题目：渭北旱塬不同土地利用方式下土壤微形态的分形研究

本文利用分形理论研究不同土地利用下土壤微形态分维特征，试图探明分形维数表征的土壤学规律及其指示意义，为研究不同土地利用方式对土壤结构的影响规律提供了一些参考。本文在渭北旱塬地区选择典型的旱作农耕土壤（BMC1）和典型人工林地土壤（BMC2）为研究对象，结合野外研究，在Leica-DMRX显微镜下对土壤微形态进行了详细观察，应用ACT-1系统采集了典型的土壤微形态数字图像，用SISC IAS V8.0图象分析软件对土壤微形态单元（如粗颗粒面积、周长、长度、宽度、长宽比、圆度、等圆直径、分形维数等）进行了定量测量并提取有关信息，用Origin，Excel等数据处理软件对实验数据进行了后期处理。通过对实验数据的综合分析，初步获得下列认识：
（1）利用SISC IAS V8.0软件获得的土壤计盒维数数据的方法是可行的，数据可信。计盒维数能够反映土壤多孔介质的分布特征和空间变异规律，可以用来研究土壤的空间分布规律。
（2）土壤孔隙的分形维数与土壤孔隙率、孔隙面积、孔隙周长的变化成明显的正相关关系，其中在旱作农耕地中其相关系数依次为0.77874、0.68558、0.81487，在人工林地土壤中分别为0.62531、0.63808、0.86146。计盒维数可以较好地用于土壤孔隙的研究，其分布规律反映了土壤孔隙的分布特征与空间变化规律。
（3）土壤粗颗粒（>10μm）的分形特征与土壤粗颗粒的面积百分含量、面积、周长等显著正相关，耕地依次为0.98418、0.98406、0.9301，人工林地依次为0.96682、0.96684、0.9427,计算盒维可以较好地用于土壤粗颗粒的研究，其分布规律可以反映土壤中粗颗粒矿物的分布规律。
（4）通过对比分析耕作土壤（BMC1）和人工林地土壤分形维数，发现Ap1层及Ap2层旱作农耕地土壤孔隙分形维数均大于人工林地土壤A1，A2层，这种差异反映了不同的农业管理方式对土壤孔性的影响，Ap1层主要是由于人类年复一年的小麦收割前后的翻耕，造成土壤孔隙分布、数量、形状等变化较大；而人工林地A1层，林下近乎处于自然放荒状态。Ap2层虽然长期受到犁底的频繁挤压，但是人类长期的粪土堆垫致使犁底层上移而成为小动物的栖息场所，土壤的孔洞仍然多于花椒林地。
（5）通过对比分析旱作农耕地（BMC1）和人工花椒林地（BMC2）土壤粗颗粒分维特征，发现Ap1层及Ap2层旱作农耕地土壤粗颗粒分形维数大于花椒林地。造成这种差异的原因主要是由于人类长期频繁的耕作影响所致，而这种影响尤其在Ap1显著。在Ap1层土壤粗颗粒的频度分布及粗颗粒形态参数也给予了充分的证实，主要表现在耕地土壤面积、周长、等圆直径等频度分布在峰值区域较高，而圆度、长宽比等频度较低，粗细悬殊较大；耕地土壤粗颗粒平均面积、周长、等圆直径、圆度等较低。在耕地Ap2层， 缺少像Ap1层常年季季耕翻，相反由于耕犁的挤压，这一层较耕层较为粘重，致密，粘化现象强烈，同时也致使土壤粗颗粒物质大量聚集，而花椒林地是在原耕作土壤改变用途而来，一定程度上继承和保留了原犁底层的部分特征，但是相对耕地多年的犁底挤压，不是那么致密，粘重，粗颗粒面积比率、面积、周长等相对较低，因而，在Ap2层，耕地粗颗粒较为富集，面积比率及周长等参数均大于林地，分形维数大于林地。
（6）通过对不同土地利用方式下土壤粗颗粒及土壤孔隙计盒维数对比分析，揭示分形维数可以作为土壤这一多孔介质的研究工具，反映了人类土地利用过程中的耕作强度。