土壤热导率是土壤物理特性的重要参数之一,土壤热状况与种子萌发、水分蒸发、热量传递等农业生产方面有直接联系。土壤热导率自相关性探究对合理布点采样、农田监测和管理有着重要意义。对土壤热导率的空间变异性规律和空间异质性探究有助指导农业生产中的合理种植、差异灌溉和施肥。本课题首先分析了影响土壤热导率参数的几个主要因素,然后通过野外测量和取样,探究不同小尺度下土壤热导率参数分布对空间的依赖性和土壤热导率自相关性,并对不同尺度下不同土层深度的土壤热导率和土壤物理特性参数进行多重分形谱函数计算,并对土壤热导率与土壤物理特性比重值进行多重分形探究,现得到以下研究结果:(1)在相同容重下,土壤热导率随着土壤体积含水率的增加而增大,且土壤体积含水率与土壤热导率呈拟合性较强的幂函数关系。在不同试验区不同土地利用类型的地块上,土壤热导率随着容重的增加而增大。(2)三种小尺度中(50*50 m(H),10*10 m(M),2*2 m(L)),其中50*50m采样尺度下土壤热导率变系数最高,各个尺度下热导率均具有较强空间依赖性,但各土层土壤热导率在3种小尺度内的空间自相关性有很大差别,空间自相关性和置信度水平随着尺度减小而减小,在实际田间取样中可以根据研究目的在合适的置信度上选择合适的采样间距,确定采样点数目,达到研究目的同时降低研究成本。(3)多重分形谱函数图像中谱宽Δ可以定量描述土壤热导率空间分布不均匀性特征,三种采样尺度(80*80 m(H1),40*40 m(M1),20*20m(L1))下不同深度土层土壤热导率都具有多重分形特征。其中80*80 m土壤热导率分布最不均匀,同样的采样尺度下,深层土壤热导率分布更加均匀。各尺度下不同深度土层其土壤热导率参数空间分布规律性依赖范围也不同。(4)对80*80 m(H1)土壤物理特性参数进行多重分形谱函数计算,其中饱和含水率分布规律最不均匀,具有较强空间异构性。容重空间分布规律最为均匀,空间异构性最小。相同采样点下土壤热导率与土壤含水率、土壤容重、土壤砂粒含量存在空间相关性。其中土壤热导率与土壤含水率相关性最高,土壤容重次之,砂粒含量相关性较小。(5)多重分形方法可以更好定量表征土壤热导率空间分布局部奇异性,刻画土壤热导率测量数据值空间分布特征。多重分形谱函数参数可以作为潜在评价土壤热导率空间分布规律指标。