謝賢健

（內(nèi)江師范學(xué)院地理與資源科學(xué)學(xué)院, 四川 內(nèi)江 641112）

分形理論(fractal theory)同耗散結(jié)構(gòu)(dissipative structures)、混沌理論(chaos theory)被認為是20 世紀70 年代科學(xué)史上的三大重要發(fā)現(xiàn)之一[1-3]。分形理論研究的對象主要是現(xiàn)實世界真實而復(fù)雜的不規(guī)則形態(tài)，如大尺度下的星云分布、山脈蜿蜒形狀、地質(zhì)巖石層、閃電傳播、河流分布網(wǎng)絡(luò)、海岸線，甚至動物血管等都具有分形特征。由于具有不規(guī)則性，從而使這些顯著特征無法采用傳統(tǒng)幾何術(shù)語來描述。至今，分形幾何學(xué)仍被廣泛應(yīng)用于解決不同領(lǐng)域中不規(guī)則復(fù)雜形體的非線性科學(xué)問題。秦耀辰和劉凱[3]系統(tǒng)總結(jié)了分形理論在地理學(xué)中的應(yīng)用，該理論被廣泛應(yīng)用于地理學(xué)的分支學(xué)科，如地貌學(xué)[4]、土壤地理學(xué)[5]、水文學(xué)[6]、地理信息科學(xué)[7]、人口地理學(xué)[8]、城市地理學(xué)[9]等，解決了地理學(xué)科中復(fù)雜的非線性問題，同時提出了分形理論的應(yīng)用局限性和發(fā)展方向?？傮w來說，分形理論對復(fù)雜不規(guī)則物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形態(tài)能夠進行有效的描述，同時也可真實地還原研究對象本身的結(jié)構(gòu)特性。

土壤自身的理化性質(zhì)是決定土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)良性的關(guān)鍵因子[10-11]。此外，相關(guān)研究表明，通過改變土地覆蓋模式也可以顯著改變土壤結(jié)構(gòu)的特征[12-15]。換言之，土壤結(jié)構(gòu)的特征是內(nèi)在和外在因素綜合作用的結(jié)果。土壤是具有自相似結(jié)構(gòu)的多孔介質(zhì)，以及明顯的分形特征。目前，土壤分形維數(shù)已成為重要參數(shù)之一，來定量描述土壤結(jié)構(gòu)的特征 (如土壤穩(wěn)定性、土壤抗蝕性等)[16]。謝賢健和韓光中[17]利用分形理論描述了不同巨桉(Eucalyptus grandis)人工林土壤分形特征與抗蝕性之間的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)土壤分形維數(shù)特征可以定量揭示不同巨桉模式下土壤抗侵蝕的能力；朱夢雪等[18]采用分形理論分析了不同演替森林群落土壤結(jié)構(gòu)分形特征對大孔隙的影響，結(jié)果表明土壤分形維數(shù)與土壤的孔隙度有顯著相關(guān)關(guān)系，從分形特征來看，常綠闊葉林(頂級群落)的土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性最好，土壤分形特征的研究可以為優(yōu)化森林生態(tài)結(jié)構(gòu)提供科學(xué)參考；彭家順等[19]分析了不同刨花楠(Machilus pauhoi)種植模式對土壤理化性質(zhì)及分形維數(shù)的影響，結(jié)果顯示分形維數(shù)與種植年限、土壤機械組成呈顯著相關(guān)關(guān)系，分形維數(shù)能較好地反映土壤的理化性質(zhì)；蔣嘉瑜等[20]研究發(fā)現(xiàn)土壤分形維數(shù)可以很好地反映不同荒漠草原類型與不同微生境間土壤性質(zhì)空間的差異性?？傮w來講，以上研究均表明土壤具有分形特征，土壤的分形維數(shù)可以表征土壤結(jié)構(gòu)的優(yōu)良性，與土壤的理化性質(zhì)密切相關(guān)；然而從目前已有的研究來看，僅采用了相關(guān)分析方法來探討分形維數(shù)和土壤理化指標的關(guān)系，并以此來判斷不同的植被覆蓋類型對土壤結(jié)構(gòu)的影響，對分形維數(shù)和各指標間的相互作用和耦合關(guān)聯(lián)性并沒有作進一步分析，因此，難于綜合理解土壤結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣性。土壤分形維數(shù)與土壤自身的理化性質(zhì)密切相關(guān)，目前從耦合關(guān)聯(lián)的角度探討分形維數(shù)與土壤理化性質(zhì)的研究未見報道，因此本研究擬從耦合的角度出發(fā)，以泥石流頻發(fā)區(qū)云南省蔣家溝流域為例，采用主成分分析、分形理論、灰色關(guān)聯(lián)度分析等方法，分析不同土地利用類型下土壤的分形特征，構(gòu)建分形維數(shù)與土壤理化性質(zhì)指標間的耦合模型，以期為流域植被恢復(fù)及土壤結(jié)構(gòu)特征描述提供一定的理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

蔣家溝隸屬于云南省昆明市東川區(qū)綠茂鄉(xiāng)，介于101°57′～102°03′ E，26°13′～26°17′ N。研究區(qū)高程介于1 042～3 269 m；干濕季分明，多年平均降水量為693 mm[21]，年均溫在20 ℃以上[22]。流域出露的地層主要為下元古界昆陽群淺變質(zhì)巖，土壤類型主要為紅壤。隨海拔升高，植被呈現(xiàn)明顯的垂直地帶性，依次分布稀樹草叢帶、針闊葉混交林帶和高山灌叢草甸帶[23-25]。受自然和不合理的人為因素共同影響，研究區(qū)植被破壞嚴重，滑坡、泥石流等山地災(zāi)害異常發(fā)育，泥石流年均爆發(fā)15 次[26]。研究區(qū)示意圖如圖1 所示。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地選擇和樣品采集

依據(jù)研究區(qū)自然狀況和土地利用現(xiàn)狀，基于典型性和代表性的原則，同種土地利用類型選擇樣地4 個：林地[云南松(Pinus yunnanensis) ]、草地[刺芒野古草(Arundinella setosa) ]、耕地[土豆(Solanum tuberosum) ]、裸地。在樣地內(nèi)沿對角線均勻選擇樣點 4 個，挖取土壤剖面，深度 30 cm，然后混合取土樣 3 kg 左右，共采集 16 個土樣(表1)。土樣在室內(nèi)攤開陰干，過2 mm 篩，去根。

表1 供試土壤的特性Table 1 Characteristics of the tested soils

1.2.2 樣 品分析測試

樣品的粒徑、粒度分級及理化性質(zhì)參考文獻[17]和[26]的方法測定。

1.2.3 分 形維數(shù)的計算

由式(2)可知，式中各土壤顆粒的粒徑及小于某一級粒徑土壤質(zhì)量可通過土壤的機械分析確定，然后求出土壤顆粒分布的分形維數(shù)。

1.2.4 耦 合分析

土壤分形特征與土壤理化性質(zhì)的耦合關(guān)系和協(xié)調(diào)程度利用灰色關(guān)聯(lián)度模型[27]進行計算，公式如下：

將兩者間的關(guān)聯(lián)系數(shù)求平均值，得到m×n的關(guān)聯(lián)度矩陣γ，以此來反映土壤理化性質(zhì)(m)和分形維數(shù)(D)之間的關(guān)聯(lián)程度。γij介于0～1，其值越大，兩者的關(guān)聯(lián)度越大[27]。當(dāng)0 ＜γij≤ 0.35 時，關(guān)聯(lián)度為弱；當(dāng)0.35 ＜γij≤ 0.65 時，關(guān)聯(lián)度為中；當(dāng)0.65 ＜γij≤ 0.85 時，關(guān)聯(lián)度為較強；當(dāng)0.85 ＜γij≤ 1.0 時，關(guān)聯(lián)度為極強[28]；基于關(guān)聯(lián)矩陣，求算行或列的均值，從而得到主要影響因素和土壤理化性質(zhì)(i)與土壤分形維數(shù)(j)之間的反饋情況。

式中：di表示土壤理化性質(zhì)(L)第i個指標對分形維數(shù)(D)的影響關(guān)聯(lián)度，dj表示分形維數(shù)(D)對土壤理化性質(zhì)(L)的影響關(guān)聯(lián)度。

為更好地反映土地利用類型分形維數(shù)與土壤理化性質(zhì)的耦合協(xié)調(diào)程度，依據(jù)灰色關(guān)聯(lián)度模型構(gòu)建分形維數(shù)與理化性質(zhì)指標間的耦合度模型：

根據(jù)世界經(jīng)濟合作與發(fā)展組織對系統(tǒng)耦合度的定義(2003 年)[27]，系統(tǒng)耦合度分級標準如表2 所列。

表2 耦合度分級標準Table 2 The grading criteria of coupling degree

1.2.5 評 價指標的選擇

本研究選取 ＞ 0.25 mm 大團聚體含量(x1)、容重(x2)、有機質(zhì)(x3)、堿解氮(x4)、有效磷(x5)、有效鉀(x6)作為土壤理化性質(zhì)指標，分形維數(shù)(D)作為評價土壤結(jié)構(gòu)的指標，利用主成分分析方法比較得出反映土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)劣的主要影響因子；同時，在P＜0.05 水平下，采用Duncan 多重比較結(jié)果分析不同指標之間的差異顯著性。評價指標的理化性質(zhì)如表3 所列。

表3 土壤理化性質(zhì)指標Table 3 Physical and chemical properties of soil

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤粒徑分布

粒徑分布對土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性具有重要影響，是反映土壤物理性質(zhì)的重要參數(shù)。對表4 中的粒徑數(shù)據(jù)做方差分析，F(xiàn)0.01= 1 051.45，F(xiàn)臨界= 3.81，F(xiàn)0.01＞F臨界表明不同土地利用類型極顯著地影響土壤粒徑的形成。其中0.002～0.05 mm 的顆粒含量最高，其 次 是 ＜ 0.002 mm 的 顆 粒，最 低 的 為0.1～0.25 mm 的顆粒。不同粒級的含量差異也較大，石礫含量介于7.50%～10.10%，砂粒含量為2.00%～7.98%，粉粒含量為58.00%～63.63%，粘粒含量在10.41%～13.44%，土壤質(zhì)地為粉粘土。其中，粘粒含量最高的是裸地，最小的是草地。根據(jù)分形模型，計算得到不同土地利用類型下土壤粒徑的分形維數(shù)(D)。以7 個粒徑含量為自變量，分形維數(shù)為因變量，建立兩者間的多元線性逐步回歸模型，關(guān)系式為D= 2.865 -0.011l6- 0.992l7，R2= 0.993**，可以發(fā)現(xiàn)，分形維數(shù)與0.5～1、1～2 mm 粒徑含量的偏相關(guān)關(guān)系數(shù)達到極顯著，呈極顯著的負相關(guān)關(guān)系。因此，0.5～1、1～2 mm 土壤粒徑土壤顆粒含量對不同土地利用類型下土壤粒徑分形維數(shù)的大小起決定作用。土壤分形維數(shù)作為定量描述土壤結(jié)構(gòu)特征的參數(shù)，反映土壤顆粒對空間的填充能力[28-29]，即土壤顆粒直徑越大含量就越高，分形維數(shù)則越??；換言之，粘粒、粉粒等較細顆粒含量越高，分形維數(shù)則越大，對空間的填充能力越強。也可以說，在山地災(zāi)害頻發(fā)的研究區(qū)，可以通過合理改變土地利用類型，從而影響不同粒徑下土壤顆粒含量，進而改變土壤分形維數(shù)，以此來改善土壤物理結(jié)構(gòu)，來發(fā)揮不同土地利用類型的水土保持功能。

表4 土壤粒徑組成及分形維數(shù)Table 4 Particle size composition and fractal dimension of soil

2.2 分形維數(shù)與土壤粒級含量的關(guān)系

不同土地利用方式下土壤粒級含量與分形維數(shù)之間的相關(guān)關(guān)系表明，分形維數(shù)與土壤粒級含量的關(guān)系有明顯差異(表5)；其中，分形維數(shù)與粘粒和粉粒含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系；與砂粒和石礫含量呈顯著負相關(guān)關(guān)系。

表5 分形維數(shù)D 與土壤粒級含量Table 5 Soil particle fractal dimension and soil particle size content

2.3 主要因素分析

土壤分形特征作為表征土壤結(jié)構(gòu)(土壤抗蝕性)的指標之一，是土壤理化性質(zhì)的綜合反映，受到諸如土壤容重、土壤孔隙度、土壤有機質(zhì)等理化指標的影響。因此，需要進行多指標綜合分析，從而揭示不同土地利用類型下土壤結(jié)構(gòu)的差異及理化指標對土壤結(jié)構(gòu)性能的貢獻。對表6 中6 個影響土壤結(jié)構(gòu)的指標進行主成分提取，前兩個主成分累計貢獻率達94.81%，說明這兩個主成分基本能反映不同土地利用類型下土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)劣的全部信息。其中堿解氮、容重、有機質(zhì)含量的載荷值較大，是影響土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)劣的主要指標。

表6 主成分分析Table 6 Principal component analysis

利用多重比較Duncan 法檢驗不同土地利用類型下土壤堿解氮、容重、有機質(zhì)含量的差異顯著性，結(jié)果表明4 種土地利用類型下3 種理化指標均呈顯著差異。土壤中的氮、磷、鉀等養(yǎng)分對植物的生長發(fā)育影響顯著，植物的生長尤其是根系的生長可以顯著改變土壤的結(jié)構(gòu)，而堿解氮等速效養(yǎng)分反映了土壤現(xiàn)實供應(yīng)指標，另外，土壤有機質(zhì)含量是土壤肥力的一個重要標志；有機質(zhì)含量豐富，熟化程度高，堿解氮含量亦高，反之則含量低。堿解氮在土壤中的含量不夠穩(wěn)定，易受土壤人為擾動和生物活動的影響而發(fā)生變化，但它能反映近期土壤的氮素供應(yīng)能力，進而影響到土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[30]，本研究中堿解氮含量草地 ＞ 林地 ＞ 耕地 ＞ 裸地。土壤容重與土壤質(zhì)地、壓實狀況、土壤顆粒密度、土壤有機質(zhì)含量及各種土壤管理措施有關(guān)；土壤越疏松多孔，容重越小，土壤越緊實，容重越大；有機質(zhì)含量高、結(jié)構(gòu)性好的土壤容重?。灰虼?，土壤的容重越大，土壤穩(wěn)定性將惡化從而造成土壤抗侵蝕的能力減弱[17]，本研究中土壤容重裸地 ＞ 耕地 ＞ 林地 ＞ 草地。土壤有機質(zhì)對水穩(wěn)性團聚體的形成和穩(wěn)定性具有重要影響，可以表征土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[30]，本研究中有機質(zhì)含量草地 ＞ 林地 ＞ 耕地 ＞ 裸地。結(jié)合分形維數(shù)大小來看，裸地最大，林地和耕地次之，草地最小，說明分形維數(shù)越小，越有利于松散土壤結(jié)構(gòu)的形成，土壤容重也越小，土壤通氣度大，形成疏松的土壤的孔隙度，從而利于有機質(zhì)和堿解氮的形成與轉(zhuǎn)化；換言之，在山地災(zāi)害頻發(fā)的研究區(qū)，增加植被覆蓋或減少人為擾動將有利于土壤理化指標向良好方向轉(zhuǎn)化，形成穩(wěn)定的土壤結(jié)構(gòu)，增強土壤的抗蝕性，有利于水土的保持。

2.4 土壤分形維數(shù)和理化性質(zhì)指標的關(guān)聯(lián)度分析

根據(jù)耦合關(guān)聯(lián)度計算公式，得到分形維數(shù)和理化指標的耦合矩陣表。分形維數(shù)和理化指標的關(guān)聯(lián)度值介于0.420～0.849，均值為0.624，屬于中等和較強關(guān)聯(lián)(表7)。表明分形維數(shù)和堿解氮、容重、有機質(zhì)含量有較強的關(guān)聯(lián)，兩者聯(lián)系和反饋較為密切，這與主成分分析得到的結(jié)論吻合。從不同理化指標和分形維數(shù)的均值關(guān)聯(lián)度來看，容重關(guān)聯(lián)系數(shù)最大，為0.665，屬于較強關(guān)聯(lián)；堿解氮次之，為0.661，也屬于較強關(guān)聯(lián)；有機質(zhì)最小，為0.546，屬于中等關(guān)聯(lián)。本研究區(qū)屬于泥石流頻發(fā)區(qū)，在自然和人為擾動因素影響下，水土流失嚴重，隨著土壤細顆粒物質(zhì)的流失，土壤容重容易增大，堿解氮更易流失，因此容重和堿解氮與分形維數(shù)之間關(guān)聯(lián)性較強；本研究中，不同土地利用類型下土壤有機質(zhì)含量介于1.02～3.75 g·kg-1，根據(jù)土壤養(yǎng)分分級標準，研究區(qū)有機質(zhì)含量十分匱乏，另一方面，有機質(zhì)分解釋放需要一段時間，形成良好的土壤結(jié)構(gòu)還需要有一定的時間效應(yīng)，因此有機質(zhì)與分形維數(shù)之間關(guān)聯(lián)強度中等。具體來看，裸地、耕地的土壤容重顯著大于有植被覆蓋和人為擾動少的草地和林地，有機質(zhì)和堿解氮含量則反之，說明植被覆蓋的類型將影響分形維數(shù)與土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)性，從這一角度來講，可以通過合理改善植被覆蓋的類型，以此來改變分形維數(shù)與土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)性，從而發(fā)揮不同植被覆蓋類型的水土保持效應(yīng)。

2.5 分形維數(shù)和理化指標的耦合度分析

研究表明，土壤的理化性質(zhì)指標與表征土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的指標間有顯著的相關(guān)關(guān)系[16-17]，因而研究者通常用單一的土壤結(jié)構(gòu)指標如抗蝕性指數(shù)、穩(wěn)定性指數(shù)或者采用綜合評價方法來評價不同土地覆蓋方式下土壤結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣水平。總體來看，這些研究方法對各指標間的相互作用和耦合關(guān)聯(lián)性并未重視，難于綜合理解土壤的結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣。本研究基于耦合度模型，計算得到不同土地利用類型下土壤理化性質(zhì)指標和土壤分形維數(shù)間的耦合協(xié)調(diào)程度(表8)。

表8 分形維數(shù)和理化指標的耦合度Table 8 Coupling degree of fractal dimension and physicochemical index

不同土地利用類型下土壤結(jié)構(gòu)的耦合度介于0.580～0.716 (表8)，平均耦合度為0.661，系統(tǒng)整體水平屬于弱協(xié)調(diào)，說明土壤分形維數(shù)與土壤理化性質(zhì)間并未達到最佳的協(xié)同狀態(tài)。究其原因來看，研究區(qū)屬于山地災(zāi)害頻發(fā)區(qū)，水土流失嚴重，影響土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要理化指標如有機質(zhì)和堿解氮含量都屬于中、低下水平，不利于良好土壤結(jié)構(gòu)的形成，因此土壤分形維數(shù)與土壤理化性質(zhì)間耦合協(xié)調(diào)程度較低。具體來看，不同土地利用類型下的系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)程度按C 值的排序為林地 ＞ 草地 ＞ 耕地 ＞ 裸地。林地屬于中度協(xié)調(diào)，其有機質(zhì)、容重、堿解氮與其他3 種土地利用類型均呈顯著差異，說明增加植被覆蓋和減少人為擾動可以改變土壤的理化性質(zhì)，有利于形成穩(wěn)定的土壤結(jié)構(gòu)，增強土壤抗蝕性，有利于水土的保持。

3 討論與結(jié)論

本研究以山地災(zāi)害頻發(fā)區(qū)蔣家溝為例，利用分形理論、主成分分析方法、關(guān)聯(lián)耦合度方法分析了影響土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素，并構(gòu)建了土壤分形維數(shù)與理化性質(zhì)間的耦合模型。

1) 蘭龍焱等[31]研究認為土壤顆粒分形維數(shù)和土壤粉粒含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系；宛倩等[32]、孫忠超等[33]、張平究和趙勇強[34]分別對青藏高原不同草地、寧夏荒漠草原和安慶沿江濕地土壤顆粒分形維數(shù)的研究結(jié)果表明，土壤砂粒含量越高，土壤顆粒分形維數(shù)越小，而細粘粒含量越高，土壤顆粒分形維數(shù)越大，與本研究結(jié)果一致。說明土壤顆粒的分形維數(shù)隨著土壤質(zhì)地的粗細程度發(fā)生明顯變化，土壤質(zhì)地越細分形維數(shù)越大，土壤質(zhì)地越粗分形維數(shù)則越小；換言之，土壤粒級含量中粘粒含量越高、質(zhì)地越細、分形維數(shù)越高。

2)根據(jù)分形維數(shù)與土壤粒級含量的關(guān)系分析可知，分形維數(shù)與粘粒和粉粒含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與砂粒和石礫含量呈顯著負相關(guān)關(guān)系。土壤粒徑含量決定土壤結(jié)構(gòu)，其組合的不同形成了不同的土壤質(zhì)地類型，進而可能影響土壤性狀，如水分的保持和下滲，以及有機質(zhì)變化的形成轉(zhuǎn)化過程等。本研究中，分形維數(shù)與土壤粒級含量(土壤質(zhì)地)、土壤堿解氮、容重、有機質(zhì)含量顯著相關(guān)。說明可以通過改善不同土地利用類型(裸地、耕地、林地、草地)的理化性質(zhì)，從而改變土壤顆粒分形維數(shù)，使土壤結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定。本研究區(qū)屬于山地災(zāi)害頻發(fā)區(qū)，水土流失嚴重，裸地、耕地土壤分形維數(shù)值較大，有機質(zhì)和堿解氮含量水平低下、容重大，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，土壤抗蝕性低下；因此可以通過退耕還林(草)等形式，改善土壤理化性質(zhì)，從而改變土壤分形維數(shù)，防治水土流失，達到水土保持的功能。

3)蔣家溝山地災(zāi)害頻發(fā)區(qū)不同土地利用類型下土壤具有不同的分形特征，分形維數(shù)介于2.71～2.75，0.5～2 mm 土壤顆粒含量決定了不同土地利用類型的分形維數(shù)值；影響土壤結(jié)構(gòu)和分形維數(shù)的主要因素為堿解氮、容重和有機質(zhì)含量；從整體來看，土壤理化性質(zhì)和分形維數(shù)之間屬于中等關(guān)聯(lián)，3 個主要影響因素對分形維數(shù)的影響依次為容重 ＞ 堿解氮 ＞ 有機質(zhì)。

4)土壤具有分形特征，大量的研究[17-20]表明，土壤的分形維數(shù)既與自身理化性質(zhì)相關(guān)，也受到人為擾動、土地利用類型等的顯著影響[17,26]。本研究中，土壤的分形維數(shù)與土壤粒徑含量、粒級含量、容重、土壤有機質(zhì)含量等呈顯著相關(guān)關(guān)系。說明不同土地利用方式下(裸地、農(nóng)耕地、林地、草地)，土壤容重減小，通氣度增大，土壤肥力條件改善，土壤顆粒分形維數(shù)降低，土壤結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，抗蝕性能增強。因此，土壤顆粒的分形維數(shù)可以作為表征土壤結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的重要參數(shù)，也可以作為土壤抗蝕性的指標之一，對于深入探討分形學(xué)在土壤綜合評價中具有重要意義。

5) 4 種土地利用類型下土壤結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的整體水平屬于弱協(xié)調(diào)，系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)程度依次為林地 ＞ 草地 ＞ 耕地 ＞ 裸地；系統(tǒng)協(xié)調(diào)程度不佳與土地的覆蓋方式和人為擾動因素有關(guān)，因此在山地災(zāi)害頻發(fā)區(qū)，應(yīng)盡量減少人為擾動對土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性帶來的影響，同時注意增加植被覆蓋來改善土壤結(jié)構(gòu)，使土壤分形維數(shù)與理化性質(zhì)之間協(xié)調(diào)發(fā)展。耦合分析綜合考慮了評價指標之間的相互關(guān)系，為研究區(qū)不同土地利用類型下土壤結(jié)構(gòu)的綜合評價提供了科學(xué)的理論依據(jù)。