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土壤是森林生态系统的重要组成部分,是成土母质在一定水热条件和生物作用下,由一系列复杂的物理、化学和生物作用下形成的,具有一定空间变异特征。研究土壤养分空间异质性不仅有助于了解土壤的形成过程、结构和功能之间关系,而且对于阐明土壤与植物间的关系具有重要的理论意义。 喀斯特是我国主要生境脆弱带之一,由于其特殊的二元水文结构及其复杂的峰丛、峰林、洼地和漏斗等地貌形态的影响,土壤养分的变异性呈现多来源且高变异的特征。因此,研究喀斯特森林土壤养分的空间异质性及其影响因素对制定有效的喀斯特地区退化生态系统的恢复与重建措施具有重要的指导意义。为此,本文以木论国家级自然保护区内喀斯特常绿落叶阔叶混交林为研究对象,建立500 m×500 m长期监测样地。采用经典地统计分析方法研究喀斯特森林土壤养分含量及其空间变异特征,分析影响土壤养分含量的主要因子,以期探明喀斯特森林土壤养分状况,为喀斯特森林生态系统的生态恢复与重建提供理论依据和参考。主要研究结论如下: (1)喀斯特常绿落叶阔叶混交林土壤养分的半变异函数均表现出一定的空间结构特征,各养分空间自相关性及变程均存在较大差异,说明各养分存在不同空间变异特征。其中,pH(酸碱度)、AN(碱解氮)、AK(速效钾)及AP(速效磷)的块金值/基台值在50%-75%之间,具有中等程度的空间自相关性;TN(全氮),TK(全钾)块金值/基台值>75%,表现出弱空间自相关性,说明变异主要来源自于随机因素;SOC(有机质)、TP(全磷)块金值/基台值<50%,表现出强空间自相关性。各土壤养分变程差异较大,其中,AN的变程1130.4m,空间连续性非常好;而TN、TK的变程分别为67.2m和33.0m,表明空间连续性差;pH、SOC、AP、TP、AK的变程位于172.1m-355.5m之间,说明连续性较好。 (2)研究区土壤养分含量总体上大致表现为洼地含量低,坡上含量高,即表现出一定的“养分倒置”现象。其中,pH、SOC、TN和AN分布规律类似,均表现为洼地含量低,上坡含量高;AP,TP、AK在中坡位含量较高,洼地含量最低;TK的分布在整个研究区表现为破碎化程度较高。 (3)环境因子(包括:坡度、坡向、海拔、土层深度、岩石裸露率)对研究区土壤养分含量影响显著,且不同的土壤养分含量受不同地形因子影响。其中,TP、TK、AP与坡向显著正相关关系,与海拔显著负相关关系;SOC、TN、pH、AN与坡度显著正相关关系,与土层深度显著负相关关系。