论文部分内容阅读
土壤空间异质性的研究是探讨土壤养分与环境因子关系的有效方法,其结果对于了解土壤的形成过程、结构和功能具有重要的理论指导意义,而且对了解植物与土壤的关系,如植被更新过程、土壤养分和水分对根系的影响以及植物的空间格局等也具有重要的参考价值。本研究通过土壤采样与室内理化分析,结合地统计学方法,探讨了天童20公顷常绿阔叶林动态监测样地土壤性质(pH值、全碳、全氮和全磷)的空间异质性和分布格局;并以全碳为例分析了不同采样密度对土壤性质的地统计学特征和空间分布预测结果的影响;最后基于RDA排序和偏回归方法定量评价了地形因子(包括海拔、凹凸度和坡度)对土壤性质的影响程度。本研究的主要结果如下:(1)天童20公顷常绿阔叶林动态监测样地土壤性质各指标都存在空间变异,pH值、全碳、全氮和全磷的变异系数分别为5.18%、42.98%、36.55%和46.27%;土壤性质的空间自相关范围为81.6~54.5m。土壤pH值、全碳和全氮均呈现零星斑块状空间分布格局,土壤全磷则呈条带状分布。研究样地土壤性质各项指标的结构比存在差异,全磷的空间自相关程度和空间自相关范围要明显大于其他土壤性质指标。(2)采样密度影响着土壤全碳的空间变异特征,并且对全碳的空间预测结果产生影响:随着采样密度的降低,全碳的空间自相关程度变弱,空间自相关的变程也随着采样密度的降低而发生较大的变化;随着采样密度的降低,全碳的空间分布趋向于均质化;这种均质化趋势,导致了预测值精度的降低,当采样密度由85%降为10%时,其均方根误差(RMSE)增加了2.442%。(3)凹凸度、海拔和坡度分别能单独解释土壤性质空间变异的10.53%,7.47%和1.62%。各地形因子中,凹凸度对土壤pH值和全磷的影响最大,均与其呈负相关,该因子能分别单独解释pH值和全磷空间变异的21.24%和14.62%;土壤全碳和全氮受海拔影响最大,且均与之呈正相关,海拔能分别单独解释全碳和全氮空间变异的10.54%和10.60%。不同地形因子对土壤性质各指标的空间变异影响程度存在差异,暗示了不同地形因子的影响机制存在差异,这与地形因子调控着本地区酸性降雨分配,及影响着局地土壤水分含量和气温等因素有关。