青花椒种植对土壤颗粒组成及分形维数的影响

【目的】为青花椒林土壤管理及退耕还林中经济林树种选择提供参考。【方法】以农耕地退耕形成的弃耕地和青花椒林为研究对象,研究不同退耕方式(青花椒地、弃耕地)以及青花椒种植年限(2、5、9、14 a)对土壤颗粒组成、分形维数(D)、理化性质和微生物数量的影响,探讨了分形维数与土壤肥力之间的关系。【结果】青花椒林和弃耕地土壤中粉粒(0.02~0.002 mm)和黏粒(0.002 mm)含量、0.02 mm与0.02 mm粒级含量的比值(RPC)、分形维数、孔隙度、持水量、养分含量(弃耕地有效磷和速效钾除外)和微生物数量均高于对照农耕地;随着青花椒种植年限的延长,以上各指标均增加,且相同年限的青花椒林高于弃耕地。土壤颗粒分形维数和0.02 mm与0.02 mm粒级含量的比值与土壤物理性质、养分含量和微生物数量显著相关(P0.05)。【结论】坡地退耕种植青花椒对提高小粒级土壤颗粒含量和改善土壤肥力状况的效果优于弃耕地;土壤颗粒分形维数和0.02 mm与0.02 mm粒级含量的比值均可表征坡地退耕后土壤肥力的变化状况。     

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。     

黄土残塬沟壑区不同人工林土壤团粒分形维数与基本特性的关系

【目的】研究土壤团粒分形维数及其与团粒基本特征之间的关系,为防止土壤退化及减少土壤侵蚀提供理论指导。【方法】在黄土残塬沟壑区,利用分形理论对刺槐纯林、油松纯林、侧柏纯林3种纯林和油松×刺槐、油松×侧柏、油松×狼牙刺3种混交林林地及天然草地土壤表层团粒的分形特征进行了分析。【结果】刺槐纯林土壤团粒分形维数最小;0~10 cm土层土壤分形维数为2.252 5~2.757,与>5 mm和0.5~2 mm两粒级土壤团粒含量呈极显著相关,与其他粒级土壤团粒含量相关性不显著;10~20 cm土壤团粒分形维数为2.5294~2.7017,与>5 mm粒级团粒含量呈显著性负相关,与其他粒级土壤团粒含量相关性不显著。【结论】土壤团粒分形维数与粒径>0.25mm土壤水稳性团粒总量、稳定性系数、重量平均粒径、几何平均粒径均呈负相关。     

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.     

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。     

临汾盆地褐土剖面磁化率与粒度垂直变化特征及相关性研究

[目的]研究临汾盆地褐土剖面磁化率与粒度垂直变化特征及相关性。[方法]在临汾市尧都区农田取120 cm深的土壤剖面,每5 cm连续采样,对所取的24个土样进行磁化率和粒度的分析。[结果]磁化率随土壤深度增加而递减,〉50μm粒级含量随着土壤深度的增加而递减,10～50、1～10、〈1μm粒级含量随着土壤深度的增加而递增。地表以下0～30 cm为砂土,30～120 cm为粉土。磁化率与1～10、〈1μm粒级含量均呈极显著负相关,与〉50μm粒级含量呈极显著正相关,与10～50μm粒级含量不相关。频率依赖系数XFD1.0与〉50μm粒级含量呈负相关,与10～50、1～10、〈1μm的粒级含量呈正相关;XFD0.1与10～50μm粒级含量呈极显著负相关,与〉50μm粒级含量呈显著负相关。[结论]磁性颗粒主要赋存于粗颗粒物质中;磁化率及粒度对沉积环境和古气候的变化有一定的响应。     

关中西部黄土塬典型农耕地的粒度与磁性研究——以陕西长武地区为例

对陕西长武XCMD剖面进行了粒度和磁化率测量、分析,发现:(1)在整个剖面中,土壤质地都属于粉土。(2)磁化率与粒级<1μm的颗粒含量相关性不明显;与1～10μm粒级颗粒含量呈明显的正相关,与10～50μm及>50μm粒级颗粒含量呈负相关关系。(3)1～10μm粒级颗粒含量在一定程度上可以反映夏季风的强弱,而10～50μm及>50μm粒级颗粒含量可以在一定程度上可以反映冬季风的强弱。     

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     

长期施用不同有机肥对土壤各粒级复合体中C、N、P含量与分配的影响

 通过田间试验研究了长期定位施用不同有机肥种类对土壤各粒级复合体组成及其中C、N、P含量与分配的影响。结果表明 ,经过 1 4年 2 9茬连续施肥 ,土壤的复合体组成较对照发生了改变 ,0～ 2 μm粒级的含量减少 ,2～ 1 0 μm粒径颗粒所占的比重增加 ,其它粒级变化较小。不同粒级复合体中有机碳、全氮及全磷含量的高低顺序为 :<2μm>2～ 1 0μm>50～ 1 0 0μm >1 0～50 μm,尽管 1 0～ 50 μm粒级有机碳、全氮与全磷的含量都最低 ,但因该粒级占土壤固相的比重最多 ,因此该粒级中 C、N、P对土壤肥力的贡献较大。长期连续施肥后土壤及不同粒级中 C、N、P的含量都增加 ,但不同元素在不同粒级中的增幅因肥料种类而异。从分配系数上看 ,长期施入土壤的N、P肥主要进入 2～ 1 0 μm粒级的颗粒中 ,说明该粒级对土壤养分的循环、转化和保存起重要作用     

土地利用变化对土壤团聚体有机碳的影响

[目的]探讨土地利用变化对土壤团聚体有机碳的影响。[方法]利用团聚体分组方法,选择红树林湿地和农田（由湿地开垦为农田）为研究对象,分析湿地转变为农田后土壤团聚体有机碳的变化规律。[结果]土壤团聚体主要分布在2000～250μm粒级中。质量分数为76．52％。土壤有机碳含量在团聚体中分配呈现了在2000—250μm粒级中最大,50～250μm次之,〈50μm团聚体最小的规律。土地利用变化对土壤团聚体有机碳具有明显的影响,对2000～250μm粒级团聚体的影响最为显著,50～250μm次之。土壤有机碳含量与2000～250μm和〈50μm团聚体有机碳含量达到了极显著水平,但同50～250μm粒级有机碳含量并无明显相关。[结论]湿地开垦为农田后导致土壤团聚体碳库发生了显著变化,其中2000～250μm粒级有机碳对土地利用变化的响应更为敏感。     

东北黑土无机颗粒和有机无机复合体的分形特征

利用颗粒分形理论对东北黑土土壤无机颗粒和有机无机复合体的分形维数进行计算,并分析其分布特征以及与土壤肥力的关系.结果表明:东北黑土无机颗粒分形维数主要分布在2.80～2.90,与各粒级均呈极显著相关.有机无机复合体的分形维数主要分布在2.66～2.93,与黏、粉粒级有机无机复合体分别呈极显著正相关和负相关.无机颗粒和有机无机复合体的分形维数间的回归方程y=88.18x-60.73x2 +10.57x3,表明无机颗粒复合有机质可降低土壤的分形维数,但受低温的影响,也可能使土壤复合度降低,进而增加土壤的分形维数.土壤颗粒的分形维数与肥力的相关分析证实无机颗粒复合有机质后,可增强土壤养分的保蓄能力,并在养分释放过程中起到缓释作用.     

土壤分散性与分形维数对坡耕地转变为藤椒林地的响应

为了解坡耕地转变为藤椒林地后土壤分散性、分形维数和肥力特征,探讨土壤分形维数与肥力的相互关系,为坡地退耕种植藤椒和土壤管理提供参考,以川东丘陵区坡耕地退耕后种植形成的3 a(TJ-3)和5 a(TJ-5)藤椒林及对照农耕地(CK)为对象,采集0~20 cm土层样品,测定土壤微团聚体组成、颗粒组成、养分含量、酶活性和微生物数量,运用隶属函数法综合评价藤椒种植对土壤分散性和肥力的影响。结果表明:坡耕地转变为藤椒林地后,土壤微团聚体组成中2~0.02 mm粒级颗粒含量增加,<0.02 mm粒级颗粒含量降低。土壤结构性颗粒指数、团聚状况、团聚度、物理稳定性指数,有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量,细菌、真菌、放线菌和总微生物数量,蔗糖酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性,颗粒分形维数和肥力综合值均随种植年限延长而增加;相反,土壤分散率、侵蚀系数、分散性综合值和微团聚体分形维数随种植年限延长而降低。土壤分散性综合值和微团聚体分形维数与土壤养分含量、微生物数量和酶活性及土壤肥力综合值均呈显著相关性(P<0.05)。说明种植藤椒促进土壤较小粒级的微团聚体向较大粒级微团聚体聚合,改善土壤微团聚体组成,增加土壤结构稳定性。土壤分散性综合值和微团聚体分形维数可以作为坡地退耕后土壤肥力变化的综合性评价指标。     

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。     

辽宁省古红土颗粒分形特征研究

[目的]为了使用颗粒大小分形维数定量化描述土壤的物理风化程度。[方法]以分布于辽宁省的古红土为研究对象,利用杨培岭等确定的土壤颗粒大小分形维数计算方法计算古红土的颗粒大小分形维数,并分析维数与土壤各粒级含量、母质、质地、砂粉黏比、粉黏比的关系。[结果]结果表明:辽宁省古红土的颗粒大小分形维数介于2.6255～2.8640,随土壤黏粒含量的增加而变大。[结论]分形维数的大小能反映成土母质风化的难易,不能简单用以定量描述土壤的质地特性,但可以用以代替土壤的砂粉黏比定量描述土壤的风化程度。     

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。     

天津海泥吹填土颗粒组成的分析研究

海泥吹填土是一种特殊的淤泥质沉积物,颗粒组成(PSD)是其基本属性之一,也是其改良利用的重要理论基础。本文利用激光法和比重计法确定了天津海泥吹填土的颗粒组成及质地类型,并计算了土壤质量分形维数(Dm),探索了Dm与土壤质地之间的关系。研究结果表明:天津海泥吹填土的砂粒含量极少,仅占总质量的10%左右,粉粒含量最多,占总质量的50~60%,粘粒含量次之,占总质量的35%左右,属于不良级配土;其质地类型大多为粉质粘壤土,个别是粘壤土和粉质粘土;分形维数介于2.893~2.898之间,总体偏高。     

不同坡长扰动土壤微团聚体及颗粒组成的分形特征

为研究径流小区紫色土在不同坡长下人为扰动地表后土壤微团聚体及颗粒组成的分形特征,通过野外采样与室内分析相结合的方法,研究了在20、40和60m坡长下扰动地表与自然坡长下土壤微团聚体及颗粒组成的分形特征及其与土壤理化性质的关系。结果表明:土壤颗粒组成中的优势粒级是0.250~0.050 mm,含量在33.21%~22.55%。土壤微团聚体中的优势粒级是0.250~0.050mm,次级优势粒级是0.050~0.010mm。扰动地表下的土壤分形维数小于自然坡长下的分形维数,坡长越长分形维数越高。坡长越长土壤养分含量越高,即:604020m,3种坡长扰动地表处理下的土壤养分均小于自然坡长下的土壤养分。土壤分形维数同土壤容重呈极显著正相关(P0.01),同土壤全量养分呈极显著相关(P0.01),扰动地表下的土壤分形维数同土壤孔隙度呈显著或极显著相关(P0.01或P0.05)。土壤微团聚体机及颗粒组成的分形维数能较好地反映紫色土区土壤的理化性状,更加直观的体现人为扰动地表后土壤理化性质及土壤性状的变化,为紫色土区土壤质量评价和农业评价提供科学依据。     

不同丹参种植区土壤水稳性团粒分形维数与基本特性的关系

[目的]研究土壤水稳性团粒分形维数及其与团粒基本特征之间的关系,为防止土壤退化、减少土壤侵蚀提供理论指导。[方法]利用分形理论对山东、河南和四川等丹参主要种植区根际、根间和空白土壤水稳性团粒的分形特征进行分析。[结果]河南栾川土壤根际、根间土壤水稳性团粒分形维数最小,四川集凤空白土壤水稳性团粒分形维数最小,河南栾川次之;根际土壤水稳性团粒的分形维数为2.569 0～2.937 7,根际土壤分形维数与<0.25 mm粒级团粒含量呈0.01水平显著正相关;根间土壤团粒的分形维数为2.694 0～2.942 8,根间土土壤团粒分形维数与1.00～0.50、<0.25 mm粒级团粒含量呈0.01水平显著相关;空白土壤团粒的分形维数为2.709 6～2.965 1,空白土壤分形维数与<0.25 mm粒级团粒含量呈0.01水平显著正相关。[结论]土壤水稳性团粒分形维数与粒径>0.25 mm土壤水稳性团粒总量、稳定性系数呈负相关。     

西南地区水耕人为土分形特征及与土壤属性的关系

通过分析水耕人为土颗粒分形维数与土壤质地、耕性、土壤有机质、全N、P、K、pH、CEC等的关系,探讨利用土壤颗粒分形维数作为水耕人为土分类指标的可能性.结果表明:西南地区26个水耕人为土的土壤颗粒分形维数介于2.6175～2.9109之间,平均值为2.8199,土壤颗粒分形维数可作为土壤质地与土壤表面积的综合性定量化指标.适宜耕作的10个土种(2号除外)分形维数介于2.7018 ～2.8116,不适宜耕作的16个土种(23号除外)分形维数介于2.8353 ～2.9109之间.土壤分形维数可表征水耕人为土的质地、成土母质、肥力特征、耕性等,土壤颗粒分形维数可作为水耕人为土分类,尤其是基层分类的一个重要指标.     

渝贵交界地区低中山土壤颗粒分形特征研究——以贵州遵义习水县寨坝镇为例

以在贵州省遵义市习水县寨坝镇采集的42个土壤样品为例,运用分形维数模型分析渝贵地区低中山的土壤分形维数(D)特征及其与土地利用方式、海拔高度、土壤性质的关系,结果表明:研究区的D值介于2.565~2.856之间,均值为2.699,总体变异性较弱,土壤质地为中壤土、重壤土,重壤土D值大于中壤土.土壤分形维数主要由粘粒含量决定(R=0.963),其次与粉粒含量呈显著负相关(R=-0.537),与砂粒含量相关性不明显(R=0.157).不同土地利用类型的D值从大到小依次为草地、旱地、林地、水田.D值和土壤性质中TP质量分数呈显著的正相关关系,但与土壤的其他性质相关性不显著.