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第26 卷 第1 期 农 业 工 程 学 报 Vol.26 No.1 94 2010 年 1 月 Transactions of the CSAE Jan. 2010 农田土壤颗粒尺寸分布分维及颗粒体积分数的空间变异性 1 1 2 2 李 毅 ，李 敏 ，曹 伟 ，张江辉 （1．西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室，杨凌 712100 ； 2 ．新疆水利水电科学研究院，乌鲁木齐 830049 ） 摘 要：盐渍土膜下滴灌过程中的土壤理化性质存在空间变异性，对灌溉管理有一定影响。该文根据3 个不同尺度下土 壤采样及颗粒尺寸分布 （PSD ）测定结果，探讨了土壤PSD 分维和颗粒体积分数之间的定量关系，分析了各尺度和综合 尺度下土壤PSD 分维和颗粒体积分数的经典统计特征和地质统计特征，根据颗粒体积分数的半方差函数计算了不同尺度 颗粒体积分数的分形维，并做出了等值线图。研究表明，土壤PSD 分维与黏粒的体积分数呈正相关关系，黏粒体积分数 增大引起PSD 分维增加的原因在于细颗粒的比表面积比粗颗粒的大；各尺度土壤PSD 分维及颗粒体积分数均无强变异 特征；不同尺度下土壤PSD 分形维的半方差函数中块金和基台值均非常低；50 m 尺度土壤PSD 分维和黏粒体积分数的 等值线图具有类似的集中度和走势，而砂粒体积分数和粉粒体积分数则具有相反的集中度和走势。该研究说明土壤PSD 分维和颗粒体积分数都有一定的尺度依赖性。 关键词：土壤，分维，尺度，颗粒尺寸分布，空间变异性，颗粒体积分数 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2010.01.016 中图分类号：S161.4 文献标识码：A 文章编号：1002-6819(2010)-01-0094-09 李 毅，李 敏，曹 伟，等. 农田土壤颗粒尺寸分布分维及颗粒体积分数的空间变异性[J]. 农业工程学报，2010，26(1)： 94－102. Li Yi, Li Min, Cao Wei, et al. Spatial variability of fractal dimension for soil particle size distribution and particle volume percentage in farmlands[J]. Transactions of the CSAE, 20 10, 26(1): 94 －102. (in Chinese with English abstract) 法，如筛分法、比重计法或吸管法，所以较易实现；但 0 引 言 该法采用的公式有所不同，目前具有典型代表性的有 玛纳斯河平原是新疆较大的冲积平原之一。玛纳斯 [2] [3-4] Tyler-Wheatcraft 公式 和Alexandra-Zhang 公式 ，其中 县位于玛纳斯河流域下游，该县土壤质地偏细、地下水 前一方法被引用较多，得出的分形维数主要用于描述土 位浅，地下水矿化度高，多年平均降水量119 mm ，蒸发 壤质地的类别、分数维与土壤物理性质 （如黏粒、粉粒 量 1 946 mm ，干旱指数 16.3 。玛纳斯县耕地面积 和砂粒的体积或质量分数、有机质体积分数、黏附行为 2 2 4.93