تحلیل مالتی فرکتالی بودن توزیع اندازه ذرات خاک و تاثیر پوسته های زیستی بر آن

توزیع اندازه ذرات خاک، یکی از خصوصیات فیزیکی مهم خاک است که بسیاری از خصوصیات شیمایی، فیزیکی و زیستی آن را تحت تاثیر قرار می دهد. علاوه بر خصوصیاتی مانند نفوذپذیری خاک، تغییر کاربری اراضی و فرسایش خاک، پوسته­های زیستی نیز سبب تغییر توزیع اندازه ذرات خاک ها می شوند اگرچه ممکن است که سبب تغییر در کلاس بافتی خاک نشوند. اندازه­گیری و تحلیل مالتی فرکتال یکی از ابزارهای مهم در توصیف توزیع اندازه ذرات خاک می­باشد. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر پوسته­های زیستی بر پارامترهای مالتی فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک­های مورد مطالعه انجام شد. در این مطالعه نمونه­برداری از چهار ناحیه خاک های دارای و بدون پوسته زیستی و از دو عمق ۵-۰ و ۱۵-۵ سانتی­متری مراتع قره­قیر واقع در شمال شهرستان آق­قلا، در استان گلستان انجام شد. توزیع اندازه ذرات ۱۶ خاک مورد مطالعه با استفاده از روش هیدرومتر تعیین شد. مقایسه منحنی های توان جرم ( ) و خط تک فرکتالی شبیه سازی شده نشان داد که توزیع اندازه ذرات خاک های مورد مطالعه دارای رفتار مالتی فرکتالی می­باشد. در تمامی خاک­های مورد مطالعه تغییرات ابعاد فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک ها در مقادیر مختلف گشتاور (q) دارای روند سیگموئیدی بود. در این مطالعه همبستگی مثبت و معنی­داری (در سطح ۱ درصد) بین ابعاد فرکتال D۰.۵ (بعد فرکتال در q=۰.۵)، D۱ (بعد فرکتال در q=۱)، D۱.۵ (بعد فرکتال در q=۱.۵)، D۲ (بعد فرکتال در q=۲) و D۲.۵ (بعد فرکتال در q=۲.۵) با درصد رس مشاهده شد در حالی که همبستگی بین درصد شن و این ابعاد منفی و در سطح ۱ درصد معنی­دار بود. شاخص (D۰-D۲) برای بررسی درجه مالتی فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک ها استفاده شد. بیشترین مقدار متوسط این شاخص در توزیع اندازه ذرات خاک­های ۵-۰ سانتی­متری دارای پوسته (۲۹۵/۰) و کمترین مقدار متوسط این شاخص در لایه ۱۵-۵ سانتی­متری خاک­های بدون پوسته (۲۴۰/۰) مشاهده شد. این نتایج نشان داد که توزیع اندازه ذرات خاک­های دارای پوسته زیستی به نسبت خاک­های بدون پوسته دارای ناهمگنی بیشتری می­باشند.