柳杉是我国南方的一种常见针叶林,是中国南方快速生长和高产的木材之一,不仅具有较高经济价值,而且在森林土壤改良、水源涵养功能方面具有较高的生态效益。由于长期的纯林经营,缺乏科学的理论知识和可持续经营技术指导,其地力问题及水源涵养能力引起了广泛关注。在目前的生态环境危机中,涵养水源问题已成为森林生态环境面临的重大问题,探索柳杉人工林的土壤特性及水源涵养能力对准确评价柳杉人工林生态效益以及制定合理的水土保持措施具有重大意义。本文以贵州省安顺市平坝区大坡林场柳杉人工林幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林为研究对象,利用空间替代时间的方法,通过研究土壤理化性质随着林龄和土层深度的差异揭示柳杉人工林的土壤养分现状,以及对不同龄组柳杉人工林的水源涵养能力进行研究,旨在为柳杉人工林的土壤养分资源的科学管理及水源涵养功能提供理论依据和实际参考价值。本文主要研究结论如下:(1)随着柳杉的生长,土壤容重、pH值减小,土壤有机质、全氮、速效氮、全钾含量呈上升趋势,0～10 cm层的土壤含水量升高,而10～30 cm层的土壤含水量由高到低依次为过熟林>成熟林>中林龄>近熟林>幼龄林。土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度呈先增后减的趋势,土壤全磷和速效磷含量呈先减后增的趋势。随着土层的加深,5个龄组的土壤容重增大,土壤的含水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾含量均减小。方差分析表明土壤容重受龄组影响显著,土壤含水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、速效氮和速效磷含量受龄组和土层深度影响显著,土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效钾含量受龄组、土层深度和龄组及土层的交互作用影响显著。龄组和龄组及土层的交互作用对土壤pH值有显著影响。(2)林地各肥力指标之间存在密切联系,各肥力指标之间相互制约。以土壤容重、含水量、孔隙度、有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾11个指标组成土壤肥力评价指标体系,通过主成分分析法计算5个龄组柳杉人工林的土壤肥力得分,土壤肥力从高到低依次为过熟林>成熟林>近熟林>中龄林>幼龄林。(3)柳杉人工林5个龄组的枯落物总厚度、总蓄积量、最大持水量、有效拦蓄率、有效拦蓄量均表现为成熟林>近熟林>过熟林>中龄林>幼龄林。5个龄组的不同分解层枯落物其持水量均随着浸水时间的加长而不断增加,而吸水速率均随着浸水时间的加长而不断减小。通过对5个龄组枯落物的持水量及吸水速率与浸水时间进行回归分析,其持水量与浸水时间呈显著对数函数关系,其吸水速率与浸水时间呈显著幂函数关系。柳杉人工林5个龄组土壤层的持水能力随着柳杉的生长,表现出先增加后降低的趋势,成熟林的持水能力最强。(4)利用熵权法对枯落物的厚度、蓄积量、最大持水量、最大持水率、有效拦蓄量、有效拦蓄率,土壤容重、自然含水率、毛管持水量、非毛管持水量、饱和蓄水量和有效蓄水量等12个指标进行综合评价,根据计算得出的权重,在对林分水源涵养能力进行综合评价时,更多考虑枯落物最大持水量、有效拦蓄量、蓄积量、厚度、土壤非毛管孔隙度和有效蓄水量。柳杉人工林5个龄组的水源涵养能力由高到低依次为成熟林>近熟林>过熟林>中龄林>幼龄林,柳杉成熟林处于最佳水源涵养阶段。(5)通过分析土壤理化性质与水源涵养功能的相关性可知:土壤自然含水量与水源涵养功能呈显著正相关(P<0.05),土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度、全氮均与水源涵养功能呈极显著正相关(P<0.01);土壤有机质、全钾、速效氮与枯落物水源涵养功能呈显著正相关(P<0.05),与土壤水源涵养功能呈极显著正相关(P<0.01);pH与枯落物水源涵养功能呈极显著正相关(P<0.01),与土壤水源涵养功能呈显著正相关(P<0.05);林地涵养水源指标间,除了枯落物厚度与枯落物有效拦蓄率呈显著正相关(P<0.05)以外,其他各水源涵养指标之间均呈极显著正相关(P<0.01)。