土壤粒径分形维数与土壤水分亏缺度和补偿度相关性分析

茹 豪，孙向宁，张凯锋，李青辉

(山西省林业和草原科学研究院，山西 太原 030012)

黄土高原地区普遍存在降水稀少、分布不均，蒸发强烈且蒸发量大的特点。黄土高原不同地区存在程度不一的土壤水分亏缺现象，形成了明显的土壤干层。土壤水分亏缺严重影响了人工林的正常生长和发育，降低了林分的生态防护效益。人工林反馈调节机制相对脆弱，当植物生长用水与环境供水之间出现严重矛盾时，易表现出生长滞缓，甚至衰亡等现象。研究发现土壤粒径分形维数与土壤颗粒组成、土壤水分亏缺度和补偿度之间存在一定的相关性。因此，如果能将土壤粒径分形维数作为衡量土壤水分亏缺度与补偿度的指标，可以有效减少研究的工作量，对科学评价林木生长对土壤水分的消耗程度、调整林分的结构与密度、维持林地的水量平衡具有重要的指导意义。

1 研究区概况

研究区位于山西省临汾市西南部的吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站，地理坐标36°14′～36°18′N，110°40′～110°48′E.属黄土高原残垣沟壑区，海拔950 m～1 370 m.吉县属于暖温带大陆性气候，年均降水量576 mm，主要集中在6月至 9月。年均水面蒸发量1 733 mm，年均气温10 ℃，≥10 ℃的积温3 358 ℃，最高绝对气温38.1 ℃，最低绝对气温-20.4 ℃，生长季昼夜温差6 ℃～15 ℃.光照充足，多年平均日照时数为2 565.8 h，无霜期平均为172 d.研究区大体上为自西向东走向，长约 14 km，面积39 km2.土壤为褐土，黄土母质，质地均一。森林覆盖率为79%，研究区上游主要为辽东栎(QuercusLiaotungensis)、山杨(Populusdavidiana)、黑桦(Betuladahurica)、丁香(Syringaoblate)等组成的天然次生林；中游为刺槐(Robiniapseudoacacia)、油松(Pinustabulaeformis)、侧柏(Platycladusorientalis)组成的人工林，均为1994年栽植，林龄20 a；……