祁连山绿洲荒漠区生态水文研究结果揭示土壤养分特征

1.3.1　土壤物理性质研究

近年来国内学者对土壤物理性质的研究也日渐成熟。张万儒等对我国天然林生长与土壤性质的关系做了详细论述［20］。杨承栋依据森林土壤功能与其组成、结构、性质变化一致的原理，论述了人工林土壤组成、结构、性质变化与林木生长的关系［21］，揭示了调控不同林分类型人工林土壤功能动态变化规律与机理，从而为森林土壤资源的合理利用及可持续经营提供了科学依据和技术途径。杨弘等［22］对长白山北坡阔叶红松林和暗针叶林的土壤水分物理性质进行了观测和对比分析发现，随着土壤深度的增加，容重和毛管孔隙度逐渐增加，总孔隙度和非毛管孔隙度逐渐降低；两种森林类型土壤物理性质的差异比较明显。在山地坡面上的不同坡位处，成土过程的差别也会导致土壤特征不同［23］，植被类型不同，植物对土壤的生物作用也不同。王政权［24］采用地统计学的理论和方法，研究了阔叶红松林上层土壤物理因子的空间变异性。结果表明，土壤水分、容重、毛管持水量和孔隙度具有明显的空间异质性，而且在空间自相关范围内，土壤各物理因子的空间异质性有重要的密切关系。研究发现，各项土壤水文物理性质基本上均是阴坡优于半阴半阳坡和阳坡，随着坡位下降，土壤厚度、土壤密度、石砾含量、非毛管孔隙度逐渐增大，总孔隙度和毛管孔隙度逐渐减小，各种持水量指标基本上也是程度不同地减小［25］。宋同清等［26］分段研究了喀斯特木论自然保护区典型峰丛坡地和洼地旱季表层土壤水分（0～10 cm）的空间变异性。结果表明：研究区旱季表层土壤水分仍然较高，总体上具有良好的半方差结构；坡地和洼地表层土壤水分的空间分布均符合指数模型，同一立地条件下不同土层土壤含水量具有相似的空间结构和分布格局，相同土层不同立地条件下的差异明显。

1.3.2　土壤化学性质研究(www.xing528.com)

就土壤养分而言，不同地区土壤养分的丰缺程度各不相同，不同营养元素的分布规律各异，即使相同海拔的同一块样地的不同位置，土壤养分含量也具有明显差异。对森林土壤养分影响因子的有力控制，对土壤养分分布规律的准确掌握，并使其能指导生产实践，这对森林抚育和生态保护具有重要作用。近年来，随着土壤地理学、土壤发生学、地质统计学等学科的发展以及研究方法的应用，森林土壤的研究取得了长足的进步。肖灵香等［27］在研究湘中丘陵区4种土壤的理化性质时得出结论：4种森林土壤（马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林和杉木人工林）全氮、全磷、全钾、水解氮、有效磷、速效钾平均含量整体上均表现为0～15 cm土层高于15～30 cm土层，表明森林土壤表层更容易受到外界环境的影响。王琳［28］等运用12种多样性指数综合分析了历山舜王坪草甸的物种多样性。结果表明，随着放牧强度渐弱，物种多样性升高，土壤环境因子影响多样性指数，且有机质、氮和钾对各多样性指数的影响都较大。各群落多样性指数有大体一致的变化趋势，且其随铜、钾含量的增加而增加，说明土壤养分的增加有利于物种多样性的升高；而有机质和氮增加群落多样性反而减少，这是因为人为干扰的影响超过了土壤环境因子的影响。郭曼［29］通过野外植被调查研究黄土丘陵区草原带退耕地植被在自然恢复过程中的演替规律及物种多样性特征，通过室内土壤样品分析土壤有机碳、全氮、碱解氮、速效磷含量及土壤脲酶、转化酶、磷酸酶、过氧化氢酶活性动态变化过程，并对植物多样性指数和土壤养分及酶活性进行相关分析。邵方丽［30］应用典范对应分析（CCA）法分析了北京山区典型林分的土壤养分的空间变异与环境因子的关系。结果表明，研究区的土壤有机质、氮和钾的含量相对来说比较丰富，而磷的含量严重缺乏，土壤养分在整体上表现为中等变异。陈亚新等［31-32］以土壤盐碱化问题日益突出的河套灌区为研究背景，首次将多元协同Kriging法用于土壤水分科学领域进行水盐因子协同估计，利用易测取的因子对较难测定的因子进行了最优估计。郭旭东等［33］利用GIS手段研究了河北遵化市表层土壤（0～20 cm）碱解氮、全氮、有效磷、速效钾、有机质等养分含量的质量分数的空间变异特性。结果表明，3种土壤养分的含量有明显的提高，其中有机质的空间变异程度较大。