基于分形维数的不同发育阶段胡杨对土壤理化性质的影响

Effects of Populus euphratica on soil physical and chemical properties at different development stages based on fractaldimension

为探究不同发育阶段胡杨树下土壤颗粒分形维数(D)特征及其主要影响因素,并为该地区胡杨种群植被恢复策略和生态系统的保护、治理提供理论依据,以新疆艾比湖流域绿洲-荒漠过渡带幼龄、中龄、老龄、枯死胡杨树下土壤为研究对象,对土壤颗粒组成及其养分进行测定,利用分形维数模型比较土壤颗粒组成、土壤理化性状、土壤颗粒分形维数等的变化。结果显示:(1)不同发育阶段胡杨树下养分具有明显差异,土壤养分含量表现出全氮、有机质含量为枯死胡杨>中龄胡杨,速效磷含量为幼龄胡杨>枯死胡杨>中龄胡杨;(2)不同发育阶段胡杨树下土壤质地以粉粒、沙粒为主,黏粒含量最少,沙粒含量最多,其中极细沙粒含量较多,分形维数与土壤黏粒含量、粉粒含量呈极显著或显著正相关,与沙粒含量呈显著负相关,并且与黏粒的相关性最好;(3)不同发育阶段胡杨树下土壤分形维数表现出较强的空间异质性,分形维数均值为2.271~2.542,分形维数与土壤速效磷含量呈极显著负相关(P<0.01),与有机质含量呈显著负相关(P<0.05),与全磷含量、全氮含量、pH值、电导率的相关性不显著。土壤分形维数在一定程度上可以客观反映出土壤理化性质的变化特征,胡杨的生长发育对土壤分形维数的影响效果明显。