砒砂岩区不同侵蚀程度表土多重分形特征与持水特性关系①

杨振奇，秦富仓，李 龙，郭建英，王 燕

砒砂岩区不同侵蚀程度表土多重分形特征与持水特性关系①

杨振奇1，秦富仓2*，李 龙2，郭建英1，王 燕2

(1水利部牧区水利科学研究所，呼和浩特 010020；2内蒙古农业大学沙漠治理学院，呼和浩特 010018)

以砒砂岩区鲍家沟流域不同侵蚀程度的表层土壤(0 ～ 20 cm)为研究对象，运用多重分形和典型相关分析相结合的方法，研究土壤粒径分布特性与土壤持水能力的相互关系。结果表明：①砒砂岩区不同侵蚀程度土壤粒径分布介于2.13 ～ 2390 μm，砂粒含量远高于粉粒和黏粒，随着侵蚀程度的加剧，土壤砂粒含量增加；②广义维数谱()呈“Z型”递减曲线，且0>1>2，土壤颗粒分布存在明显的非均匀性，可以通过多重分形对其进行描述；③土壤总孔隙度介于33.07% ～ 46.20%，随着侵蚀程度加剧孔隙度和持水量呈下降趋势。土壤颗粒多重分形特征与持水能力存在正相关关系，其中通气孔隙度和颗粒分布关联维数在交互影响过程中起引导作用。

砒砂岩区；土壤粒径分布；土壤持水；典型相关分析；多重分形特征

土壤是由无数细小颗粒组成的疏松多孔介质，细小颗粒作为土壤的基本构成单元，其粒径分布特征是土壤的重要物理性质之一。土壤颗粒间的孔隙是水分的主要存储空间，大量研究证实，土壤粒径分布特征决定了土壤的理化性质和持水性能[1]。定量研究土壤粒径分布特征及其对于土壤性质的影响机制，是土壤物理学领域长期的重点研究任务之一。特别是在水土流失严重的地区，土壤中细颗粒极易在外营力作用下被剥蚀搬运，造成土壤水肥的流失和土地生产力的退化[2]，研究这些区域土壤粒径分布规律及其对区域环境生态修复的响应机理，更具有实际指导意义。目前……