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广东罗浮山土壤颗粒分形维数分布特征

贾重建 卢瑛 吴刚 黄伟濠 秦海龙 姜坤

贾重建, 卢 瑛, 吴 刚, 黄伟濠, 秦海龙, 姜 坤. 广东罗浮山土壤颗粒分形维数分布特征[J]. 土壤通报, 2022, 53(5): 1049 − 1055 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022030103
引用本文: 贾重建, 卢 瑛, 吴 刚, 黄伟濠, 秦海龙, 姜 坤. 广东罗浮山土壤颗粒分形维数分布特征[J]. 土壤通报, 2022, 53(5): 1049 − 1055 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022030103
JIA Chong-jian, LU Ying, WU Gang, HUANG Wei-hao, QIN Hai-long, JIANG Kun. Fractal Features of Particle-Size Distribution of Soil Profiles in Luofu Mountain, Guangdong[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(5): 1049 − 1055 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022030103
Citation: JIA Chong-jian, LU Ying, WU Gang, HUANG Wei-hao, QIN Hai-long, JIANG Kun. Fractal Features of Particle-Size Distribution of Soil Profiles in Luofu Mountain, Guangdong[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2022, 53(5): 1049 − 1055 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022030103

广东罗浮山土壤颗粒分形维数分布特征

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2022030103
基金项目: NSFC-广东省联合基金集成项目(U1901601)和国家科技基础性工作专项重点项目(2008FY110600、2014FY110200)资助
详细信息
    作者简介:

    贾重建(1987−),男,博士。主要从事土壤地球化学、土壤发生演变研究。E-mail: 13570427697@126.com

    通讯作者:

    E-mail: luying@scau.edu.cn

  • 中图分类号: S152.3

Fractal Features of Particle-Size Distribution of Soil Profiles in Luofu Mountain, Guangdong

  • 摘要:   目的  揭示广东罗浮山不同海拔高度土壤颗粒组成分形维数特征的分布规律。  方法  在广东罗浮山不同海拔高度的10个土壤采样点挖掘剖面,采集各发生层土壤,测定了土壤颗粒组成、有机碳(SOC)、全铁(Fet)、游离铁(Fed)、无定形铁(Feo)、阳离子交换量(CEC)等理化性质,分析了土壤颗粒分形维数与海拔、土壤颗粒分布及化学性质之间的相关关系。  结果  随着土层深度的增加,土壤颗粒分形维数先增加后减小;随着海拔的升高,土壤黏粒含量、颗粒分形维数均呈减小趋势,且与海拔高度均呈极显著相关关系;随土壤质地的变细,分形维数平均值由2.7601上升到了2.8954,即分形维数随土壤质地的变细而增大;颗粒分形维数与砂粒呈极显著负相关关系,与黏粒呈极显著正相关关系;分形维数与SOC、Feo、Feo/Fed、CEC呈极显著或显著负相关关系,与Fet、Fed含量表现为极显著正相关关系;通径分析表明Fet、Feo/Fed是化学性质中影响颗粒分形维数的主要因素。  结论  土壤颗粒分形维数可以作为土壤质地的重要诊断指标,也可作为不同海拔高度土壤风化成土进程的参考表征指标。
  • 图  1  研究区域及土壤剖面采样点

    Figure  1.  Study area and soil profile sites

    图  2  不同海拔土壤颗粒分形维数剖面分布

    Figure  2.  The distribution of soil fractal dimension in soil profile at different altitudes

    图  3  海拔高度与土壤砂粒、粉粒、黏粒含量及颗粒分形维数的关系

    Figure  3.  Relationships between altitude gradient and sand, silt, clay, soil fractal dimension

    图  4  土壤质地图

    Figure  4.  Texture of soil samples

    图  5  土壤颗粒组成分形维数与砂粒、粉粒、黏粒含量的关系

    Figure  5.  Relationships between soil fractal dimension and the contents of sand, silt and clay

    表  1  采样点的基本情况

    Table  1.   Basic information of soil sampling sites

    剖面号
    Profile No.
    海拔
    Altitude (m)
    坡度
    Slope (°)
    土壤类型
    Soil type
    LF01 1210 < 5 腐殖铝质常湿雏形土
    LF02 1140 5 ~ 10 普通富铝常湿富铁土
    LF03 1001 25 ~ 35 普通富铝常湿富铁土
    LF04 900 5 ~ 10 普通富铝常湿富铁土
    LF05 800 10 ~ 15 普通富铝常湿富铁土
    LF06 700 5 ~ 10 普通强育湿润富铁土
    LF07 600 25 ~ 35 黏化强育湿润富铁土
    LF08 500 10 ~ 15 普通富铝湿润富铁土
    LF09 370 5 ~ 10 普通富铝湿润富铁土
    LF10 280 5 ~ 10 普通强育湿润富铁土
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    表  2  不同土壤质地类型的颗粒分形维数统计特征

    Table  2.   Statistical character about soil fractal dimension under different textures

    质地类型
    Soil texture
    样品数
    Sample number
    分形维数
    Fractal dimension
    变幅
    Range
    平均值 ± 标准差
    Mean ± Std. Deviation
    砂质壤土32.7173 ~ 2.79542.7601 ± 0.0396
    壤土22.7650 ~ 2.78032.7727 ± 0.0108
    砂质黏壤土292.7918 ~ 2.86122.8231 ± 0.0182
    黏壤土62.8552 ~ 2.88022.8704 ± 0.0113
    砂质黏土12.85872.8587
    黏土12.89542.8954
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    表  3  土壤颗粒分形维数与土壤化学性质的相关关系(n = 42)

    Table  3.   Correlations of soil fractal dimensions with soil chemical properties

    项目
    Item
    SOCFetFedFeoFed/FetFeo/FedCEC
    分形维数
    −0.389*0.737**0.657**−0.655**0.000−0.708**−0.384*
      注:* 在 0.05 水平(双侧)上显著相关;** 在0.01 水平(双侧)上显著相关。
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    表  4  土壤颗粒分形维数与土壤化学性质的通径分析(n = 42)

    Table  4.   Path analysis of soil fractal dimensions with soil chemical properties

    项目
    Item
    与分形维数的简单相关系数
    The simple coefficient with fractal dimension
    直接通径系数
    Direct path coefficient
    间接通径系数
    Indirect path coefficient
    FetFeo/Fed
    Fet0.737**0.5320.205
    Feo/Fed−0.708**−0.483−0.225
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-03-01
  • 录用日期:  2022-04-14
  • 修回日期:  2022-04-10
  • 刊出日期:  2022-09-30

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