银川平原草甸湿地土壤分形特征

摘要

[目的]探究银川平原草甸湿地土壤的分形特征、粒径分布特点以及它们在土壤垂直剖面上的变化规律,并对研究区土壤分形维数与植物群落多样性的关系做初步探索.[方法]以银川平原草甸湿地的土壤为研究对象,利用水分和盐分差异将研究区分为低湿草甸、典型草甸和盐生草甸3种生境,采用粒径质量分布表征土壤的分形特征,选用Simpson物种优势度指数、Shannon-Weiner物种多样性指数、Margalef物种丰富度指数和Pielou物种均匀度指数作为植物的多样性指数,进行对比研究.[结果]银川平原草甸湿地土壤以粘粒的微团聚体为主,分形维数值趋于2.28～2.84;3种草甸湿地的土壤分形维数存在显著差异,表现为典型草甸(2.74)>盐生草甸(2.72)>低湿草甸(2.66);土壤分形维数与粘粒含量呈极显著正相关,与极细砂粒和细砂粒含量呈极显著负相关;土壤垂直剖面上表层粘粒和粉粒含量较高,深层极细砂粒和细砂粒含量较高,中砂粒波动较大,粗砂粒仅出现在表层或深层;低湿草甸的植物群落物种多样性较高,多样性指数平均值达1.15.[结论]银川平原草甸湿地土壤粒径和分形特点受局部地形环境的水文关系影响较明显;水土过程对植物群落物种多样性产生直接影响,土壤物理结构对植物群落物种多样性起间接驱动作用,同时人为因素起着至关重要的作用.