黄土区露天煤矿排土场重构土壤颗粒组成的多重分形特征

摘要

黄土区露天煤矿排土场复垦土壤是由人为方式通过不同重构工艺构成的复杂整体,其具有一般土壤由不同颗粒组成、具有不规则形状和自相似结构的特性,同时也兼由人类活动和动植物生长导致其情况更加复杂.本文通过对平朔安太堡露天煤矿排土场黄土母质含砾石层、煤矸石+覆表土、全黄土母质、黄土母质含料姜土层四种土壤重构工艺开挖土壤剖面分层取样,对土样进行土壤颗粒组成的多重分形表征,计算广义维数谱D(q)、多重分形奇异性指数α(q)以及多重分形谱函数f(α(q))等多重分形谱参数.结果表明:不同剖面不同层次重构土壤均具备多重分形特征,引入多重分形理论能够对重构土壤颗粒分布特征进行定量表征;不同多重分形参数能够表征重构土壤颗粒分布的不同分形特征;四个剖面的表层土壤颗粒分布范围均较为集中,测度集中程度高,离散程度低,非均匀性小;黄土母质剖面的土壤颗粒分布范围、测度集中程度、离散程度、非均匀性等特征均优于煤矸石剖面;多重分形谱参数D(1)和Δα可以反映土壤粒径分布的非均匀程度.该研究可为黄土区露天煤矿排土场土地复垦以及重构土壤质量的量化提供理论依据。