关帝山云杉次生林土壤的空间异质性及其与地形相关性

摘要

为揭示森林土壤空间变异特征及其变异机制,参照CTFS样地土壤采样方案,在关帝山4 hm^2云杉次生林样地199个采样点进行土壤取样和测定,运用经典统计方法分析寒温性云杉林土壤pH值、有效氮、有效磷、有效钾和有机质的水平和垂直空间分布特征,应用地统计学和Arc GIS插值的方法,重点分析了0~10 cm层土壤性质的空间异质性及其分布格局,并基于RDA排序和方差分解定量评价地形因子对土壤各指标空间变异的影响程度和解释量。结果表明:云杉次生林土壤的pH值、有效氮、有效磷、有效钾和有机质含量呈明显的水平及垂直空间变异,0~10 cm层土壤上述5个指标的变异系数分别为8.78%、41.15%、58.36%、46.60%和48.38%;土壤变异的空间自相关范围为4.9~58.8 m,pH值和有效氮呈中等程度的空间自相关,有效磷、有效钾和有机质呈强烈的空间自相关变异;有效氮、有机质和有效钾呈相似的空间斑块状分布格局,即样地有效氮含量高的斑块中有机质和有效钾含量也高。pH值和有效磷则表现出相反的斑块分布格局;地形因子中,pH值、有效氮和有效磷受海拔影响最大,其中,海拔与pH值、有效磷呈正相关,分别解释其空间变异的40.43%和28.81%,而与有效氮呈负相关,能单独解释其空间变异的19.48%。凹凸度对有效钾和有机质的影响最大,可分别解释9.37%和6.88%的有效钾和有机质的空间变异,与这2个土壤性质指标为负相关。研究可为深入认识华北地区植物分布和物种共存提供基础依据。