پیش‎بینی سطح ویژه و ظرفیت تبادل کاتیونی با استفاده از بعد فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک

ظرفیت تبادل کاتیونی و سطح ویژه از خصوصیات مهم خاک اند که اندازه‎گیری مستقیم آن ها مشکل، پرهزینه، و وقت‎گیر است. بعد فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک در ارتباط با بسیاری از فرایندهای استاتیک و دینامیک خاک مثل انتقال آب و املاح، ظرفیت نگه داشت آب خاک، ذخیره و نگه داری گرمای خاک، و غیره مطالعه شده و به مثابه ابزاری مناسب برای تخمین ویژگی‎های مرتبط با بافت خاک معرفی شده است. در این تحقیق رابطه بعد فرکتالی توزیع اندازه ذرات با سطح ویژه و ظرفیت تبادل کاتیونی برای ۴۰ نمونه خاک، که ۳۲ نمونه آن برای یافتن روابط تجربی و ۸ نمونه آن برای آزمون روابط به دست آمده، از منطقه گیلوان با کلاس‎های بافتی شنی تا رسی، که دارای مواد مادری متفاوت بودند، ارزیابی شد. نتایج نشان داد مقادیر بعد فرکتالی برای نمونه‎های خاک مطالعه شده از ۴۵/۲ تا ۹۹/۲ متغیر است؛ که با ریزشدن بافت خاک مقدار آن زیاد می‎شود. روابط رگرسیونی به دست آمده بین بعد فرکتالی با سطح ویژه و ظرفیت تبادل کاتیونی توانی بود که ارزش ضریب تبیین برای آن ها به ترتیب ۸۷/۰ و ۸۰/۰ و در سطح احتمال ۱ درصد معنا‎دار بود. آزمون روابط به دست آمده بین بعد فرکتالی با درصد رس، سطح ویژه، و ظرفیت تبادل کاتیونی نشان داد بین مقادیر اندازه‎گیری و پیش‎بینی شده همبستگی معنا‎داری در سطح احتمال ۱ درصد برقرار است. این پژوهش نشان داد بعد فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک می‎تواند شاخصی مفید در مطالعات مدل‎سازی و شبیه‎سازی برای تخمین سطح ویژه و ظرفیت تبادل کاتیونی باشد.

کلیدواژه ها:

بافت خاک ، تخمین ، توابع توانی ، گیلوان