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1.
沂蒙山林区不同植物群落下土壤颗粒分形特征 总被引：2，自引：0，他引：2
运用土壤物理学和分形学原理与方法,研究了沂蒙山林区7种植物群落下的土壤颗粒组成与分形特征。结果表明:1)研究区土壤颗粒组成具有石质山地典型粗骨土的结构特征,各种植物群落的土壤中以粗砂粒含量最高,细砂粒含量次之,而石砾含量和粉黏粒含量较低;2)防护林群落具有显著地改善土壤颗粒组成和提高土壤颗粒分形维数的作用,其作用程度为针阔叶(赤松+麻栎)混交林依次高于阔叶林(刺槐纯林、麻栎纯林)和针叶林(赤松纯林);3)土壤颗粒分形维数与土壤中粉黏粒(粉粒及黏粒)含量呈极显著正相关,与细砂粒和粗砂粒含量呈显著的负相关,而与石砾含量的相关性不显著。研究成果可为沂蒙山区水土保持植被类型的合理选择与配置提供参考。 相似文献
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对川南坡地的农耕地以及退耕成慈竹林、杂交竹林、桤木+慈竹混交林和弃耕地5年后土壤颗粒分形维数、微生物和酶活性变化进行了研究,探讨了分形维数与土壤肥力之间的关系。结果表明,退耕后土壤有机质、粘粒(＜0.001 mm)含量、颗粒分形维数、颗粒组成中物理性粘粒(＜0.01 mm)与物理性砂粒(＞0.01 mm)含量的比值、细菌、真菌、放线菌和总微生物数量以及蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性增加,呈现出慈竹林＞杂交竹林＞桤木+慈竹混交林＞弃耕地＞农耕地的规律。土壤颗粒分形维数、物理性粘粒与物理性砂粒含量的比值、有机质含量 相似文献
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沂蒙山林区不同植物群落下土壤颗粒分形与孔隙结构特征 总被引：2，自引：0，他引：2
为探索人为活动干扰下植物群落变化对土壤物理结构特征的影响,运用土壤分形学和水文学原理与方法研究沂蒙山林区7种植物群落下的土壤颗粒组成、分形维数、土壤孔隙度及其相关性。结果表明:在长期农业耕作等人为干扰下,玉米作物、板栗经济林和灌草丛群落下的土壤颗粒呈粗粒化特征,分形维数显著降低,土壤总孔隙度和毛管孔隙度下降,非毛管孔隙度增加,土壤物理结构呈现退化状态;而处于长期封禁保护下的森林群落,土壤颗粒分形维数较大,粉黏粒等细粒物质的含量较高,孔隙结构状况较好。研究区土壤颗粒组成具有石质山地典型的粗骨土结构特征,森林群落能显著增加土壤中粉黏粒等细粒物质的含量和对土壤空隙的填充能力,是其改善土壤物理结构的分形学机制。土壤颗粒分形维数与土壤粉黏粒含量、总孔隙度和毛管孔隙度之间存在明显的线性正相关,而与土壤砂粒含量和非毛管孔隙度具有线性负相关关系,它能较好表征植物群落变化对土壤颗粒组成和孔隙状况的影响,因而可作为评价土壤物理结构质量的一项综合性指标。 相似文献
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研究黄土丘陵沟壑区不同人工林土壤颗粒的分形特征及其与土壤结构和养分的关系,以土壤体积分形维数来比较清水河县不同人工林对土壤结构和养分的影响,以期了解不同人工林土壤的结构和养分状况,为人工林的林种选取和合理化经营提供参考。以研究区9种人工林为研究对象,以无林地地作为对照,利用激光粒度仪测定土壤粒径分布并计算分形维数,用单项指标评价养分状况,将土壤分形维数与养分进行相关分析。研究区人工林土壤体积分形维数值介于2.1785～2.3192之间,土壤体积分形维数表现为油松×落叶松>落叶松、油松×山杏（P>0.5）>沙棘×柠条、山杏×柠条、沙棘（P>0.5）>油松、柠条、山杏（P>0.5）>裸地。土壤体积分形维数与黏粒、碱解氮、速效钾、速效磷呈显著正相关（P<0.5）,与砂粒呈显著负相关（P<0.5),与粉粒、有机质无明显相关性。不同人工林养分评价结果与分形维数差异不显著。研究区人工林对土壤结构和养分改良效果显著,油松×落叶松、油松×山杏混交林及落叶松纯林对于土壤结构和养分影响较大,改良效果最佳。 相似文献
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管窥分形在林业科学中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
针对土壤多孔介质结构的复杂性，从其结构形成的物理机制和Katz定律出发，利用分形几何理论，将土壤作为在统计意义上具有分形特征的多孔介质来研究，建立了分形维数定量化的函数式；试验应用扫描电镜法研究了土壤多孔介质断面微结构并算出分形维数。理论计算和试验测量结果都表明：不同经营模式人工林、天然林及混交林的土壤团粒结构分形维数对林地土壤性质变化均有影响，土壤大于0．25mm的团聚体与水稳性团聚含量越大，团粒结构的分形维数越小，土壤肥力越高，土壤团粒结构的分形维数与土壤团聚体、水稳性团聚体之间存在显著回归关系。分形理论为林地土壤科学管理提供了理论依据。 相似文献
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选取农田、撂荒草地、人工乔木林、人工灌木林和次生林5种不同土地利用类型土壤颗粒为研究对象,采用Microtrac S3500激光粒度仪测定土壤样品粒径,利用土壤分形学理论和方法,分析不同土地利用类型对土壤颗粒组成及其分形特征的影响。结果表明,土壤粒径在不同土地利用方式下存在显著差异,其中撂荒草地以砂粒为主,农田、人工乔木林、人工灌木林和次生林以粉粒为主;次生林、人工乔木林黏粒体积分数最大,且显著大于其他土地利用类型,撂荒草地最小;次生林、人工乔木林、人工灌木林粉粒体积分数最大,且显著大于农田与撂荒草地;砂粒体积分数则与粉粒相反。土壤分形维数的大小依次为撂荒草地＜农田＜人工灌木林＜次生林＜人工乔木林;土壤分形维数与土壤黏粒含量、粉粒含量均呈显著正相关,与土壤砂粒含量呈显著负相关。 相似文献
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杉木马褂木不同混交比例土壤团粒结构的分形特征研究 总被引：2，自引：0，他引：2
应用分形理论、弹性分析及边际分析法,建立了土壤团粒结构的分形维数与土壤团聚体含量、土壤结构体破坏率之间的回归模型,研究不同杉木、马褂木造林模式的土壤团粒结构分形维数对林地土壤结构性质变化影响的效应。结果表明:土壤>0.25 mm的团聚体及水稳性团聚体含量越大,团粒结构的分形维数越小,土壤结构越好,在不同杉木、马褂木造林模式中,以杉木和马褂木混交比例(3∶1)的土壤结构性最好;土壤团粒结构的分形维数与土壤团聚体、水稳性团聚体之间存在显著回归关系。土壤团粒结构分形维数对土体性质的变化产生较大的效应,为林地土壤科学管理提供了理论依据。 相似文献
9.
荆条灌丛下不同林木幼苗根周土壤颗粒分形特征 总被引：1，自引：0，他引：1
《西部林业科学》2017,(2)
通过野外调查取样与室内分析相结合的方法,研究了太行山地区荆条灌丛下,不同林木幼苗根周土壤颗粒分形特征。结果表明,试验地土壤以粉砂壤土为主,土壤粘粒含量较少;荆条灌丛冠幅内林木幼苗根周土壤粘粒与粉粒体积百分比高于冠幅外,砂粒体积百分比则低于冠幅外。栓皮栎幼苗根周土壤分形维数值侧柏幼苗根周土壤分形维数值,荆条灌丛冠幅内外不同林木幼苗土壤的分形维数差异显著。土壤颗粒分形维数与砂粒(50~2 000μm)显著负相关,与粘粒(2μm)和粉粒(2~50μm)显著正相关,与土壤有机质、全氮含量为显著的线性正相关关系,与速效磷含量相关性不明显。 相似文献
10.
《中南林业科技大学学报(自然科学版)》2015,(5)
为探明由不同树种组成的森林对土壤肥力的影响机制,采集湘中丘陵区地域相邻、立地条件一致、年龄相近的马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林和杉木人工林土壤(0~15、15~30 cm)进行理化性质测定。结果表明:杉木人工林两土层的容重均高于3种次生林,4种森林土壤具有南方丘陵区红壤典型质地粘重特征,均为粘壤土,但4种森林类型土壤各粒级颗粒百分含量存在一定的差异;各土层含水率的变化趋势基本一致,均表现为杉木人工林最高,其次是南酸枣落叶阔叶林和石栎+青冈常绿阔叶林,马尾松+石栎针阔混交林最低;4种森林土壤全N、全P、全K、水解N、有效P、速效K平均含量均表现为0~15 cm土层高于15~30 cm土层,不同森林类型土壤养分含量及其供N、P、K强度均有明显的差异,杉木人工林土壤养分含量普遍低于3种次生林,但供N、P、K强度高于3种次生林,表明不同森林在土壤养分的积累、贮存和转化等方面差异显著。 相似文献
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We studied infiltration and fractal mechanisms on sloping farmlands in a small watershed in Shandong Province in the rocky mountain areas of northern China.We studied soil fraction and soil water retention curves,and developed a soil infiltration model to analyze its quantitative relationship with soil particle size and pore dimensions under four types of land use,including sloping farmland,abandoned land,natural forest,and forest plantation(Malus pumila,Crataegus pinnatifida).Soil stability infiltration rate ranked as sloping farmland>abandoned land>natural forest>forest plantation.The sequence of soil particle size and pore dimension ranked as natural forest>forest plantation>abandoned land>sloping farmland.There were significant positive correlations between soil particle size and pore dimension,and both were positively correlated with the percent volume of silt and clay.They were negatively correlated with soil infiltration rate.The Horton model and the power function model were more suitable for simulating soil infiltration and the infiltration rate.We concluded that the soil in this area displayed typical fragments of rocky mountainous regions due to the loss of silt and clay caused by cultivation on sloping farmland.The uniformity and fractal dimensions of soil particle sizes and pore distribution decreased,thereby enhancing soil infiltration capacity and decreasing soil water retention capacity. 相似文献
12.
贡嘎山东坡林地土壤低吸力段持水特性及其影响因素分析 总被引：3，自引：2，他引：3
以贡嘎山东坡几种森林类型为例,采集林地原状土以减压法测定土壤低吸力段持水曲线,进行幂函数模拟和计算分形维数。结果表明:该地区针叶混交过熟林、冷杉成熟林林地的土壤在低吸力段,各吸力值含水量高,其持水性能有利于森林水文功能的发挥和林木的生长;而次生林,尤其是次生针叶纯林林地的土壤持水性能差。幂函数对研究区土壤低吸力段的持水曲线模拟较好,新指标—分形维数的计算结果充分反映了土壤低吸力段持水性与土壤的结构、质地、有机质含量等因素的关系,为森林水文生态研究提供了新的方法。 相似文献
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准格尔旗黄土丘陵区人工林水文生态效益评价研究 总被引：1，自引：0，他引：1
就黄土丘陵区主要植被类型人工油松成熟林、人工油松中龄林、人工油松幼龄林、人工沙棘林、人工柠条林、天然草坡的枯落物容水特征和林地土壤水分物理性质进行了测定,并以坡耕地作对照。结果表明：人工油松成熟林的枯落物吸水量为22．6t／hm2,是中龄林和幼龄林的5～9倍,是灌木林的2．4～3倍,是天然草地的10倍多。0～40cm土层土壤最大持水能力油松成林、油松幼林、浦松中龄林、人工沙棘林、人工柠条林、天然草地、农耕地依次为2260．05、1935．6、1935．6、1820．1、1597．65、1666．05、1600．2t／hm2;油松成林、油松幼林、油松中龄林、人工沙棘林、天然草地0—40cm土层土壤最大持水能力分别比对照农耕地提高659．85、335．4、335．4、219．9、65．85t／hm2。在土壤总孔隙度、毛管孔隙度、毛管最大持水量、土壤最大持水能力等水土保持及水源涵养功能指标诸方面,人工油松林均优于灌木林和天然草地。 相似文献
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尖山河流域不同植被类型坡面产流产沙量研究 总被引：1，自引：0，他引：1
对云南省玉溪市小尖山流域径流小区进行定位观测试验,对珠江石灰岩溶地区的不同植被类型坡面产流产沙量进行分析,结果表明：①该小流域降雨量年内分配不均,雨季（6—9月）占全年降雨量的83．2％,当降雨量大于5mm或10min雨强大于9mm／h时都会使该流域坡耕地发生产流．②灌草丛和次生林比坡耕地减少产流54．29％和92．06％,比人工林减少产流52．78％和87．13％．4个径流小区的产流大小顺序为：坡耕地〉人工林〉退耕地-灌草丛〉次生林．③土壤侵蚀量随着径流量的增加而增加,灌草丛和天然次生林分别比坡耕地减少土壤侵蚀量95．96％和99．02％,比人工林减少土壤侵蚀量64．60％和91．40％,其大小顺序与产流量一致．坡耕地、人工林、灌草丛的侵蚀量主要是由几次单次侵蚀贡献的,而次生林则是平均贡献．因此次生林防止水土流失的效果最好,在建立人工林时,应该考虑合适的复层结构,乔灌结合才能达到水土保持的最佳效果． 相似文献
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In order to explore the forest soil physical property in the Three Gorges Reservoir areas, the fractal theory was adopted
to study the soil fractal features of the four typical forest stands (mixed Pinus massoniana-broadleaf forests, evergreen broadleaved forests, Phyllostachys pubescens forests and evergreen broadleaved shrub forests) in Jinyun Mountain, Chongqing City, and they were compared with arable land.
It has been proposed that the model can be used for the analysis of the relationship between the fractal dimensions and the
properties of forest soil. The impacts of fractal dimensions on the soil properties were analyzed with the elasticity analysis
and marginal yield analysis. Results showed that the fractal dimension of particle size distribution (PSD), the micro-aggregate
size distribution (ASD) and the soil pore size distribution (SPD) can be used as the indices to evaluate the soil structure.
In the typical stands of Jinyun Mountain, the fractal dimension of PSD is 2.7–2.9, the ASD is 2.5–2.8, and the SPD is 2.3–2.8.
The soil structure of evergreen broadleaved shrub forests performed best in PSD, ASD and SPD, and the soil of P. pubescens forests is the worst. There were some relationships among the PSD, ASD, SPD and some soil properties in the different forests
and farmland. The related coefficients are over 0.5. Based on the elasticity analysis and marginal yield analysis, the effect
of PSD was more than those of ASD and SPD. Obviously, the further study on the fractal theory application in soil structure
and soil properties has important significance.
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Translated from Science of Soil and Water Conservation, 2006, 4(4): 39–46 [译自: 中国水土保持科学] 相似文献
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武夷山风景区森林景观土壤物理性质异质性及其分形特征 总被引：31，自引：1，他引：31
景观异质性是景观的重要属性,是形成不同景观结构和功能的基础(Formanet al.,1986)。它直接影响着景观的生物多样性和生产力,以及资源、物种在景观中的分配与传播。对景观整体功能及生态过程有重要的控制作用(Turneret al.,1987;1991),因此它是景观生态学的研究核心之一。景观异质性不仅与干扰(自然的和人为的)、生物群落定居和内源演替等方面有关,亦受景观内空间单元的自然地理特征和地质地貌过程的影响(Forman,1990;伍业钢等,1992)。土壤异质性是景观异质性的具体体现,也是造成景观异质性的重要原因之一。土壤异质性的研究有助于揭示景… 相似文献
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Soil aggregation varies according to climatic and management factors, and is difficult to measure because of irregular shapes and sizes of soil aggregates. We applied fractal theory to assess soil aggregation as affected by (1) land use change from forest to savanna, (2) nutrient additions in forest, ecotone, and savanna ecosystems, and (3) tillage practice and residue treatments in an agro-ecosystem. We used fractal dimensions nonlinear (Dnon-lin) and linear (Dlin) based on number of aggregates (N) and mass of aggregates (M) (the range of values were 2.6 2.89 and 2.69 3.41, respectively) to capture the variations in the sizesof soil aggregates due to land use and treatments/management in these ecosystems. The variation in the values of nonlinear fractal dimension based on mass (DMnon-lin) was smaller in forest and savanna ecosystems with and without nutrient additions, while the variation was wider inagro-ecosystems with different management practices. Linear fractal dimensions based on number (DNlin) and mass (DMlin) of aggregates varied marginally in these ecosystems and did not capture the variations insoil aggregates well. The variations in nonlinear fractal dimension indicate that continued nitrogen loading in forest accelerates the formation of macroaggregates, whereas in savanna the situation was reversed. The values of nonlinear fractal dimensions did not show significant change after 6 years of nutrient additions in the ecotone; reflecting a buffering mechanism of this system in soil aggregate formation. On the basis of non-linear fractal dimension values, we conclude that residue retention and minimum tillage are appropriate for proper maintenance of soil aggregate stability for sustained crop production in the Indian dry land agro-ecosystems. 相似文献
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晋西北不同植被类型土壤水分空间分异 总被引：1，自引：0，他引：1
采用土钻法对晋西北朔州地区杨树林、柳树林、草地3种植被类型0~600 cm土层土壤水分动态进行研究。结果表明:土壤平均含水量表现为草地杨树林地柳树林地。草地土壤平均含水量比杨树林地高1.25%,比柳树林地高1.9%。随着土壤深度的增加,土壤含水量先减小后上下波动,然后趋于稳定。0~100cm土层范围内,土壤水分变异系数大小为草地柳树林地杨树林地;在200~300 cm、400~500 cm土层范围内,变异系数表现为柳树林地草地杨树林地;300~400 cm、500~600 cm土层范围内,变异系数大小为柳树林地杨树林地草地。越靠近表层,土壤干化现象越严重,柳树林地干化现象最明显,含水量变化最剧烈,杨树林地次之,草地最稳定。 相似文献