湘贛邊界山區林地土壤養分分異規律

魏志紅， 姜小三， 黃耀歡， 莊大方,， 戴守政,， 李 飛

(1.南京農業大學， 資源與環境科學學院， 江蘇 南京210095; 2.中國科學院 地理科學

與資源研究所， 北京 100101; 3.青海省生態環境遙感監測中心， 青海 西寧 810000)

湘贛邊界山區林地土壤養分分異規律

魏志紅1,2， 姜小三1， 黃耀歡2， 莊大方2,1， 戴守政1,2， 李 飛3

(1.南京農業大學， 資源與環境科學學院， 江蘇 南京210095; 2.中國科學院 地理科學

與資源研究所， 北京 100101; 3.青海省生態環境遙感監測中心， 青海 西寧 810000)

摘要：[目的] 對湘贛邊界山區林地在不同海拔高度及植被類型影響下的土壤養分特征和空間分異規律進行研究，為林地土壤的合理利用及培肥提供依據。[方法] 采集林地表層土壤，測得各養分指標含量，運用修正的內梅羅綜合指數法和變異系數法，對該區土壤綜合肥力和空間變異性進行評價。[結果] (1) 試驗區土壤整體呈酸性，有機質和全氮養分含量較高，但普遍缺乏速效養分(磷、鉀)。(2) 隨著從丘陵、低山到中山海拔等級的升高，土壤有機質、全氮、速效磷含量及綜合肥力系數不斷增加；pH值、有機質、全氮的空間變異性不斷減小。(3) 不同林地生態系統覆被下土壤綜合肥力表現為：灌木林>針闊混交林>毛竹林>闊葉林>針葉林；空間變異性規律為：灌木林>針葉林>毛竹林>闊葉林>針闊混交林。(4) 人工林的土壤有機質、全氮、速效鉀、pH值及土壤綜合肥力都低于天然林。[結論] 中山海拔等級林地、針闊混交林、天然林對維持良好的土壤養分狀況具有更大潛力。

關鍵詞：湘贛邊界山區； 林地； 土壤養分； 空間分異

土壤是林地生態系統重要的組成部分。土壤在諸多自然因素和人為因素共同作用下復雜的形成過程決定了土壤養分狀況會呈現出綴塊性或梯度格局的異質性分布規律[1-2]。林地土壤養分對林地生產力具有決定性的影響，持久地維持和提高土壤肥力是林地生態系統穩定和林業可持續發展的重要因素[3]。因此，國內外的林地經營實踐都非常重視對土壤養分狀況及其分異規律的探討。這些研究涵蓋了林地土壤養分隨著不同的林分類型，土壤類型、土壤深度，海拔、坡度、坡向以及人類活動方式等因素呈現出的不同分異規律[4-13]。其中對林地植被和海拔對土壤養分狀況分異規律影響的研究更是熱點問題。植被的出現及其演替會影響土壤的形成和發育，植被的物種組成和結構與土壤養分元素的循環有關，不同林地類型下土壤養分分布狀況存在明顯差異[8,10-12]。海拔作為重要山地地形因子，會引起氣候特征、林分類型、土壤類型隨之改變，導致土壤理化性質的差異，土壤理化性狀指標與海拔梯度有明顯的相關性[5,9,13]。但土壤養分狀況在不同的研究區域受林分類型、地形等因素影響而表現出的分異規律不盡相同。

中國南方丘陵山區所涵蓋的東南低山丘陵林區作為中國的5大林區之一，有最大的林地面積和領先的林業總產值，但該區域多山地丘陵，土壤抗蝕性差，易發生水土流失，是一個典型的生態脆弱區域。林地在保持水土、涵養水源、改善生態環境等方面的功能顯著， 探討該區域林地土壤養分的空間分異規律，并將其應用到指導林地的生產和實踐中，會對林地生產和生態環境保護產生積極的影響。然而，對南方丘陵山區土壤養分狀況的認識多基于30 a前的土壤普查，數據陳舊。湘贛邊界山區是居于南方丘陵山區中心地帶的一個較大尺度的典型區域，對其林地土壤養分空間分異規律的研究具有重要意義，然而，目前還沒有對該區域土壤養分狀況的研究發表。因此，本文以湘贛邊界山區林地土壤為研究對象，從林分類型、海拔高度等方面探討該區域土壤養分特征的空間分異規律，以期為中國南方大面積丘陵山區林地土壤健康、高效、可持續利用和保護提供科學依據。

1研究區概況

湘贛邊界山區位于湖南、江西兩省境內，介于東經109°55′—112°26′,北緯25°14′—30°00′，是由一系列呈東北—西南走向的平行山地(羅霄山脈)雁行排列于湘贛邊境上組成(圖1)，是湘江和贛江的分水嶺，丘陵山地面積約占全區土地面積的82.4%。地貌上表現為嶺谷相間，成土母質主要是花崗巖和片麻巖，土壤地帶性規律明顯，隨海拔高度的增加，主要土壤類型由紅壤向黃紅壤、黃壤、暗黃棕壤不斷變化。全區屬亞熱帶濕潤季風氣候,冬冷夏熱，年際變化較大，光、熱、水資源豐富，且高值基本同步，山區山地氣候垂直變化明顯。年均氣溫15~20 ℃，年均降雨量1 800~2 000 mm，年日照時數1 300~1 800 h，無霜期250~300 d。地帶性植被為東部亞熱帶常綠闊葉林，屬于湘贛栲楠林松、杉林區，以針葉林和針闊混交林面積最大、分布最廣，植被繁多，其組成種類以杉、松、楠、檫、木荷、楓香、苦櫧、青岡櫟、毛竹等為代表，主要以杉、松、闊及竹為主，低丘崗地多有油茶林地分布。近年來，人工林地面積不斷擴增，增加了經濟創收，但同時造成了地帶性天然常綠闊葉林面積大幅度減少、樹種結構單一、森林幼齡化嚴重，這對土壤質量的下降和水土流失的加劇帶來隱患。

圖1　湘贛邊界山區采樣地分布

2材料與方法

2.1　土壤樣品的采集與分析

2012年10月，在湘贛邊界山區內，綜合TM影像、地形圖、1∶10萬土地利用類型圖及其他基礎地理數據，規劃出具有可行性的野外綜合考察路線；沿野外考察路線，在對不同林地生態系統、優勢植被、地形因素、人類活動情況進行詳細了解的基礎上，選取有代表性的采樣地56個，用“S”形取樣法獲得采樣地內0—20 cm土層深度的多點混合樣。記錄采樣地的經緯度和高程信息及景觀信息，獲得采樣地分布如圖1所示，采樣地概況見表1。土樣測定項目為pH值、有機質、全氮、速效磷、速效鉀。其中，土壤pH值的測定使用IQ 150土壤原位pH儀在野外即時獲得；其他理化指標在土壤樣品帶回實驗室處理后進行室內測定。將土樣去除根系和石礫后，陰涼處風干、研磨、過篩處理；采用重鉻酸鉀容量法測定土壤有機質含量，半微量開氏法測全氮含量，稀酸浸提分光光度法測速效磷含量，醋酸銨浸提火焰光度法測速效鉀的含量。

表1　湘贛邊界山區供試土壤采樣地概況

2.2　土壤養分含量綜合評價方法

土壤各獨立的養分指標難以直接反映土壤養分的整體水平，為比較全面客觀地反映土壤養分的整體狀況，本文采用修正的內梅羅(Nemero)綜合指數法[14]對土壤養分含量進行定量綜合評價。將土壤pH值、有機質、全氮、有效磷、有效鉀5項養分因子作為基本參數，參數標準化處理后獲得綜合肥力系數，繼而對不同分類范疇下林地土壤養分的綜合肥力進行比較。具體計算方法為：

(1) 參數的標準化處理。對各養分因子參數按如下方法進行標準化[14]，以消除各參數之間的量綱差別，獲得各養分因子的分肥力系數。分肥力系數Pi的計算方法如下：

(1)

式中：Pi——分肥力系數，即土壤屬性i(i=1,2,3,4,5)的肥力系數；Ci——第i個屬性的實際測定值；Xp,Xa——分級標準上、下限；Xc——介于分級標準上下限間；屬性值分級標準(Xa，Xc，Xp)主要結合第二次全國土壤普查標準及當地土壤特性，參見闕文杰等[14]的研究結果，其中pH值的分級標準選用Xa:4.5,Xc:5.5,Xp:6.5。

通過該方法標準化后，Pi參數值介于0~3之間，優點：相同參數間可比性較強；同一級別各屬性分肥力系數較接近，可比性高，測定值超過上限時，分肥力系數不再提高，反映出作物對土壤屬性的要求不是越高越好。

(2) 土壤綜合肥力系數的計算和分級。綜合肥力系數的計算可采用加和法、平均值法、加權評價值法等，本文采用修正的內梅羅(Nemero)公式對土壤綜合肥力系數進行計算并分級：

(2)

式中：P——土壤綜合肥力系數； P平均——土壤各屬性分肥力系數的平均值； P最小——土壤各分肥力系數中的最小值； n——參評土壤屬性的項數。

將土壤各分肥力系數分別假定為3，2和1，再根據n值(n=5)，按公式(5)計算得出對應的綜合肥力系數P3，P2和P1，分別為2.4，1.6和0.8。當某土壤肥力系數P≥2. 4時，表示土壤肥力等級為優；1.6≤P<2.4時，表示土壤肥力等級為良；0.8≤P<1.6時，表示土壤肥力等級為中；P<0.8時，表示土壤肥力等級為差。

2.3　土壤養分空間變異性的評價方法

土壤養分空間變異性分析是土壤養分管理和合理施肥的基礎，變異系數是土壤性質的內在反映，能夠區別不同土壤養分對外界條件的敏感性，常被用來評價土壤養分的變異性。變異系數(Cv)，即標準差與均值比值的百分數，計算方法見公式(6)：

Cv=(SD/M)×100%

(3)

式中：Cv——變異系數；SD——標準差； M——算術平均值。

本文采用Nielsen等[15]的劃分標準對變異系數進行分等定級，對土壤養分的空間變異性進行評價。Cv值≤10%時為弱變異，在10%~100%之間為中等程度變異，≥100%時為強變異。在對各類型土壤養分的整體變異情況進行比較時，本研究利用每一類型土壤所有參評因子(土壤pH值、有機質、全氮、有效磷、有效鉀)變異系數的算術平均值作為評價指標。在對各類型土壤養分的整體變異情況進行比較時，本研究利用每一類型土壤所有參評因子(土壤pH值、有機質、全氮、有效磷、有效鉀)變異系數的算術平均值作為評價指標。

3結果與分析

3.1　土壤養分整體分布特征

分析結果(表2)表明，研究區內土壤綜合肥力系數為1.05，肥力評語為中等。表層土壤各指標養分含量的變幅分別為，土壤pH值4.35~6.15，有機質含量10.83~76.71g/kg，土壤全氮含量0.45~3.50g/kg，速效磷含量1.05~8.19mg/kg，速效鉀含量30.86~292.12mg/kg；結合第二次全國土壤普查養分等級分級標準[16]可知，土壤全體樣本呈酸性，70%以上樣本處于酸性水平；土壤有機質有超過半數的樣本處于養分等級一級水平；土壤全氮有近1/2處于養分等級一級水平；土壤速效磷含量有80%以上處于最低水平，100%的樣本都處于4，5，6這3個低養分含量級別；土壤速效鉀含量屬于整體偏低水平，養分均值處于4級水平。總的來說，該試驗區土壤整體呈酸性，有機質和全氮含量較高，但普遍缺乏速效磷、鉀養分。

表2　湘贛邊界山區土壤養分整體分布特征

依變異系數的分級標準，土壤整體變異系數為39.2%，呈中等程度變異。除了pH值的變異系數小于10%，為弱變異，其他各養分含量指標都在10%~100%，即都呈現出中等程度變異，但其中速效磷、鉀養分含量的變異程度又明顯大于有機質和全氮的養分含量，反映了土壤養分含量的異質性分布特點。

3.2　不同海拔高度土壤養分分異規律

山區地形起伏大，復雜的地形分異對林地土壤養分的轉移和分配有不同影響。海拔高度作為重要的地形因子，會對林地土壤養分分異狀況產生顯著影響，且海拔數據較坡長、坡度、坡向，等其他地形因子更易于獲得，使得對不同海拔高度下林地土壤養分特征的研究更具實際意義。據陳志明和劉振東等[17]對中國基本地貌類型中海拔高度的分級進行的研究，可將中國山地海拔分為6級。本研究采樣點的高程范圍在95~1 302 m之間，處于丘陵海拔(<500 m)、低山海拔(500~800 m)、中山海拔(800~2 000 m)3個海拔等級范圍內，故本研究在這3個海拔等級內，探討不同海拔高度對林地土壤養分的分異影響。具體分析結果見表3。

表3　不同海拔等級下林地土壤養分分異特征

表3結果顯示，在丘陵海拔、低山海拔、中山海拔3個海拔等級內，隨著海拔等級的升高，土壤有機質、全氮和速效磷的含量不斷增大。其中，有機質、全氮含量的變化趨勢主要由隨海拔高度的升高帶來的溫度的降低和濕度的增加引起，這些變化有利于土壤有機質的積累；而含有機質多的土壤固磷作用往往較弱，可以提高磷的有效性[18]，這有利于速效磷養分的積累，解釋了土壤速效磷含量所呈現出的變化趨勢。另外，土壤pH值和土壤速效鉀表現出先升高后降低的變化趨勢。

隨著海拔等級的升高，土壤pH值、有機質、全氮3項肥力因子的變異系數都不斷降低，即空間變異性不斷減小，這與隨著海拔升高人為干擾強度降低并且林分類型趨向單一有關。而土壤速效磷的空間分異性不斷增大，速效鉀和土壤整體養分含量的空間變異性是先增大后減小。

總的來說，研究區內中山海拔等級處土壤養分綜合肥力系數(1.14>1.05)和變異系數均值(33.1%<39.2%)都優于土壤養分整體狀況。如圖2所示，在3個海拔等級內具有最高的綜合肥力系數和最低的空間變異性，呈現出最好的土壤養分狀況。

3.3　不同林地生態系統土壤養分分異規律

林地的植被組成與結構和養分元素的循環有關，土壤養分特征與植物群落的演替密切相關[19]。按林地的自然屬性將采樣地分類，進行闊葉林、灌木林、針葉林、毛竹林和針闊混交林這5種不同林地生態系統下土壤的養分特征分析，可以從偏重自然生態的角度去探究不同林地生態系統對土壤養分分異特征的影響。將土壤樣本按采樣地的林地類型進行歸類并進行養分特征分析，得到不同林地生態系統下土壤養分分異特征見表4。

圖2　不同海拔等級下林地土壤養分綜合特征

土壤養分指標 養分含量闊葉林灌木林針葉林毛竹林針闊混交林變異系數/%闊葉林灌木林針葉林毛竹林針闊混交林有機質/(g·kg-1)35.1038.0140.6541.0862.7129.729.043.429.920.0全氮/(g·kg-1)2.001.641.702.132.2624.931.544.440.13.2速磷/(mg·kg-1)2.315.152.192.692.6716.082.534.325.713.4速鉀/(mg·kg-1)118.8389.0072.76105.3377.9267.551.244.670.728.2pH均值5.335.305.185.595.349.99.47.24.46.7綜合評價1.121.200.981.151.1629.640.734.834.214.3

3.3.1不同林地生態系統對土壤各養分指標的影響如表4所示，針闊混交林下土壤有機質含量顯著高于其他類型(p<0.05)，這與針闊混交林具有較多的凋落物歸還量和較常綠闊葉林更低的凋落物分解率[20]有關。各植被覆被下的土壤全氮含量差異不顯著，整體含量較高，都處于1.64~2.26 g/kg之間；灌木林下土壤速效磷含量顯著高于其他類型(p<0.05)，均值為5.15 mg/kg，這與采樣灌木林多油茶林地，油茶林地因施肥有明顯的磷素高值有關，但整體上各林地類型覆被下的土壤速效磷含量仍處于較低水平；在土壤速效鉀含量方面，闊葉林的含量顯著高于針葉林的含量(p<0.05)；各植被覆被類型下土壤pH值都居于偏酸水平，但針葉林的酸性顯著高于毛竹林的酸性(p<0.05)，這與土壤微生物的活動，以及亞熱帶針葉林消耗不掉所有的礦化氮，而隨著硝態氮淋溶的不斷進行，陽離子的大量輸出從而導致土壤酸化，使針葉林下土壤呈現出較強的酸性有關[11]。

3.3.2不同林地生態系統對土壤綜合指標的影響根據土壤養分含量綜合評價方法和土壤養分空間變異性的評價方法，獲得各林地類型下土壤養分的綜合肥力系數和變異系數的均值，結果如圖3所示。

圖3　不同林地類型下土壤養分綜合特征

5種林地類型下土壤綜合肥力系數： 灌木林>針闊混交林>毛竹林>闊葉林 >針葉林，肥力評價為中等,但只有針葉林的綜合肥力狀況低于土壤養分整體水平(0.98<1.05)。5種林地類型下變異系數均值大小：灌木林>針葉林>毛竹林>闊葉林>針闊混交林，且都呈中等程度變異。土壤綜合肥力系數越大，土壤綜合肥力狀況越好，土壤養分變異系數的均值越小，土壤養分狀況的變異程度越小、穩定性越好。可以看出，灌木林、針闊混交林的土壤有最好的綜合肥力，其次為毛竹林，單一的闊葉林和針葉林綜合肥力最差。由于灌木林多為不同種類的經濟林種，雖有最高的土壤養分綜合，但卻有最大的變異系數，不能呈現出穩定均一性；而針闊混交林不僅具有較高的綜合肥力系數，又具有最低的變異系數均值，土壤綜合肥力系數(1.16>1.05)和變異系數均值(14.0%<39.2%)都優于土壤養分整體狀況，呈現出最好的土壤養分狀況，所以，針闊混交林對維護研究區林地土壤的自肥能力具有最大的潛力。因此，要加強對已有針闊混交林的保護，并適度提倡針闊混交的造林綠化工程，防止土壤肥力衰退，保持林業持續發展。

3.4　天然林和人工林下土壤養分分異規律

天然林又稱自然林，指依靠自然能力形成的森林，而人工林是采用人工播種、栽植或扦插等方法和技術措施營造培育而成的林地。與天然林相比，人工林從造林開始就伴隨著一系列的人類經營管理措施，等人類活動干擾。本文將采樣地劃分為人工林與天然林進行土壤養分特征的分析，可從偏重人類活動方面去探究林地土壤養分的分異規律。對照第二次土壤普查養分分級標準[16]，獲得各單項養分含量均值所處的養分等級；并依土壤養分含量綜合評價方法和土壤養分空間變異性的評價方法得出土壤肥力以及土壤空間變異的綜合評價結果，結果顯示如圖4所示。

圖4　人工林和天然林的土壤養分分異特征

依圖4結果，從各單項養分指標含量看，除了速效磷含量以外，土壤有機質、全氮、速效鉀、pH值都是人工林低于天然林，其中人工林pH值低于天然林差異顯著(p<0.05)；土壤養分空間變異性方面，有機質、全氮、速磷都是天然林低于人工林。

從養分因子綜合指標看，如圖4綜合評價結果所顯示，土壤綜合肥力為人工林(1.03)<林地整體(1.05)<天然林(1.12)，肥力評價均為中等；土壤整體空間變異性為人工林(41.8%)>林地整體(39.2%)>天然林(33.6%)，都呈現出中等程度變異。這說明在南方土壤呈酸性本低、生態系統脆弱的大環境下，天然林較人工林可以更好的維持良好的土壤養分性狀。是由于山區丘陵地帶土壤侵蝕原本就較平地嚴重，人工林在未達到一定的郁閉度而發揮水土保持功能時，其減少土壤侵蝕導致的表層養分流失的能力會比天然林差很多；同時，除了部分人工經濟林的墾復施肥措施可以增加土壤養分含量的積累，人工林的整地、采伐作業，等其他多數經營措施，都會對林地土壤帶來不同程度的人為干擾作用，產生土壤擾動、干擾地被植物，減少枯枝落葉層的厚度、數量；這些都會影響人工林地表層土壤養分的轉化與積累，并增大其土壤養分的空間變異性。

4結 論

(1) 研究區土壤整體呈酸性，有機質和全氮養分含量較高，但普遍缺乏速效養分P，K，研究區整體土壤綜合肥力系數為1.05，肥力評語為中等。因此，在以后的林業生產中，如果適當添加磷肥、鉀肥，林地土壤綜合肥力以及林業生產力可能會得到更大提高。土壤整體變異系數為39.2%，呈中等程度變異。除了pH值為弱變異，其他各養分含量指標都呈現出中等程度變異，但其中速效磷、鉀養分含量的變異程度又明顯大于有機質和全氮的養分含量。

(2) 隨著海拔等級的升高，山地氣候特征、林分類型、土壤類型隨之發生梯度改變，這導致了土壤養分狀況也表現出明顯的梯度分異規律。研究區土壤有機質、全氮、速效磷的含量隨著海拔等級的升高不斷增大，這與程先福等[19]對江西省興國縣的的研究結果相一致，但卻與張巧明等[13]對秦嶺火地塘林區土壤速效磷含量隨海拔升高而下降的研究結果正相反，這表明土壤養分的海拔分異規律會因研究區地域較大的差異而有所不同。同時，本研究進一步得出土壤綜合肥力也隨海拔等級的升高不斷增大。在空間變異性方面，土壤pH值、有機質、全氮3項肥力因子隨海拔等級的升高不斷降低。

(3) 植被的物種組成和結構與土壤養分元素的循環密切有關。5種林地類型下土壤養分分布狀況存在明顯差異。針闊混交林下土壤有機質含量(62.70 g/kg)和灌木林下土壤速效磷含量(5.15 mg/kg)都顯著高于其他類型；各林地類型下的土壤全氮含量差異不顯著，整體含量較高，都處于1.64~2.26 g/kg之間；闊葉林的土壤速效鉀含量高于針葉林，針葉林的酸性高于毛竹林都具有差異顯著性。土壤綜合肥力系數：灌木林(1.2)>針闊混交林(1.16)>毛竹林(1.15)>闊葉林(1.12)>針葉林(0.98)，變異系數均值大小：灌木林(40.7%)>針葉林(34.8%)>毛竹林(34.2%)>闊葉林(29.6%)>針闊混交林(14.3%)。可見，針闊混交林保持土壤肥力及養分穩定性的能力都較強，而針葉林都較弱。建議在以后的林業生產實踐中要盡可能的營造針闊混交林，已有的針葉林可向針闊混交林方向做適當調整，防止土壤肥力下降和土壤酸化的加劇。

(4) 人工林和天然林的土壤養分分異特征明顯。除了速效磷含量以外，人工林的土壤有機質、全氮、速效鉀、pH值都低于天然林，其中人工林pH值低于天然林差異顯著(p<0.05)。土壤綜合肥力為人工林(1.03)<天然林(1.12)，土壤整體空間變異性為人工林(41.8%)>天然林(33.6%)。這說明在南方土壤呈酸性本低、生態系統脆弱的大環境下，天然林較人工林可以更好的維持良好的土壤養分性狀。

(5) 相對于其他研究多關注于土壤養分單項指標的分異規律，本研究從土壤養分綜合指標方面探討了湘贛邊界山區受不同海拔高度等級和林地植被類型表現出的土壤養分的分異規律。得出，土壤綜合肥力系數：中山海拔等級林地(1.14)、針闊混交林(1.16)和天然林(1.12)都大于林地整地(1.05)，變異系數均值：中山海拔等級林地(33.1%)、針闊混交林(14.0%)和天然林(33.6%)都小于林地整體(39.2%)，越高的綜合肥力系數和較低的變異系數代表了土壤越好的保持土壤肥力及養分穩定性的能力。因此，中山海拔等處林地、針闊混交林地和天然林地對維護山區林地土壤的自肥能力有較大的潛力，在林地生產實踐中更要注重對符合該條件的林地進行保護，以保證湘贛邊界山區林地生態系統的安全與穩定性。

致謝：本文在撰寫過程中得到中國科學院地理科學與資源研究所江東和南京農業大學劉志鵬老師給予的耐心指導和無私幫助，以及中國科學院的宋大平、秦瑞、付晶瑩等在野外采樣及室內試驗分析過程中的幫助，在此一并致謝！

[參考文獻]

[1]Heuvelink G, Webster R. Modelling soil variation: past, present, and future[J]. Geoderma， 2001,100(3):269-301.

[2]Lin H, Wheeler D, Bell J, et al.Assessment of soil spatial variability at multiple scales[J]. Ecological Modelling， 2005,182(3):271-290.

[3]楊曉娟,王海燕,劉玲,等.吉林省東部低山丘陵區4種林分類型林地的土壤肥力分析[J].水土保持通報，2013,33(4):142-148.

[4]李明輝,彭少麟,申衛軍,等.丘塘景觀植被恢復與土壤養分空間分異規律研究[J].農業工程學報,2005,21(S):72-75.

[5]呂世麗,李新平,李文斌,等.牛背梁自然保護區不同海拔高度森林土壤養分特征分析[J].西北農林科技大學學報:自然科學版，2013,41(4):161-168.

[6]張忠華,胡剛,祝介東,等.喀斯特森林土壤養分的空間異質性及其對樹種分布的影響[J].植物生態學報，2011,35(10):1038-1049.

[7]Lauber C L, Strickland M S, Bradford M A, et al. The influence of soil properties on the structure of bacterial and fungal communities across land-use types[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2008,40(9):2407-2415.

[8]Sayer E J, Wright S J, Tanner E V, et al. Variable responses of lowland tropical forest nutrient status to fertilization and litter manipulation[J]. Ecosystems, 2012,15(3):387-400.

[9]Martinson G O, Corre M D, Veldkamp E. Responses of nitrous oxide fluxes and soil nitrogen cycling to nutrient additions in montane forests along an elevation gradient in Southern Ecuador[J]. Biogeochemistry， 2013,112(1/3):625-636.

[10]蔣文偉,周國模,余樹全,等.安吉山地主要森林類型土壤養分狀況的研究[J].水土保持學報,2004,18(4):73-76.

[11]羅歆,代數,何丙輝,等.縉云山不同植被類型林下土壤養分含量及物理性質研究[J].水土保持學報，2011,25(1):64-69.

[12]孫艷紅,張洪江,程金花,等.縉云山不同林地類型土壤特性及其水源涵養功能[J].水土保持學報，2006,20(2):106-109.

[13]張巧明,王得祥,龔明貴,等.秦嶺火地塘林區不同海拔森林土壤理化性質[J].水土保持學報，2011,25(5):69-73.

[14]闕文杰,吳啟堂.一個定量綜合評價土壤肥力的方法初探[J].土壤通報，1994,25(96):245-247.

[15]Nielsen D R, Bouma J. Soil Spatial Variability [M]. Pudoc: Wageningen, 1985.

[16]全國土壤普查辦公室.中國土壤[M].北京:中國農業出版社,2002.

[17]劉振東,陳志明,于秀波.中國地貌全國研制[J].地圖,1995(1):36-38.

[18]林克惠.土壤中磷的固定以及施用石灰和有機質對磷的有效性的影響[J].土壤通報,1963(5):22-26.

[19]程先富,史學正,于東升,等.丘陵山區林地土壤養分狀況研究：以江西省興國縣為例[J].水土保持學報,2003,17(2):28-30.

[20]李海濤,于貴瑞,李家永.井岡山森林凋落物分解動態及磷、鉀釋放速率[J].應用生態學報,2007,18(2):233-240.

Spatial Variation of Forest Soil Nutrient in Hu’nan-Jiangxi Boundary Mountain Areas

WEI Zhihong1，2, JIANG Xiaosan1, HUANG Yaohuan2, ZHUANG Dafang2，1, DAI Shouzheng1，2, LI Fei3

(1.CollegeofResourcesandEnvironmentalSciences,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing,Jiangsu

210095,China; 2.InstituteofGeographicScienceandNaturalResourcesResearch,CAS,Beijing100101,

China; 3.QinghaiEcologicalandEnvironmentalRemoteSensingMonitorCenter,Xining,Qinghai810000,China)

Abstract：[Objective] To improve the studies on ecological conditions, utilization, and protection of forest resources, the soil spatial variation and the spatial distribution of sample sites in forest of Hu’nan—Jiangxi boundary mountain areas were analyzed. [Methods] The soil nutrient content was measured, and the comprehensive advantage of soil nutrients was evaluated by the changed Nemero formula, the soil spatial variability was evaluated by the coefficient of variation(CV).[Results] (1) Soils of the experimental region were characterized as acidic and had high values of soil organic matter(SOM) and soil total nitrogen(STN) generally, but were all lack of soil available phosphorus(SAP) and soil available potassium(SAK)nutrients, (2) With the rise of elevation level of hill, low mountain, middle mountain, the values of soil pH, SOM, STN, SAP and comprehensive fertility coefficient increased, but the spatial variation of soil pH, SOM and STN decreased. (3) According to the different forest types, the comprehensive advantage of soil nutrients were made as follow: shrubs> the mixed forest> Phyllostarchys pubescens forest> broad-leaved forest> coniferous forest, the order of the spatial variation were: shrubs> coniferous forest> P. pubescens forest> broad-leaved forest> the mixed forest. (4) All the soil nutrient indicators of natural forest, except the SAP, were higher than that of plantation.[Conclusion] The forest in middle mountain, mixed forest and natural forest have more potential to maintain good soil nutrient status in the study area.

Keywords:Hunan-Jiangxi border mountain areas; forest; soil nutrients; spatial variation

文獻標識碼：A

文章編號：1000-288X(2015)01-0349-07

中圖分類號：S151.9， S714.8

通信作者：姜小三(1967—)，男(漢族)，江蘇省姜堰縣人，博士，副教授，主要從事資源環境信息系統研究。E-mail：gis@njau.edu.cn。

收稿日期：2014-05-26修回日期：2014-06-13

資助項目：科技基礎性工作專項“我國南方丘陵山區綜合科學考察”(SQ2012FY4910045)； 國家自然科學青年基金項目“基于GRACE陸地水儲量變化反演的西南五省干旱監測研究”(51309210)； 青海省科學技術廳科技基礎條件平臺建設計劃“青海省可可西里國家級自然保護區天地一體化綜合監測平臺研發”(2013-T-Y28)

第一作者：魏志紅(1989—)，女(漢族)，河南省南陽市人，碩士研究生，研究方向為資源環境信息系統。E-mail：weizh@lreis.ac.cn。