江子河小流域不同植被类型土壤粒径的多重分形特征

于东明，胡小兰，张光灿†，刘霞，姚孝友，胡续礼

(1.山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室，山东农业大学林学院水土保持系，271018，山东泰安;2.水利部淮河水利委员会水土保持处，233001，安徽蚌埠)

江子河小流域不同植被类型土壤粒径的多重分形特征

于东明1，胡小兰1，张光灿1†，刘霞1，姚孝友2，胡续礼2

(1.山东省土壤侵蚀与生态修复重点实验室，山东农业大学林学院水土保持系，271018，山东泰安;2.水利部淮河水利委员会水土保持处，233001，安徽蚌埠)

为探讨植被类型对土壤粒径分布非均匀性和土壤结构异质性的影响，运用激光粒度分析方法和分形理论，研究桐柏大别山区江子河小流域5种植被类型的土壤颗粒组成及其多重分形特征。结果表明:1)土壤颗粒单分形参数 D、多重分形参数 Δα、R、f［α(-1)］-f［α(0)］和 f［α(1)］/f［α(0)］均与土壤黏粒体积分数显著正相关，即土壤中细颗粒物质体积分数越高，土壤颗粒分布的非均匀性和奇异性越大;2)不同植物群落土壤颗粒分形维数D和多重分形参数表现为杂木林和针阔混交林(马尾松+栓皮栎)＞茶园＞竹林和水稻田，即森林(防护林)植被可以增加土壤中黏粒和粉粒等细粒物质体积分数、改善土壤质地的均匀性和增强土壤颗粒结构的异质性。

土壤粒径;多重分形;激光粒度分析;江子河小流域

Mandelbrot创立的分形论已成为描述自然界中复杂和不规则几何形体的一个有效工具［1］。土壤是一种具有自相似结构的多孔介质，因此可以利用分形几何学来研究土壤的形状特征。通过土壤粒径分布分形维数来表征土壤颗粒大小、分布及孔隙分布状况，可进一步研究土壤的物理化学性状及其对周边生态环境的指示意义［2］。……