基于分形维数的坡面侵蚀过程泥沙颗粒变化研究

以红壤为研究对象,选取2个坡度10°、15°和3种雨强60、90、120mm/h进行室内降雨实验,结合单重分形(D)和多重分形(D_(1)、D_(2))理论研究降雨过程中径流泥沙和不同深度土层的泥沙分布变化。结果表明:降雨前30min分形维数的变化可以表征溅蚀、跌坎发育、细沟侵蚀三个阶段;整个降雨过程入渗水流仅改变0~20cm土层的颗粒组成。坡度对径流携沙能力的增加有显著影响,不同深度的土颗粒运移主要受到雨强大小影响。

放牧强度对环青海湖地区高寒草地土壤理化性质及土壤粒径分形特征的影响

以青藏高原环青海湖地区高寒草地为研究对象,探讨放牧对土壤理化性质和土壤粒径分形特征的影响,并且分析了土壤单重分形维数与土壤理化性质及土壤粒径组成之间的关系。结果表明:(1)随放牧强度的增加,土壤质地变差,土壤黏粒、粉粒体积含量逐渐减少,砂粒体积含量逐渐增加,且随着土层深度的增加,土壤砂粒体积含量逐渐增大。(2)放牧会提高土壤中全磷含量和pH值,但会降低0~10 cm土层土壤含水量。(3)随放牧强度的增加和土层的加深,土壤单重分形维数逐渐减小。(4)土壤单重分形维数随土壤黏粒和粉粒体积含量的增加而增大,随土壤全磷、土壤全氮和土壤pH值的增加而增大,而随土壤含水量和土壤容重的增加而减小(P<0.01)。综上,土壤单重分形维数能够表征青藏高原环青海湖地区土壤质地的变化,随放牧强度的增加,土壤黏粒、粉粒体积含量和单重分形维数均逐渐减小。该研究结果可为青藏高原环青海湖地区土壤状况评价提供一定的参考依据。

放牧对希拉穆仁草原土壤粒度特征的影响

探究放牧强度对草原土壤物理特性尤其土壤粒度特征的影响,有助于了解和防治草原水土流失,科学管理草原生态系统。文中以希拉穆仁典型草原为主要对象,研究放牧对不同深度土壤粒径的组成特征及单重分形维数的影响和交互关系。研究表明:放牧强度的增加对土壤质地有恶化趋势,土壤粒径逐渐变粗,土壤类型由砂质壤土向壤质砂土转变。放牧主要影响0~10cm土层,尤其在0~5cm土层,土壤粒度特征值与单重分形维数值均随放牧强度增加而逐渐恶化;5~10cm土层,适度放牧使土壤粒度特征值、单重分形维数值均表现最好。轻度放牧对表层土壤粒度特征及单重分形维数的影响最小,采取轻度放牧可较好地权衡草地的生态与生产功能。