تحلیل مالتی‌فرکتالی بودن توزیع اندازه ذرات خاک و تأثیر 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 تأثیر قرار می‌دهد. علاوه بر خصوصیاتی مانند نفوذپذیری خاک، تغییر کاربری اراضی و فرسایش خاک، پوسته­های زیستی نیز سبب تغییر توزیع اندازه ذرات خاک‌ها می‌شوند 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 تأثیر پوسته­های زیستی بر پارامترهای مالتی‌فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک­های مورد مطالعه انجام شد. در این مطالعه نمونه­برداری از چهار ناحیه خاک‌های دارای و بدون پوسته زیستی و از دو عمق 5-0 و 15-5 سانتی­متری مراتع قره­قیر واقع در شمال شهرستان آق­قلا، در استان گلستان انجام شد. توزیع اندازه ذرات 16 خاک مورد مطالعه با استفاده از روش هیدرومتر تعیین شد. مقایسه منحنی‌های توان جرم ( ) و خط تک‌فرکتالی شبیه سازی شده نشان داد که توزیع اندازه ذرات خاک‌های مورد مطالعه دارای رفتار مالتی‌فرکتالی می­باشد. در تمامی خاک­های مورد مطالعه تغییرات ابعاد فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک‌ها در مقادیر مختلف گشتاور (q) دارای روند سیگموئیدی بود. در این مطالعه همبستگی مثبت و معنی­داری (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 معنی­دار بود. شاخص (D0-D2) برای بررسی درجه مالتی فرکتالی توزیع اندازه ذرات خاک‌ها استفاده شد. بیشترین مقدار متوسط این شاخص در توزیع اندازه ذرات خاک­های 5-0 سانتی­متری دارای پوسته (295/0) و کمترین مقدار متوسط این شاخص در لایه 15-5 سانتی­متری خاک­های بدون پوسته (240/0) مشاهده شد. این نتایج نشان داد که توزیع اندازه ذرات خاک­های دارای پوسته زیستی به نسبت خاک­های بدون پوسته دارای ناهمگنی بیشتری می­باشند.