随着土壤微观结构研究的深入， 越来越多的学者致力于土壤数值结构的模
拟， 相比于土壤样本的试验， 数值模型可以克服样本小、 误差大和效率低等缺
点， 现已提出了许多土壤结构的相关模型， 其中四参数随机生成法(QSGS)因为
生成的结构与土壤的真实结构形态相似而被广泛应用于有关土壤物理化学性
质、 传热性能或渗流性质的模拟。 但这一模型能否真实反映实际土体的孔隙结
构特征， 目前尚缺乏实验证据及定量对比分析。 为了评估 QSGS 模型用于模拟
和表征土体微观孔隙结构的潜能， 利用扫描电镜(SEM)对 6 种不同孔隙率的土
样制备 SEM 图像， 以与 QSGS 模型进行定量对比分析。 采用数字图像技术分析
QSGS 模型与土体中孔隙的形态特征和分布规律， 基于实测数据估算孔隙的质
量分维数和表面分维数。 结果表明：
（ 1） 土壤结构中的孔隙分布具有明显的规律性， 小孔隙所占数量较多， 随
着孔隙度的减小， 孔径范围被压缩， 质量分位数逐渐增大。
（ 2） QSGS 算法生成的微观结构由孔隙度、 生长核的分布概率和方向生长
概率等参数控制， 其中孔隙度对孔隙结构的影响更为显著。 生长核的分布概率
小于 0.01 时所生成的 QSGS 模型与实际土体具有相似的微观孔隙形态和分布
规律， 以及相同的分形特性和相近的分维数值。
（ 3） 模型中的质量分维数与孔隙度存在较为显著的线性回归关系， 孔隙度
越小则质量分维数越大， 这也与真实的土壤结构中质量分维数的变化趋势相似。
（ 4） 孔隙轮廓愈不规则， 表面分维数愈大， 土壤样本与 QSGS 模型中各孔
隙的表面分维数分布符合总体正态分布形式。
本文比较了

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