全 文 ：喀斯特木论自然保护区土壤养分的空间变异特征*
刘摇 璐1,2 摇 曾馥平1,2 摇 宋同清1,2 摇 彭晚霞1,2 摇 王克林1,2**摇 覃文更3 摇 谭卫宁3
( 1 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125; 2 中国科学院环江喀斯特生态系统观
测研究站, 广西环江 547200; 3 木论国家级自然保护区管理局, 广西环江 547100)
摘摇 要摇 基于网格(20 m伊20 m)采样法采集土壤样品,利用经典统计学和地统计方法分析了
典型喀斯特峰丛洼地(200 m伊100 m)土壤养分的空间变异特征.结果表明:研究区土壤 pH值
表现为弱变异,其他各养分指标均为中等程度变异,大小顺序为速效磷(AP) >速效钾(AK) >
碱解氮(AN)>土壤有机质(SOM)>全钾(TK) >全磷(TP) >全氮(TN);pH 半变异函数的最佳
拟合模型为球状模型,TK和 AK的最佳拟合模型为指数模型,其他养分指标的最佳拟合模型
均为高斯模型;pH、AK的变异尺度(变程)较小,分别为 58郾 1 和 41郾 1 m,SOM、TN、TP、AN、AP
的变异尺度相近,在 100 ~ 150 m,TK的变异尺度最大(463郾 5 m);除研究区土壤 TK、TN 表现
为中等的空间自相关性外,其他土壤养分指标均表现为强烈的空间自相关性. pH、AK 呈零星
斑块状分布,表现为高异质性;SOM、TP、TK 的变化趋势较平缓,呈中间高、两边低的分布格
局;AN、AP的空间分布具有显著的相似性,均随坡度的增加而呈片状上升趋势;TN 的分布较
特殊,呈中间低、两边高的趋势.植被、地形和高异质性的微生境是造成喀斯特木论自然保护
区土壤养分格局差异的主要因素.
关键词摇 喀斯特摇 土壤养分摇 空间变异摇 地统计学
*中国科学院西部行动计划项目(KZCX2鄄XB2鄄08)、中国科学院知识创新工程项目(KZCX鄄2鄄YW鄄436)、国家自然科学基金项目(30970508)和
国家科技支撑计划项目(2006BAC01A10, 2009BADC6B008)资助.
**通讯作者. E鄄mail: kelin@ isa. ac. cn
2009鄄12鄄16 收稿,2010鄄04鄄01 接受.
文章编号摇 1001-9332(2010)07-1667-07摇 中图分类号摇 S153. 6摇 文献标识码摇 A
Spatial heterogeneity of soil nutrients in Karst area爷 s Mulun National Nature Reserve. LIU
Lu1,2, ZENG Fu鄄ping1,2, SONG Tong鄄qing1,2, PENG Wan鄄xia1,2, WANG Ke鄄lin1,2, QIN Wen鄄
geng3, TAN Wei鄄ning3 ( 1Key Laboratory of Agro鄄ecological Processes in Subtropical Region, Institu鄄
te of Subtropical Agriculture, Chinese Academy of Sciences, Changsha 410125, China; 2Huanjiang
Observation and Research Station of Karst Ecosystem, Chinese Academy of Sciences, Huanjiang
547200, Guangxi, China; 3Management Bureau of Mulun National Nature Reserve, Huanjiang
547100, Guangxi, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2010,21(7): 1667-1673.
Abstract: Soil samples were collected from the depression (200 m伊100 m) in Karst area爷s Mulun
National Nature Reserve by grid sampling method (20 m伊20 m), with the spatial heterogeneity of
soil nutrients analyzed by the methods of classic statistics and geo鄄statistics. The soil pH showed
small variation, while the soil nutrients showed moderate variation, being in the order of available
phosphorus (AP) > available potassium (AK) > available nitrogen (AN) > organic matter (OM)
> total potassium (TK) > total phosphorus (TP) > total nitrogen (TN). Spherical model fitted best
for soil pH, exponential model fitted best for soil TK and AK, and Gaussian model fitted best for
other variables. The variation range of soil pH and AK was smaller, being 58郾 1 m and 41郾 1 m, re鄄
spectively, that of soil OM, TN, TP, AN, and AP was from 100 m to 150 m, and that of soil TK
was the largest (463郾 5 m). Soil TK and TN showed moderate spatial autocorrelation, while other
soil nutrients showed strong spatial autocorrelation. Soil pH and AK presented fragmented patch dis鄄
tribution, showing high heterogeneity, while soil OM, TP, and TK changed gently, high in the
middle and low in two sides. The spatial patterns of soil AN and AP were similar, i. e. , increased
with landform slope. Soil TN had a distribution pattern of low in the middle and high in two sides.
Vegetation, topography, and high heterogeneity of micro鄄habitat were the main factors caused the
differences of the spatial distribution patterns of soil nutrients in the Reserve.
Key words: Karst; soil nutrient; spatial heterogeneity; geo鄄statistics.
应 用 生 态 学 报摇 2010 年 7 月摇 第 21 卷摇 第 7 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jul. 2010,21(7): 1667-1673
摇 摇 土壤是一个时空连续的变异体,具有高度的空
间异质性,不论在大尺度还是小尺度上,土壤的空间
异质性均存在[1-2] . 喀斯特峰丛洼地广泛分布于我
国西南部,该地区人地矛盾突出、生态系统脆弱,由
于其特殊的二元水文结构以及复杂的地貌形态,土
壤养分变异呈现出多来源且高变异的特征[3-4] . 土
壤肥力是土壤最重要的生态功能之一,对土壤养分
空间变异的充分了解,是土壤养分管理和合理施肥
的基础,对推动土壤科学定量化研究与精准农业的
实施也具有重要意义[5-6] .在生态脆弱地区,土壤养
分的空间分布特征直接影响该地区土壤生产力的高
低和生态恢复的途径和方向,因而探明土壤养分空
间变异是合理指导喀斯特地区生态重建和农业生产
的关键[7] .
地统计学是在传统统计学基础上发展起来的空
间分析方法,它不仅能有效地揭示属性变量在空间
上的分布、变异和相关特征,还能将空间格局与生态
过程联系起来,可有效地解释空间格局对生态过程
与功能的影响[8-11] .国内外学者应用地统计方法对
土壤性质的空间变异特征进行了大量研究[12-15],对
喀斯特地区土壤养分与环境因素的关系也进行了多
方面探讨,如许联芳等[16]利用地统计方法探讨了不
同土地利用方式下土壤养分含量的差异;龙健等[17]
研究发现,植被演替及不同退耕模式对喀斯特地区
土壤养分具有重要影响. 目前对喀斯特地区峰丛洼
地土壤养分的空间变异研究较少[18] . 为此,本文以
喀斯特木论国家级自然保护区的典型景观单元———
峰丛洼地为尺度,结合经典统计学和地统计学方法
分析了土壤养分的空间异质性和分布格局,初步探
讨了其生态过程,以期为区域土壤养分的调控和生
态恢复与重建提供理论依据和参考.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究地概况
木论自然保护区 (25毅 07忆01义—25毅 12忆22义 N,
107毅54忆01义—108毅05忆51义 E)位于广西环江毛南族自
治县西北部,东西 19郾 80 km、南北 10郾 75 km,林区总
面积 89郾 69 km2,属于中亚热带石灰岩区常绿落叶
阔叶混交林生态系统,是世界上喀斯特地貌区幸存
的连片面积最大、完好性保存最佳、原生性最强的喀
斯特森林,森林覆盖率达 94郾 8% ,其典型景观单元
为峰丛洼地.该区属中亚热带季风气候,年均日照时
数 1451郾 1 h,占全年可照时数(4422 h)的 32郾 8% ,
月平均日照时数以 7 月最多(190郾 7 h)、2 月最少
(61郾 5 h ); 平均气温 19郾 3 益, 极端最低气温
-5郾 0 益,极端最高气温 36 益,逸10 益年活动积温
6260 益,无霜期 310 d;年均降水量 1529郾 2 mm(海
拔420 m),4—8 月降水量占全年降水量的 73郾 7% ,
年均相对湿度 79% ,干燥度 0郾 69,湿润度 1郾 46.
本研 究 区 域 为 典 型 的 峰 丛 洼 地, 面 积
190郾 2 hm2,其中,洼地面积 11郾 8 hm2,海拔 413郾 6 ~
637郾 8 m.山坡的裸岩率高达 90% ,只有零星分布的
土壤,平均坡度约 35毅,凹凸不平.
1郾 2摇 样品采集与分析
通过勘查,2007 年 11 月在保护区沿东南鄄西北
方向按照 CTFS 标准[19]设置一块 200 m伊100 m 的
动态监测样地,划分为 50 个 20 m伊20 m的方格(图
1).采用规则网格取样,采样时在 20 m伊20 m 范围
内随机采取 5 个样本(每个样本取 0 ~ 15 cm的表层
土壤),混合后代表该样点土样,同时记录每个取样
点的立地因子、植被、人为干扰等信息,并用手持
GPS定位.土壤风干过筛备用.
pH 值采用电极电位法测定;土壤有机质
(SOM)采用重铬酸钾鄄外加热法测定;全氮(TN)采
用半微量开氏法测定;全磷(TP)采用 NaOH 熔融鄄
钼锑抗显色鄄紫外分光光度法测定;全钾(TK)采用
NaOH 熔融鄄火焰光度计法测定;碱解氮(AN)采用
碱解鄄扩散法测定;速效磷(AP)采用 0. 5 mol·L-1
NaHCO3 浸提法测定;速效钾(AK)采用 NH4OAc 浸
提法测定[20] .
图 1摇 研究区样地的位置
Fig. 1摇 Location of the sample plots in the study area.
8661 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
1郾 3摇 研究方法
半方差函数是应用广泛的空间格局描述工
具[21-23],其公式为:
酌(h) = 12N(h)移
N(h)
i = 1
[Z(xi) - Z(xi + h)] 2
式中:酌(h) 为半方差函数值;N(h) 为间距为向量 h
的点对总数;Z(xi) 为区域化变量 Z 在 xi 处的实测
值;Z(xi + h)为与 xi距离为向量 h处样点的值.一般
认为半方差函数只有在最大间隔的 1 / 2 内才有意
义,本研究中半方差函数的有效滞后距均设为最大
采样间隔的 1 / 2. 对半变异函数的拟合主要采用高
斯模型(Gaussian),其公式为:
酌(h) = C0 + C(1 - e -
h2
a2)
式中:C0 为块金值(nugget);C0+C为基台值(sill);a
为变程 ( range); h 为滞后距离. 一般用决定系数
(R2)判断模型拟合的好坏. C0 表示随机变异的大
小,主要有 2 个来源:最小取样间隔内自然过程所造
成的变异;试验误差. C 为结构方差,表示由土壤母
质、地形、气候等非人为因素引起的变异. (C0+C)是
半变异函数达到的极限值,在该值附近的半变异函
数值不再单调递增,而是围绕该值上下波动.如果变
异函数的基台值存在则说明该空间变量平稳,可以
认为基台值是该变量在研究区域的总变差.块金值 /
基台值[C0 / (C0 +C)]表示空间异质性程度,其值
<25%时,表示变量具有强烈的空间自相关性;在
25% ~ 75% 时,变量具有中等的空间自相关性;
>75%时,变量的空间自相关性很弱;当该值接近 1
时,说明该变量在整个尺度上具有恒定的变异.变程
表示具有相似性质的斑块的空间连续性的范围,变
程以内的空间变量具有空间自相关性,变程以外则
不存在空间自相关. 当某土壤养分观察值之间的距
离大于变程值时,说明它们之间相互独立;若小于变
程值时,则说明它们之间存在一定的空间相关性.
1郾 4摇 数据处理
土壤养分的描述性统计分析在统计软件 SPSS
16郾 0 中完成.在 GS+软件中用理论模型对各土壤养
分指标的半变异函数进行拟合. Kriging 等值线图在
ArcGIS 9郾 2 软件中完成.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 喀斯特木论自然保护区土壤养分的描述性统
计分析
本文采用样本均值加减 3 倍标准差来识别特异
值,在此区间外的数据均定为特异值,分别用最大值
和最小值代替.经检验,只有研究区土壤的 AP 存在
特异值,采用上述方法替换掉特异值后,对数据进行
单样本 K鄄S检验的结果表明,均符合正态分布.然后
对研究区土壤养分的各项指标进行地统计学分析,
由表 1 可以看出,研究区土壤 pH 值的变异程度很
小,变异系数仅为 6郾 9% ,其他各指标的变异系数较
接近,均在 39% ~49% ,属中等程度变异;各项土壤
养分指标的变异程度依次为 AP>AK>AN>SOM>TK
>TP>TN.总体来看,研究区土壤速效养分的变异程
度大于全量养分,土壤有机质的变异程度位于两者
之间.
2郾 2摇 喀斯特木论自然保护区土壤养分的空间结构
如果变量在采样尺度上具有空间依赖性(或者
空间相关性),半方差函数会随着滞后距的增加而
增大,并且在超过一定距离(变程)后逐渐趋近于基
台值或围绕基台值波动[7] .由图 2 可以看出,研究区
各土壤养分指标均具有较明显的基台值,说明土壤
养分具有明显的空间依赖性和空间结构.
表 1摇 研究区土壤养分的描述性统计特征
Tab. 1摇 Descriptive statistics characteristics of the soil nutrients in the study area (n=50)
土壤养分
Soil nutrient
最小值
Minimum
最大值
Maximum
平均值
Mean
标准差
Standard
derivation
变异系数
Variance
coefficient (% )
偏度
Skew
峰度
Kurtosis
SOM(g·kg-1) 32郾 383 213郾 166 108郾 397 49郾 176 45郾 4 0郾 687 -0郾 437
TN(g·kg-1) 2郾 830 11郾 159 5郾 526 2郾 194 39郾 7 0郾 834 -0郾 272
TP(g·kg-1) 0郾 379 2郾 266 1郾 173 0郾 502 42郾 8 0郾 239 -0郾 956
TK(g·kg-1) 2郾 000 11郾 664 5郾 386 2郾 335 43郾 4 0郾 685 -0郾 044
AN(mg·kg-1) 206郾 979 1139郾 654 491郾 838 235郾 398 47郾 9 0郾 834 0郾 049
AP(mg·kg-1) 1郾 962 34郾 517 11郾 444 7郾 586 66郾 3 0郾 948 0郾 436
AK(mg·kg-1) 45郾 067 268郾 122 122郾 774 60郾 151 49郾 0 0郾 552 -0郾 873
pH 5郾 760 7郾 680 6郾 960 0郾 483 6郾 9 -0郾 665 -0郾 388
SOM: 土壤有机质 Soil organic matter; TN:全氮 Total nitrogen; TP: 全磷 Total phosphorus; TK:全钾 Total potassium; AN:碱解氮 Available nitro鄄
gen; AP: 速效磷 Available phosphorus; AK: 速效钾 Available potassium. 下同 The same below.
96617 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘摇 璐等: 喀斯特木论自然保护区土壤养分的空间变异特征摇 摇 摇 摇 摇 摇
摇 摇 喀斯特木论自然保护区各土壤养分指标最佳拟
合模型的决定系数均很高,说明拟合模型能很好地
反映土壤养分的空间特征(表 2). 土壤 pH 的最佳
拟合模型为球状模型,TK、AK的最佳拟合模型为指
数模型,其他指标的最佳拟合模型均为高斯模型
(表 2).研究区各土壤养分指标的块金效应均为正
值,说明存在一定的采样、试验误差. 各养分指标的
块金值 /基台值依次为 TN>TK>AP>SOM>pH>AN>
AK> TP,其中, TN、 TK 的块金值 /基台值分别为
0郾 451、0郾 340,表现为中等空间自相关性;pH、SOM、
TP、 AN、 AP、 AK 的块金值 /基台值均较小, 在
0郾 091 ~ 0郾 236,表现为强烈的空间自相关性,说明随
机因素对这几项土壤养分指标空间分布的贡献较
小,其空间变异主要由土壤母质、地形、气候等自然
因素(结构性变异)引起[15] . 该区土壤 pH、AK 的变
程较小,为 41郾 1 m,其空间连续性较差;TK 的变程
(463. 5 m)较大,其空间连续性很好,有待更小尺度
的研究;SOM、TN、TP、AN、AP 的变程接近,在 100 ~
150 m,该范围与研究区典型景观单元的大小较接
近.
2郾 3摇 喀斯特木论自然保护区土壤养分的空间格局
土壤是形态和演化过程都十分复杂的自然综合
体,受成土母质、地形、气候、植被等成土因素及人为
干扰活动的影响,具有复杂性和空间变异性[24-27] .
基于半方差函数的建立,应用 ArcGIS软件中 Kriging
插值法绘制空间等值分布图,能够更深刻、全面和直
观地反映土壤养分在空间上的分布特征. 结合样地
高程图,由图 3 可以看出,研究区土壤 pH 呈零星斑
块状分布,其值在洼地较低,与土壤养分的空间分布
具有一定的相似性;SOM、TP呈凸型分布,表现为中
图 2摇 研究区土壤养分的半方差函数图
Fig. 2摇 Semivariograms map of the soil nutrients in the study area.
SOM: 土壤有机质 Soil organic matter; TN: 全氮 Total nitrogen;TP: 全磷 Total phosphorus;TK: 全钾 Total potassium; AN: 碱解氮 Available nitro鄄
gen; AP: 速效磷 Available phosphorus; AK: 速效钾 Available potassium. 下同 The same below.
表 2摇 研究区土壤养分半方差函数的模型类型及参数
Tab. 2摇 Semivariogram theoretical models and parameters for the soil nutrients in the study area
土壤养分
Soil nutrient
模型类型
Model type
C0 C0 +C a (m) C0 / (C0 +C) R2
SOM(g·kg-1) 高斯模型 Gaussian model 760郾 00 3275郾 00 100郾 30 0郾 23 0郾 989
TN(g·kg-1) 高斯模型 Gaussian model 2郾 59 5郾 74 103郾 70 0郾 45 1郾 000
TP(g·kg-1) 高斯模型 Gaussian model 0郾 05 0郾 54 151郾 70 0郾 09 0郾 998
TK(g·kg-1) 指数模型 Exponential model 3郾 19 9郾 39 463郾 50 0郾 34 0郾 874
AN(mg·kg-1) 高斯模型 Gaussian model 10300郾 00 81700郾 00 113郾 30 0郾 13 0郾 996
AP(mg·kg-1) 高斯模型 Gaussian model 22郾 80 96郾 60 146郾 20 0郾 24 0郾 998
AK(mg·kg-1) 指数模型 Exponential model 350郾 00 3787郾 00 41郾 10 0郾 09 0郾 988
pH 球状模型 Spherical model 0郾 04 0郾 25 58郾 10 0郾 18 0郾 994
0761 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
图 3摇 研究区土壤养分的空间分布
Fig. 3摇 Spatial distribution of the soil nutrients in the study area.
间高、两头低,其含量由中间向两边呈片状下降趋
势;AN和 AP 呈单峰分布,且随着坡度的增加而呈
片状上升趋势,在坡顶的含量最高;TN 在坡中含量
最低,呈中间低、两头高的分布格局;TK的变化趋势
较规则、平缓,小区域内的差异不大;AK 的变化非
常强烈,斑块小而多,相近区域土壤中的 AK含量差
异明显,规律性不强.
3摇 讨摇 摇 论
本研究样地位于木论自然保护区内,为一典型
的峰丛洼地单元,森林保存完好、人为干扰少、植被
多样性高、地形地貌复杂多变、微生境丰富[25] .经典
描述性统计分析发现,研究区各土壤养分含量均为
中等程度变异,速效养分的变异程度大于全量养分,
这与喀斯特地区土壤的高异质性和营养元素的淋溶
特征有关.结合张伟等[7]的研究结果发现,在受到
人为干扰后,SOM、土壤速效养分含量均显著下降,
SOM含量由 108郾 397 g·kg-1降至 30郾 03 g·kg-1;而
土壤全量养分的变化则相对不明显,TP 基本保持不
变,TN由 5郾 526 g·kg-1降至 3郾 6 g·kg-1,而 TK 反
而有所增加(5郾 386 ~ 10郾 54 g·kg-1 ). 由此可以看
出,在强烈的人为干扰下,尽管施肥能补给部分营养
元素,但土壤肥力仍急剧下降. 因此,在喀斯特地区
应尽量避免人为干扰,并确保植被的顺向演替和土
壤养分的合理利用.
研究区土壤养分具有良好的空间结构,其半方
差拟合模型能很好地反映土壤养分的空间特征. 该
区土壤 SOM、TP、AN、AP、AK的块金值 /基台值均较
小,表现为强烈的空间自相关性,说明随机因素对这
几项土壤养分指标空间分布的贡献较小,其空间变
异主要由土壤母质、地形、气候等自然因素(结构性
变异)引起;TN、TK表现为中等的空间自相关性,说
明在当前观测尺度上,随机因素对这些养分的影响
较大,可能与干扰、试验误差有关. 喀斯特峰丛洼地
土壤造壤能力差,土层浅薄且不连续,岩石裸露率
高,使区域内很小的范围内就可能形成大量不同的
微生境[28-30] .张伟等[18]认为,立地因子较高(裸岩
率大、坡度较陡、土被较薄)处的土壤养分含量较
高,这与研究区土壤 AN、AP 的分布特征基本一致.
研究区 SOM、TP的分布与研究区地形及植被覆盖度
相关,呈凸型分布.研究区土壤 TN 的含量在坡中很
低,可能与植被及建立保护区前的少量干扰有关;
TK的变化趋势较规则、平缓,呈中间高、两头低的分
布格局,样地中间区域的坡度较平缓,土壤中的 TK
随水土迁移在此累积;且此部位大石块多而密集,石
缝中土壤的 TK高度富集,故坡中间处的土壤 TK含
量较高.研究区土壤 TK的变程很大,反映其空间连
续性较好,在现有研究尺度下的变化规律不明显,有
待更小尺度上的研究.该区 AK呈零星斑块状分布,
且变化非常强烈,斑块小而多,规律性不强,表现为
17617 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘摇 璐等: 喀斯特木论自然保护区土壤养分的空间变异特征摇 摇 摇 摇 摇 摇
高异质性;其变程较小,空间连续性较差,AK 的分
布特征可能与土壤的淋溶特征有关. 由于各种环境
因子的综合作用,使研究区土壤养分的空间分布特
征复杂多变,今后应加强对土壤养分空间格局机理
的合理解释.
4摇 结摇 摇 论
喀斯特峰丛洼地土壤养分具有不同的变异特
征.除 pH为弱变异外,本研究区其他土壤养分指标
的变异程度较接近,在 39% ~ 49% ,变异程度大小
依次为 AP>AK>AN>SOM>TK>TP>TN.而各养分指
标的块金值 /基台值大小顺序为 TN>TK>AP>SOM>
pH>AN>AK>TP.
研究区土壤养分指标的半变异函数均表现出一
定的空间结构特征,其变程在 41郾 1 ~ 463郾 5 m. 其
中,pH、AK 的变程较小,分别为 58郾 1 和 41郾 1 m,
SOM、TN、TP、AN、AP 的变程接近,在 100 ~ 150 m,
TK的变程很大,为 463郾 5 m.该区土壤 TK、TN 表现
为中等的空间自相关,其他土壤养分指标均表现为
强烈的空间自相关,说明影响研究区土壤养分的因
素复杂.
研究区土壤 pH、AK的分布呈零星斑块状分布,
AK的空间变异性尤为强烈,且规律性不强,可能与
淋溶有关;SOM、TP呈凸型分布,主要受地形与植被
覆盖度的影响;AN、AP的空间分布具有显著的相似
性,两者均随坡度的增加呈片状上升趋势,在坡顶出
现峰值,其分布主要受立地因子的影响;TN 含量在
坡中最小,呈中间低、两头高的分布格局,这可能与
少量干扰有关;TK的变化趋势较规则、平缓,呈中间
高、两头低的分布格局,尚有待更小尺度的研究.
结合前人的研究结果发现,在受到强烈的人为
干扰后,研究区土壤养分含量显著降低,其空间分布
发生明显变化.土壤性质空间分布的变化可能加剧
生态系统的脆弱化,导致生态系统加速退化. 因而,
在地形破碎、土层浅薄的喀斯特地区进行农业生产
时,应强调保护和适度开发.
参考文献
[1]摇 Xiong H鄄F (熊汉锋), Wang Y鄄H (王运华). Spatial
variability of soil nutrients in wetland of Liangzi Lake.
Plant Nutrition and Fertilizer Science (植物营养与肥料
学报), 2005, 11(5): 584-589 (in Chinese)
[2]摇 Wang J (王摇 军), Fu B鄄J (傅伯杰), Qiu Y (邱 摇
扬), et al. Spatial heterogeneity of soil nutrients in a
small catchment of the Loess Plateau. Acta Ecologica
Sinica (生态学报), 2002, 22(8): 1173 -1178 ( in
Chinese)
[3]摇 Peng W鄄X (彭晚霞), Wang K鄄L (王克林), Song T鄄Q
(宋同清), et al. Controlling and restoration models of
complex degradation of vulnerable Karst ecosystem. Acta
Ecologica Sinica (生态学报), 2008, 28(2): 811-820
(in Chinese)
[4]摇 Zhang W (张摇 伟), Chen H鄄S (陈洪松), Wang K鄄L
(王克林), et al. Spatial variability of soil organic car鄄
bon and available phosphorus in a typical Karst depres鄄
sion, northwest of Guangxi. Acta Ecologica Sinica (生
态学报), 2007, 27(12): 5168-5175 (in Chinese)
[5]摇 Gao Y鄄R (高玉蓉), Xu H鄄W (许红卫), Zhou B (周
斌). Investigation on spatial variability of soil nutrients
in paddy field. Chinese Journal of Soil Science (土壤通
报), 2005, 36(6): 822-825 (in Chinese)
[6]摇 Zhang Y鄄M (张玉铭), Mao R鄄Z (毛任钊), Hu C鄄S
(胡春胜), et al. Spatial variability of farmland soil nu鄄
trients at Taihang piedmont. Chinese Journal of Applied
Ecology (应用生态学报), 2004, 15(11): 2049-2054
(in Chinese)
[7]摇 Zhang W (张摇 伟), Chen H鄄S (陈洪松), Wang K鄄L
(王克林), et al. Spatial variability of soil nutrients on
hillslope in typical Karst peak鄄cluster depression areas.
Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engi鄄
neering (农业工程学报), 2008, 24(1): 68-73 ( in
Chinese)
[8]摇 Guo X鄄D (郭旭东), Fu B鄄J (傅伯杰), Ma K鄄P (马
克平), et al. Spatial variability of soil nutrients based
on geostatistics combined with GIS: A case study in
Zunhua City of Hebei Province. Chinese Journal of Ap鄄
plied Ecology (应用生态学报), 2000, 11(4): 557-
563 (in Chinese)
[9]摇 Li B鄄H (李步杭), Zhang J (张摇 健), Yao X鄄L (姚
晓琳), et al. Seasonal dynamics and spatial distribution
patterns of herbs diversity in broadleaved Korean pine
(Pinus koraiensis) mixed forest in Changbai Mountains.
Chinese Journal of Applied Ecology (应用生态学报),
2008, 19(3): 467-473 (in Chinese)
[10]摇 Ma F鄄Y (马风云), Li X鄄R (李新荣), Zhang J鄄G (张
景光), et al. Spatial heterogeneity of soil moisture in
Shapotou sand鄄fixing artificial vegetation area. Chinese
Journal of Applied Ecology (应用生态学报), 2006, 17
(5): 789-795 (in Chinese)
[11]摇 Wu J鄄G (邬 建 国 ). Landscape Ecology: Pattern,
Process, Scale and Hierarchy. Beijing: Higher Educa鄄
tion Press, 2002 (in Chinese)
[12] 摇 Juran L, Okin GS, Alvarez L. Effects of wind erosion
on the spatial heterogeneity of soil nutrients in two desert
grassland communities. Biogeochemistry, 2008, 88: 73
-88
[13]摇 Wang S鄄Y (王淑英), Lu P (路摇 苹), Wang J鄄L (王
建立), et al. Spatial variability and distribution of soil
organic matter and total nitrogen at different scales: A
case study in Pinggu County, Beijing. Acta Ecologica
Sinica (生态学报), 2008, 28(10): 4957-4964 ( in
Chinese)
[14]摇 Sui P鄄F (隋鹏飞), Hao J鄄M (郝晋珉), Li S鄄Y (李双
2761 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
异), et al. The spatio鄄temporal variability of soil nutri鄄
ents in Gongzhuling of Jilin Province. Chinese Journal of
Soil Science (土壤通报), 2006, 37 (1): 7 - 12 ( in
Chinese)
[15]摇 Liang Z鄄L (梁中龙), Yuan Z鄄Y (袁中友), Lin X鄄T
(林兴通), et al. Spatial variability of soil nutrients in
Guangzhou suburb. Chinese Journal of Soil Science (土
壤通报), 2006, 37(3): 417-421 (in Chinese)
[16] 摇 Xu L鄄F (许联芳), Wang K鄄L (王克林), Zhu H鄄H
(朱捍华), et al. Effects of different land use types on
soil nutrients in Karst region of Northwest Guangxi. Chi鄄
nese Journal of Applied Ecology (应用生态学报),
2008, 19(5): 1013-1018 (in Chinese)
[17]摇 Long J (龙 摇 健), Deng Q鄄Q (邓启琼), Wang X鄄R
(汪新荣), et al. Effects of different de鄄farming and re鄄
afforestation patterns on changes of soil fertility quality in
Karst region of southwestern China. Chinese Journal of
Applied Ecology (应用生态学报), 2005, 16 (7):
1279-1284 (in Chinese)
[18]摇 Zhang W (张摇 伟), Chen H鄄S (陈洪松), Wang K鄄L
(王克林), et al. The heterogeneity of soil nutrients and
their influencing factors in peak鄄cluster depression areas
of Karst region. Scientia Agricultura Sinica (中国农业
科学), 2006, 39(9): 1828-1835 (in Chinese)
[19] 摇 Condit R. Research in large, long鄄term tropical forest
plots. Trends in Ecology & Evolution, 1995, 10: 18-22
[20] 摇 Bao S鄄D (鲍士旦). Soil Agricultural and Chemistry
Analysis. Beijing: China Agriculture Press, 2000 ( in
Chinese)
[21]摇 Wang Z鄄Q (王政权). Geostatistics and Its Application
to Ecology. Beijing: Science Press, 1999 (in Chinese)
[22]摇 Goovaerts P. Geostatistical tools for characterizing the
spatial variability of microbiological and physico鄄chemi鄄
cal soil properties. Biology and Fertility of Soils, 1998,
27: 315-334
[23]摇 Zhang W (张摇 伟), Chen H鄄S (陈洪松), Wang K鄄L
(王克林), et al. Spatial variability of surface soil water
in typical depressions between hills in Karst region in
dry season. Acta Pedologica Sinica (土壤学报), 2006,
43(4): 554-562 (in Chinese)
[24]摇 Zhang S鄄L (张少良), Zhang X鄄Y (张兴义), Cui Z鄄L
(崔战利). The spatial variability of organic matter and
total nitrogen contents in black soil region of Harbin.
System Sciences and Comprehensive Studies in Agriculture
(农业系统科学与综合研究), 2007, 23(3): 333 -
337 (in Chinese)
[25] 摇 Li S鄄Y (李双异), Liu H鄄Y (刘慧屿), Zhang X鄄D
(张旭东), et al. Spatial variability of soil fertility qual鄄
ity indices in northeast China. Chinese Journal of Soil
Science (土壤通报), 2006, 37(2): 220-225 (in Chi鄄
nese)
[26]摇 Wang J鄄K (汪景宽), Li S鄄Y (李双异), Zhang X鄄D
(张旭东), et al. Spatial and temporal variability of soil
quality in typical black soil area in northeast China in 20
years. Chinese Journal of Eco鄄agriculture (中国生态农
业学报), 2007, 15(1): 19-24 (in Chinese)
[27]摇 Xin G (辛摇 刚), Yan L (颜摇 丽), Wang J鄄K (汪景
宽). Changes of organic carbon in black soils with the
different reclamation years. Chinese Journal of Soil Sci鄄
ence (土壤通报), 2002, 33(5): 332-335 ( in Chi鄄
nese)
[28]摇 Wu H鄄Y (吴海勇), Zeng F鄄P (曾馥平), Song T鄄Q
(宋同清), et al. Spatial variations of soil organic car鄄
bon and nitrogen in peak鄄cluster depression areas of
Karst region. Plant Nutrition and Fertilizer Science (植
物营养与肥料学报), 2009, 15(5): 1029-1036 ( in
Chinese)
[29]摇 Zhang J鄄G (张继光), Su Y鄄R (苏以荣), Chen H鄄S
(陈洪松), et al. Spatial and temporal dynamics of soil
moisture in the peak鄄cluster depression area in Karst Re鄄
gion. Journal of Agro鄄environment Science (农业环境科
学学报), 2007, 26(4): 1432-1436 (in Chinese)
[30]摇 Wang K鄄L (王克林), Su Y鄄R (苏以荣), Zeng F鄄P
(曾馥平), et al. Ecological process and vegetation res鄄
toration in Karst Region of southwest China. Research of
Agricultural Modernization (农业现代化研究), 2008,
29(6): 641-645 (in Chinese)
作者简介摇 刘摇 璐,女,1987 年生,硕士研究生.主要从事土
壤微生物研究. E鄄mail: liu_lu0826@ 163. com
责任编辑摇 杨摇 弘
37617 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘摇 璐等: 喀斯特木论自然保护区土壤养分的空间变异特征摇 摇 摇 摇 摇 摇