基于多重分形理论的再生水灌溉下土壤粒度分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 张兴

作者： 张兴;徐洋洋;左西宇;王天阳;樊向阳;陈俊英

作者机构：

关键词： 再生水灌溉;土壤粒度;广义维数谱;多重分形;非均质性

期刊名称： 干旱地区农业研究

ISSN： 1000-7601

年卷期： 2023 年 41 卷 006 期

页码： 227-237

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 再生水灌溉是缓解水资源矛盾的有效途径,为表征再生水灌溉后土壤粒度分布(Soil particle size distri-bution,PSD)特性,通过室内土柱模拟试验,设置生活污水(W1)、再生水 1(W2)和再生水 2(W3)共计 3 种灌溉水质,并以自来水(W4)作为对照,采用马尔文激光粒度仪测定灌溉 1a后各处理土壤颗粒百分比,运用分形理论分析了 4种水质处理下土壤PSD的分形特征.结果表明:(1)4 种水质处理下土壤PSD呈单峰分布;与W4 处理相比,W1、W2、W3 处理下土壤黏粒含量增加 0.40%~6.38%,砂粒含量降低 1.58%~13.80%,土壤非均匀性增强,但各处理间差异不显著.(2)再生水灌溉下土壤颗粒呈细粒化趋势,土壤PSD多重分形参数增大,土壤PSD趋于不均匀.在 0~10 cm土层,W3 处理下土壤PSD多重分形参数容量维数D(0)、信息维数D(1)、相关维数D(2)和多重分形奇异谱宽Δα(q)最大,分别为 0.943、0.837、0.823 和 1.035;在 10~20 cm土层,W2 处理下D(0)、D(1)、D(2)和Δα(q)最大,分别为0.943、0.851、0.852 和1.009.(3)土壤PSD的多重分形参数D(0)、D(1)、D(2)、Δα(q)和α(0)与土壤黏粒含量呈显著正相关,与砂粒含量呈显著负相关,土壤分形特征由土壤中黏粒与砂粒的相对含量控制.研究表明,在试验期内,再生水灌溉下土壤PSD的空间异质性与非均匀性增大,可以通过多重分形参数进行定量表征.

分类号： S152.3

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