类,普通铁聚水耕人为土和普通潜育水耕人为土2个亚类,进一步划分出6个土族和7个土系(车溪系、刘家场系、双家冲系、红阳系、柏树系、湾头系和福安系)。对于同一地区类似母土/母质发育的水耕人为土而言,基于系统分类的定量化指标(颗粒大小和质地层次)比基于发生分类的定性判定具有更强的划分能力。     

湘东第四纪红土发育水稻土在中国土壤系统分类中的归属

为探寻湘东第四纪红土发育水稻土在中国土壤系统分类中的归属,选取当地5个第四纪红土发育的典型水稻土剖面样点,野外调查成土条件、描述土壤剖面特征,并于室内分析土壤理化性状。根据中国土壤系统分类的指标体系鉴定诊断层和诊断特性,确定其在中国土壤系统分类中的归属:在水耕人为土亚纲下,划分出铁聚水耕人为土和简育水耕人为土2个土类,普通铁聚水耕人为土和普通简育水耕人为土2个亚类,并进一步划分出2个土族和5个土系(新中系、枫树桥系、袁家系、许胜系、八家湾系),且与土壤发生分类进行参比。结果表明,类似物质起源的土壤,在基层分类单元上,系统分类比发生分类具有更强的分类能力,可有效指导当地生产实践。     

湘东两类母质发育水田土壤的发生特性及其系统分类

为明确湘东地区紫色岩风化物和河湖沉积物母质发育的6个典型水田土壤在中国土壤系统分类中的归属,对其成土环境条件、土壤剖面理化性质,以及土壤发生学特性进行研究,依据《中国土壤系统分类检索(第三版)》鉴定其诊断层和诊断特性,确定其在中国土壤系统分类中的归属。结果表明,供试的2类母质发育的水田土壤,pH值均随剖面深度的加深而升高,有机质含量随剖面深度的增加而降低,全铁含量表层土壤低于犁底层和水耕氧化还原层。紫色岩风化物发育的土壤较河湖沉积物发育的土壤颜色更红,水耕表层土壤铁的活化度高于下层土壤,晶胶率低于下层土壤,土壤颗粒组成在剖面层次间变化不明显。鉴定出的诊断层主要有水耕表层、水耕氧化还原层,诊断特性主要有人为滞水土壤水分状况、潜育特征、氧化还原特征。6个水田土壤均属于人为土土纲水耕人为土亚纲,进一步划分出潜育水耕人为土、铁聚水耕人为土、简育水耕人为土3个土类和普通潜育水耕人为土、普通铁聚水耕人为土、普通简育水耕人为土3个亚类,最后划分出5个土族和6个土系。     

表层风蚀土壤粒径分布的分形特征研究

本文通过对内蒙古四子王旗耕地、普通草地和围封草地地表土壤颗粒的机械组成进行分析,利用分形模型,计算了土壤粒径分布的分形维数,并探讨了风蚀土壤的分形维数与土壤粒度组成和土壤有机质含量的关系,分析了土壤在风力侵蚀过程中的分形特征,同时讨论了利用分形维数来代替土壤粒度组成表征土壤风蚀程度的可能性。表明分形维数可为风蚀土壤结构及其质地状况的评价提供1个新的定量化指标。     

豫东平原盐碱地土壤颗粒分形特征

运用土壤颗粒分形维数模型,以河南大学明伦校区土壤为供试材料,分析了豫东平原盐碱地土壤颗粒的分形维数及其与土壤盐度、肥力指标的关系。结果表明:土壤颗粒分形维数介于2.556 2~2.796 3,平均值为2.714 4,土壤细颗粒物质越多,土壤颗粒分形维数越高;土壤盐度与土壤颗粒分形维数呈显著正相关;土壤颗粒分形维数与土壤阳离子交换量(CEC)呈显著正相关,与土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾则均呈负相关。结合盐碱土的土壤性状,土壤颗粒分形维数可用作分析、评价盐碱土壤退化的定量指标之一。     

晋西黄土区不同林地土壤团聚体分形维数特征与土壤养分相关关系

以山西吉县退耕还林工程中的刺槐林地、油松林地、山茱萸林地、次生林地为研究对象,以撂荒地、农地为对 照,采用Microtrace S3500 激光粒度仪对各地类0 ~ 10 cm、10 ~ 20 cm、20 ~ 30 cm 土层的团聚体粒径进行测定和分 级,利用分形几何学方法对土壤团聚体的分形特征进行分析,并测定了各地类土壤有机质、全N、全K 的含量,以探 讨土壤团聚体分形维数与土壤养分的关系。结果表明:各地类土壤团聚体分形维数在2.22 ~ 2.60 之间,平均值为 2.44;油松林地和刺槐林地土壤团聚体分形维数随土层深度增加有递增趋势,农地和次生林地土壤团聚体分形维 数随土层深度的变化不明显,而山茱萸林地土壤团聚体分形维数随土层深度的增加有递减趋势;土壤团聚体分形 维数与10 ~50m 的团聚体体积分数呈极显著正相关关系,与土壤团聚体粒径呈负相关关系;撂荒地土壤中有机 质、全P、全K 含量较低,肥力和质地最差,山茱萸林地土壤肥力和质地状态最佳,表明退耕林对土壤的改良效果 显著。      

陕西4种土壤粒径分布的分形特征研究

采用分形模型 ,研究了陕西 4种不同质地的土壤粒径的重量分布。结果表明 ,土壤结构具有明显的分形特征 ,其粒径分布分形维数为 0～ 3。分形维数与土壤中粘粒含量呈明显的线性相关 ,表现为粘粒含量越高的土壤 ,其分形维数也越高。分形维数不仅受粘粒含量的支配 ,还与土壤质地的均一程度有关 ,土壤质地均匀指数 Iu与分形维数也表现出一定的相关性 ,但相关性较弱。     

黄土高原油松人工林地土壤颗粒的分形特征

为了全面了解人工林地的生态环境状况,采用分形理论,研究了黄土高原油松人工林地不同深度土壤颗粒的分形特征。结果表明,在油松人工林凋落物和根系等的作用下,人工林能够提高林地土壤的团聚能力,降低土壤的分形维数;不同深度油松人工林地的土壤颗粒分形维数在土壤剖面趋于均一,而且小于同种质地的其他土壤;土壤颗粒分形维数可以反映森林土壤粒径分布的变化,因而可作为评价森林土壤生态特征的指标。     

Fractal Characteristics of Stagnic Anthrosols and the Relationship with Soil Micro-Structure

The Stagnic Anthrosols developed from quaternary yellow sedimentary parent material occupied an important position in Southwest China. Fractal dimensions of particle size and micro-aggregate size distributions of Stagnie Anthrosols and their relationship to soil micro-structure had been probed. Results showed that the soil particle size distributions were dominated by clay, the fractal dimensions of particle size distributions （Ds） were high and between 2.676-2.925, as the fractal dimensions of micro-aggregate size distributions （Da） were between 2.354-2.853. The fractal dimensions of particlesize distributions were preferably related with the ratio of coarse particles and fine particles （c/f20 ,m） and the micromorphological feature of skeleton grains. The evolution degree of micro-structure among horizons were reflected by the coefficient of variation of Ds within the profile. The fractal dimensions of micro-aggregate size distributions were related with the quantities, distributions of micro-aggregates and micro-pores. Results revealed that the soil micro-structures could be quantified by fractal dimensions preliminarily.     

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。     

上海市浦东公路绿地土壤肥力质量评价

采集了上海市浦东新区主要公路绿地0～30 cm及>30 cm土壤,测定分析了土壤质地、容重、通气孔隙度、阳离子交换量(CEC)、pH、电导率(EC)、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾等理化性质。结果表明:上海市公路绿地土壤以粉砂质粘壤土和粉砂壤土为主;土壤容重大,通气性差;土壤pH高,属于碱性或强碱性土壤;有机质、阳离子交换量较低,土壤EC值大小适中;速效养分中,碱解氮和有效磷含量属中等偏下水平,速效钾含量较高。根据上海市浦东新区公路绿地土壤质量状况,提出了加强上海市公路绿地土壤科学管理的措施和建议。