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 خاک‌اند که اندازه‎گیری مستقیم آن‌ها مشکل، پرهزینه، و وقت‎گیر است. بعد فرکتالی توزیع اندازة ذرات خاک در ارتباط با بسیاری از فرایندهای استاتیک و دینامیک خاک‌ـ مثل انتقال آب و املاح، ظرفیت نگه‌داشت آب خاک، ذخیره و نگه‌داری گرمای خاک، و غیره‌ـ مطالعه شده و به مثابة ابزاری مناسب برای تخمین ویژگی‎های مرتبط با بافت خاک معرفی شده است. در این تحقیق رابطة بعد فرکتالی توزیع اندازة ذرات با سطح ویژه و ظرفیت تبادل کاتیونی برای 40 نمونه خاک، که 32 نمونة آن برای یافتن روابط تجربی و 8 نمونة آن برای آزمون روابط به‌دست آمده، از منطقة گیلوان با کلاس‎های بافتی شنی تا رسی، که دارای مواد مادری متفاوت بودند، ارزیابی شد. نتایج نشان داد مقادیر بعد فرکتالی برای نمونه‎های خاک مطالعه‌شده از 45/2 تا 99/2 متغیر است؛ که با ریزشدن بافت خاک مقدار آن زیاد می‎شود. روابط رگرسیونی به‌دست‌آمده بین بعد فرکتالی با سطح ویژه و ظرفیت تبادل کاتیونی توانی بود که ارزش ضریب تبیین برای آن‌ها به‌ترتیب 87/0 و 80/0 و در سطح احتمال 1 درصد معنا‎دار بود. آزمون روابط به‌دست‌آمده بین بعد فرکتالی با درصد رس، سطح ویژه، و ظرفیت تبادل کاتیونی نشان داد بین مقادیر اندازه‎گیری و پیش‎بینی‌شده همبستگی معنا‎داری در سطح احتمال 1 درصد برقرار است. این پژوهش نشان داد بعد فرکتالی توزیع اندازة ذرات خاک می‎تواند شاخصی مفید در مطالعات مدل‎سازی و شبیه‎سازی برای تخمین سطح ویژه و ظرفیت تبادل کاتیونی باشد.