تحلیل مالتی‌فرکتالی بودن توزیع اندازه ذرات خاک و تاثیر پوسته‌های 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 می‌دهد. علاوه بر خصوصیاتی مانند نفوذپذیری خاک، تغییر کاربری اراضی و فرسایش خاک، پوسته های زیستی نیز سبب تغییر توزیع اندازه ذرات خاک‌ها می‌شوند اگرچه ممکن است که سبب تغییر در کلاس بافتی خاک نشوند. اندازه گیری و تحلیل مالتی فرکتال یکی از ابزارهای مهم در توصیف توزیع اندازه ذرات خاک می باشد. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر پوسته های زیستی بر پارامترهای مالتی‌فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک های مورد مطالعه انجام شد. در این مطالعه نمونه برداری از چهار ناحیه خاک‌های دارای و بدون پوسته زیستی و از دو عمق 5-0 و 15-5 سانتی متری مراتع قره قیر واقع در شمال شهرستان آق قلا، در استان گلستان انجام شد. توزیع اندازه ذرات 16 خاک مورد مطالعه با استفاده از روش هیدرومتر تعیین شد. مقایسه منحنی‌های توان جرم (?(q)) و خط تک‌فرکتالی شبیه سازی شده نشان داد که توزیع اندازه ذرات خاک‌های مورد مطالعه دارای رفتار مالتی‌فرکتالی می باشد. در تمامی خاک های مورد مطالعه تغییرات ابعاد فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک‌ها در مقادیر مختلف گشتاور (q) دارای روند سیگموییدی بود. در این مطالعه همبستگی مثبت و معنی داری (در سطح 1 درصد) بین ابعاد فرکتال d0.5 (بعد فرکتال در q=0.5)، d1 (بعد فرکتال در q=1)، d1.5 (بعد فرکتال در q=1.5)، d2 (بعد فرکتال در q=2) و d2.5 (بعد فرکتال در q=2.5) با درصد رس مشاهده شد در حالی که همبستگی بین درصد شن و این ابعاد منفی و در سطح 1 درصد معنی دار بود. شاخص (d0-d2) برای بررسی درجه مالتی فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک‌ها استفاده شد. بیشترین مقدار متوسط این شاخص در توزیع اندازه ذرات خاک های 5-0 سانتی متری دارای پوسته (295/0) و کمترین مقدار متوسط این شاخص در لایه 15-5 سانتی متری خاک های بدون پوسته (240/0) مشاهده شد. این نتایج نشان داد که توزیع اندازه ذرات خاک های دارای پوسته زیستی به نسبت خاک های بدون پوسته دارای ناهمگنی بیشتری می باشند.