分形理论及其在土壤空间变异研究中的应用

《分形理论及其在土壤空间变异研究中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、应用生态学报2011年5月第22卷第5期ChineseJournalofAppliedEcology，May2011，22(5):1351－1358*分形理论及其在土壤空间变异研究中的应用1，21＊＊张法升刘作新12(中国科学院沈阳应用生态研究所辽宁省节水农业重点实验室，沈阳110016;中国科学院研究生院，北京100049)摘要土壤具有不同程度的空间变异性，土壤空间变异研究对于土壤管理有重要意义．本文简要综述了分形理论及其在土壤空间变异研究中的应用，重点讨论了利用矩方法计算土壤属性分形维，多重分形分析土壤空间变异性及基于多

2、重分形谱参数的土壤属性尺度转换．早期研究验证了分形理论在分析土壤空间变异中的有效性和应用潜力，国内外近期研究则报道了利用分形及多重分形理论分析土壤空间变异的最新进展．分形理论可以成为量化土壤属性空间变异性及尺度转换的重要工具．关键词分形理论土壤属性空间变异尺度转换文章编号1001－9332(2011)05－1351－08中图分类号S15文献标识码AFractaltheoryanditsapplicationintheanalysisofsoilspatialvariability:Areview．ZHANG1，211Fa-s

3、heng，LIUZuo-xin(LiaoningProvinceKeyLaboratoryofWater-savingAgriculture，Institu-2teofAppliedEcology，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110016，China;GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)．-Chin．J．Appl．Ecol．，2011，22(5):1351－1358．Abstract:Soilh

4、asspatialvariabilityinitsattributes．Theanalysisofsoilspatialvariabilityisofsig-nificanceforsoilmanagement．Thispapersummarizedthefractaltheoryanditsapplicationinspatialanalysisofsoilvariability，withthefocusontheutilizationofmomentmethodincalculatingthefrac-taldimens

5、ionofsoilattributes，themulti-fractalanalysisofsoilspatialvariability，andthescalingupofsoilattributesbasedonmulti-fractalparameters．Thestudiesontheapplicationoffractaltheoryandmulti-fractalmethodintheanalysisofsoilspatialvariabilitywerealsoreviewed．Fractaltheorycoul

6、dbeanimportanttoolinquantifyingthespatialvariabilityandscalingupofsoilattributes．Keywords:fractaltheory;soilattribute;spatialvariability;scalingprocess．土壤发生学认为，土壤形成、发育与演化过程中分形理论是一种描述非常复杂但具有标度不变［8］各成土因素在不同尺度上交互作用，加上大量不确性系统的非线性科学理论，由于其在处理复杂系定随机因素的影响，导致土壤属性空间分布呈不同统方面的

7、优势，在物理、化学、生物、计算机科学、材程度的异质性．土壤空间异质性阻碍了人类客观认料科学、医学、地学等学科中获得成功的应用．研究识土壤和利用土壤资源，准确掌握土壤空间变异规表明，分形方法也可作为土壤空间变异性定量化描律并进行尺度转换是土壤学研究的主要任务之述的有效工具，而功能强大的多重分形方法则更表［1－2］［9－10］．一．环境相关性或空间自相关性较强的土壤特现出剖析复杂土壤变异系统的独特应用魅力性，一般的空间统计方法即可量化其空间异质从20世纪80年代开始，土壤学者就认识到把［3－5］性，但对于复杂、甚至紊乱的土壤变异

8、系统，常分形理论引入到土壤空间变异研究中的重要意［9，11］规空间统计方法往往无法准确模拟某些土壤特性多义，并在刻画一些土壤特性空间变异规律方面尺度、多过程的空间异质性，尤其是局部的奇异性信取得了一定的研究成果，扩展了土壤空间变异研究［6－7］息．的指导思想和理论方法．目前分形理论已成为空