全 文 ：第 !" 卷 第 #$ 期
% $ # $ 年 #$ 月
林 业 科 学
&’()*+(, &(-.,) &(*(’,)
./01!"!*/1#$
2345!% $ # $
采样尺度对北京山区典型流域森林土壤养分空间变异的影响
+++以密云潮关西沟流域为例
余新晓#6 耿玉清#6牛丽丽%6岳永杰8
"#1北京林业大学水土保持学院 水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室6北京 #$$$@8&
%1辽宁省人民政府发展研究中心6沈阳 ##$$8%& 81内蒙古农业大学林学院6呼和浩特 $#$$#7#
关键词%6植被类型& 森林土壤养分& 采样尺度& 空间变异& 采样数
中图分类号! &?#!18666文献标识码!,666文章编号!#$$# =?!@@"%$#$##$ =$#"% =$A
收稿日期% %$$7 =$8 =%A& 修回日期% %$#$ =$# =#8$
基金项目% 北京市教委项目)基于首都圈森林生态系统定位站平台的林木耗水研究* (林业公益性行业科技专项经费项目)典型区域森林
生态系统健康维护与经营技术研究* "%$$@$!$%%# $
Q44(<’#4)&6%*-/9 )<&*(#/)%&’-&*V&5-&,-*-’0 #4Z#5($’)#-*]+’5-(/’-/B0%-<&*
7&’(5$"(3>-’"M-0+/I" +&/7($’7&’(5$"(34#5(U&6%*(
OJ mHNQH9/#6WMN"#1D"0E$8-%$*-%0-.F-+6$)? N$*"%1-)#"%G$*+-) $)? @"#"%*+.+&$*+-) 1-98$*+)5 -.H+)+#*%0-.$)? N$*"%1-)#"%G$*+-)! 3"+4+)5 /-%"#*%0I)+G"%#+*063"+4+)5 #$$$@8&
%M@"G"6-:9")*!"#"$%&’ 1")*%"-.*’"J"-:6"/#>-G"%)9")*-.E+$-)+)5 J%-G+)&"6F’")0$)5 ##$$8%&
8M/-%"#*%01-6"5"-.())"%H-)5-6+$ 25%+&,6*,%$6I)+G"%#+*06V-’’-*$#$$#7#
;,$’5&<’%6+LSMMA$ ;pA$ ; R0/4PZMSMPM4SMPRM34H[M0VHN 9RJSMJ+),#*$8,6$".-%9+#>/SMP4! 93/NH>MSYTS/9U ;HQMU
>/SMP4U/;HN94MU TVL,"%&,#6+$-*,)5")#+#9NU 9TS/9U ;HQMU >/SMP4U/;HN94MU TVL,"%&,#9-)5-6+&,#HN XHVJN ’L9/Z94MSPLMU5&/H0P9;R0MPZMSM3/0M34MU HN 4LSMMUH>MSMN4P9;R0HNA ;pA ;! #$ ;p#$ ;9NU %A ;p%A ;TV
JPHN<4LM;M3L9NH390MSMN4[M
/S<9NH3;94MS! NH4S/P/H0/S<9NH3;94MS! 4/490NH4S//SMP4
ZMSMPHH39N40V0/ZMS4L9N T/4L />4LM3/NH>MSYTS/9U ;HQMU >/SMP49NU 4LMTS/9U ;HQMU >/SMP494A ;pA ;P9;R0HN,4#$ ;p#$ ;P9;R0HNMSMN3M/>P/H0NJ4SHMN4HNUH394/SPMQ3MR4P/H0/S<9NH3;94MSTM4ZMMN 4LMRHNM>/SMP4
9NU 4LM4Z/;HQMU >/SMP4PZMSM9PP9;M9P4LMVZMSM94A ;pA ;P9;R0HNRL/PRL/SJPJNUMS4LMRJSMRHNM>/SMP4ZMSMPHH39N40V0/ZMS4L9N 4LM4Z/;HQMU >/SMP4P94%A ;p%A ;P9;R0HN3/M>H3HMN4/>[9SH94H/N />M93L P/H0NJ4SHMN43/N3MN4S94H/NPZ9PN/43/SSM094MU 4/UH>MSMN4P/H0P9;R0HN3/M>H3HMN4/>[9SH94H/N />4LMP/H0NJ4SHMN4HNUH394/SPJNUMS4LM4LSMM[M/0/ZMU 4LM
/SUMS% P/H09[9H09T0MRL/PRL/SJPkP/H0/S<9NH3;94MSkP/H04/490NH4S/NH4S/HUMN3M
0M[M0/>7A_ 9NU 9N MP4H;94MU 933JS93V/>@$_! 4LMP/H0P9;R0HNP/H0R\! P/H0/S<9NH3;94MS! P/H04/490
NH4S/R/49PPHJ;JNUMS4LM4LSMM[M=(0 >#53$%6[M/SMP4P/H0NJ4SHMN4& P9;R0HN66不同覆被条件下土壤质量演变规律的研究是持
续利用森林土壤资源的基础"*9M0"*$6M!%$$!#$ 由
于山地地表起伏不定且植被在空间分布上表现出不
同的格局!导致了森林土壤巨大的空间变异性!并给
森林土壤研究造成了巨大的障碍$ 国外不少学者利
用经典统计学和地统计学手段!研究了不同林木种
类(树冠空间位置(植被镶嵌斑块以及不同土壤类型
等对土壤有机碳和土壤养分因子变异的影响!为森
林土壤长期监测技术的完善提供了理论依据"F/V0M
"*$6M!%$$A& )SH3^P/N "*$6M!%$$A& X3WMM"*$6M! %$$?&
6第 #$ 期 余新晓等% 采样尺度对北京山区典型流域森林土壤养分空间变异的影响
:90;MS!%$$8& IH[MS9YX/NS/V"*$6M!%$$!& i9PLTJSN
"*$6M!%$$8#$ 我国从 %$ 世纪 7$ 年代以来!利用地
统计学理论对森林土壤水分及养分特性等指标的空
间异质性进行了广泛研究 "谷加存等!%$$A& 曾锋
等!%$$A& 曾宏达等!%$$@& 王政权等!%$$$& 吕贻忠
等!%$$"#!并提出了森林土壤合理样本采集的一些
策略"曾宏达等!%$$@#$
关注不同植被类型对土壤肥力指标的影响(
提高森林生态系统监测技术水平!是维持森林健
康的基础$ 森林土壤空间变异性是土壤的基本属
性!合理的采样策略是开展土壤肥力研究的基础!
但目前还未见有关北京地区森林土壤空间变异性
的研究报道$ 由于地形以及植被等多方面的差
异!一些土壤空间变异性研究的成果!也很难直接
应用到北京山地森林土壤的采样策略研究中$ 本
研究分析不同采样尺度对不同植被类型下土壤 R值及土壤养分含量的影响!探讨山地合理的采样
方法!其研究结果有利于进一步了解植被对土壤
肥力的影响!也可为森林土壤养分的长期监测技
术提供理论依据$
?A研究区概况
潮关西沟流域地处北京市密云县古北口镇潮关
村"##?n$"o)!!$n!$o*#$ 在 #7?" 年的特大山洪泥
石流中!该区域大部分植被遭到了毁灭性破坏$ 经
过封山育林(飞播造林等多种植被恢复途径!潮关西
沟流域植被逐渐变为以糠椴"U+6+$ 9$)?#’,%+&$#(蒙
古 栎 " L,"%&,# 9-)5-6+&$ #( 辽 东 栎 " L,"%&,#
6+$-*,)5")#+##和桦木 "3"*,6$ PRR5# 为优势树种的
天然次生林!以油松 "J+),#*$8,6$".-%9+##(侧柏
"J6$*0&6$?,#-%+")*$6+## (华北落叶松" E$%+=:%+)&+:+#W
%,::%"&’*+#和臭椿 "2+6$)*’,#$6*+##+9$#为伴生种的
人 工 混 交 林! 以 荆 条 " T+*"= )+5,)?- [9S5
’"*"%-:’06$#(山杏 " E"#:"?"7$ 8+&-6-%#(山桃 "J%,),#
?$G+?+$)$ #和土庄绣线菊" F:+%$"$ :,8"#&")#为优势
种的灌木混交林$ 研究区的主要岩石种类包括花岗
岩(石灰岩(砾岩(砂岩(片麻岩和石英岩等!土壤主
要发育在洪积(坡积母质上!土壤厚度约 8$ 3;$
DA研究方法
%$$@ 年 8 月!结合森林植被调查!分别在海拔
8$$ ‘8@$ ;(东北坡向(坡度 8% ‘8An且母质状况基
本一致的油松纯林"样地 (#(油松辽东栎针阔混交
林"样地 ((#和蒙古栎椴树阔叶混交林"样地 (((#选
取 # 块 A$ ;pA$ ;样地$ 样地植被概况见表 #$
表 ?A样地植被概况
B&,C?AV(9(’&’-#/$+5K(0 #4$&6%*(%*#’
样地编号
&9;R0M
R0/4*/5
密度
DMNPH4Vh
"4SMM’L;=%#
树高
+SMM
LMHDF\h3;
主要乔木种类
X9HN 9ST/SPRM3HMP
主要灌木种类
X9HN PLSJT PRM3HMP
" # "@$ ?1"? #$1?8
油松 J+),#*$8,6$".-%9+#(侧柏
J6$*0&6$?,#-%+")*$6+#(臭椿
2+6$)*’,#$6*+##+9$
荆条 T+*"=)+5,)?-[9S5 ’"*"%-:’06$( 孩 儿 拳 头
>%"C+$ 8+6-8$(叶底珠 F"&,%+)"5$ #,.%,*+&-#$(薄皮木
E":*-?"%9+#-86-)5$(绣线菊 F:+%$"$ :,8"#&")
# # A8% A1A$ ?1#@
辽东栎 L,"%&,#6+$-*,)5")#+#(白蜡
/%$=+),#&’+)")#+#(糠椴 U+6+$
9$)?#’,%+&$(油松 J+),#*$8,6$".-%9+#(
华北落叶松 E$%+=:%+)&+:+#W%,::%"&’*+
荆条 T+*"=)+5,)?-[9S5’"*"%-:’06$(绣线菊 F:+%$"$
:,8"#&")(胡 枝 子 E"$:"?"7$ 8+&-6-%( 溲 疏 @",*7+$
#&$8%$(薄皮木 E":*-?"%9+#-86-)5$
$ % 8%$ "1%% @1""
蒙古栎 L,"%&,#9-)5-6+&$(糠椴 U+6+$
9$)?#’,%+&$(辽东栎 L,"%&,#
6+$-*,)5")#+#(小叶椴 U+6+$ &-%?$*$(
白蜡 /%$=+),#&’+)")#+#
荆条 T+*"=)+5,)?-[9S5’"*"%-:’06$(溲疏 @",*7+$
#&$8%$( 绣 线 菊 F:+%$"$ :,8"#&")( 胡 枝 子
E"$:"?"7$ 8+&-6-%
66A ;pA ;采样尺度% 采用网格法!将每个
A$ ;pA$ ;样地分成 #$$ 个 A ;pA ;的小样地!
在每个 A ;pA ;小样地的 ! 个角各采集 # 个土
样!每样地土壤样本数为 #%# 个& #$ ;p#$ ;采
样尺度% 采用网格法!将每个 A$ ;pA$ ;样地分
成 %A 个 #$ ;p#$ ;的小样地!在每个 #$ ;p#$
;小样地的 ! 个角各采集 # 个土样!每样地土壤样
本数为 8" 个& %A ;p%A ;采样尺度% 采用网格
法!将每个 A$ ;pA$ ;样地分成 ! 个 %A ;p%A ;
的小样地!在每个 %A ;p%A ;小样地的 ! 个角各
采集 # 个土样!每样地土壤样本数为 7 个$ 由于土
层浅薄且石砾含量高!土壤样本采集深度为 $ ‘#$
3;$ 采集的全部土壤样品!经风干后进行 R\值及
养分含量分析$
土壤 R\值采用 %1Av#的水土比!用电位法测
定& 有机质含量采用硫酸重铬酸钾氧化 =容量法测
8"#
林 业 科 学 !" 卷6
定& 全氮含量采用硫酸钾 =硫酸铜 =硒粉消煮!定
氮仪自动分析法测定& 水解性氮含量采用碱解扩散
法测定& 全磷含量采用硫酸 =高氯酸消煮 =钼锑抗
比色法测定& 有效磷含量采用碳酸氢钠浸提 =钼锑
抗流动注射比色法测定& 全钾含量采用氢氟酸 =高
氯酸消煮火焰光度计法测定& 速效钾含量采用中性
乙酸铵提取 =火焰光度计法测定"鲁如坤!%$$$#5
把所获的分析数据按不同的采样尺度!应用
&:&& 公司的 &:&& >/SZHNU/ZP软件 #81$ 版本进行
显著性差异处理$
土壤合理取样数目的确定方法为先假设任一样
本数 Y!依据计算公式 ) f*%1% h<% "iH0UHN<"*$65!
%$$##! 求出相对应的 )!当 ) fY时!即为土壤合理
取样数目$ 其中 Y为合理取样数目$ *为与置信水
平相对应的 *分布的双侧分位数! 由显著水平 4和
自由度 .fY=# 查 *分布表得出& 1为不同土壤养
分指标的变异系数& <为允许的相对误差$ 本次研
究假设的显著水平为 7A_!允许的相对误差分别为
#$_和 %$_$
EA结果与分析
81#6不同采样尺度下不同植被类型间土壤 R\值
与养分含量差异性6不同采样尺度下不同植被类型
土壤养分含量见表 %$ 从 A ; pA ;采样尺度来看!
油松林土壤 R\值为 A1?7!明显低于针阔混交林和
阔叶混交林!针阔混交林的土壤 R\值又明显低于
阔叶混交林$ 油松林土壤有机质含量为 "#1?? <’
^<=#!低于针阔混交林 %$1!!_!低于阔叶混交林
%A1!A_!其差异均达到了显著水平$ 油松林土壤全
氮含量为 %17# <’^ <=#!明显低于混交林$ 油松林土
壤碱解氮含量为 #"$1#? ;<’^<=#!明显低于混交林
土壤!但针阔混交林土壤碱解氮含量 %%!1%# ;<’
^<=#明显高于阔叶混交林$ 阔叶混交林全磷含量明
显高于针阔混交林和油松林$ 油松林土壤有效磷含
量为 81@@ ;<’^<=#!明显低于混交林!且针阔混交
林土壤有效磷含量明显低于阔叶混交林$ 针阔混交
林土壤全钾含量为 %81#7 <’^<=#!明显低于油松林
和阔叶混交林$ 不同植被类型土壤速效钾含量间差
异不显著$
在 #$ ;p#$ ;的采样尺度下!油松林土壤的
R\值(全氮含量(碱解氮含量和有效磷含量均显著
低于 % 种混交林& 而土壤有机质含量(全磷含量和
速效钾含量仅显著低于阔叶混交林$ 与 A ;pA ;
采样尺度相比!在 #$ ;p#$ ;的采样尺度除土壤
R\值(全磷含量(有效磷含量和全钾含量指标外!不
同植被类型间的养分指标差异均发生了变化$
表 DA不同采样尺度下不同植被类型土壤 %:值及养分含量!
B&,CDA)#-*%: K&*+(&/3/+’5-(/’<#/’(/’+/3(53-44(5(/’K(9(’&’-#/’0%($&’3-44(5(/’$&6%*-/9 $<&*($
尺度
&390M
植被
.MR有机质
&/H0/S<9NH3
;94MSh"<’^ <=# #
全氮
+/490*h
"<’^ <=# #
碱解氮
,[9H09T0M*h
";<’^ <=# #
全磷
+/490:h
"<’^ <=# #
有效磷
,[9H09T0M:h
";<’^ <=# #
全钾
+/490Eh
"<’^ <=# #
速效钾
,[9H09T0MEh
";<’^ <=# #
" A1?73 "#1??T %17#T #"$1#?3 $1AAT 81@@3 8#17"9 #@818!9
A ; pA ; # "1$7T ??1"!9 817?9 %%!1%#9 $1A!T #$1$7T %81#7T #771%$9
$ "1879 @%1@"9 !1%$9 #@818@T $1"A9 #81"@9 8#1"#9 #7$1?A9
" A1?"3 "$1!!T %1@@3 #AA1%7T $1A"T 81"83 8#17!9 #?"1$!T
#$ ;p#$ ; # "1##T ?81%7T 81?"T %#!1""9 $1AAT 71@8T %81!AT #@@1AA9T
$ "1!A9 @71#%9 !1A!9 #@71!!9 $1"?9 #81""9 8$1?89 %$"1$!9
" A1@"T "%17!T %17$T #8717"T $1A?9 %1?"T 8!1$?9 #??17%9
%A ;p%A ; # "1$79T ?#1%"9T 81"#9T %$A1!#9 $1A89 ##1##9 %A1??T %##18?9
$ "1879 7A1@!9 !1!79 %$!1"%9 $1"89 ##1$!9 %@178T #@@1"A9
66!同栏各采样尺度下不同植被类型间不同小写字母表示 $1$A 水平差异显著!反之差异不显著!下同$ DH>MSMN4P;900M4MSPJNUMSUH>MSMN4
[MMSMN4P9;R0HNH39N40VUH>MSMN4944LMA_ 0M[M0! [H3M[MSP9! 4LMP9;MTM0/Z5
66在 %A ;p%A ;的采样尺度下!油松林土壤碱解
氮和有效磷含量显著低于 % 种混交林!而土壤全钾
含量却显著高于 % 种混交林$ 另外!油松林的土壤
R\值(有机质含量和全氮含量仅与阔叶混交林达到
显著水平$ 与 A ;pA ;采样尺度相比!在 %A ;p
%A ;的采样尺度除土壤速效钾含量外!不同植被类
型间其他养分含量的差异显著性均发生了变化$ 由
此看来!不同采样尺度影响了土壤养分指标在不同
植被类型之间的差异显著性$
81%6不同采样尺度土壤养分指标变异系数的变
化6 在不同采样尺度下!不同土壤养分指标的变异
系数有一定的差别 "表 8#$ 随土壤采样尺度的增
加!各土壤养分指标变异系数并无明显的规律可循$
如在油松纯林中!土壤有机质的变异系数随采样尺
度增大先增加后减小!土壤有效磷的变异系数则先
增大后逐渐减小!而土壤碱解氮的变异系数则逐渐
!"#
6第 #$ 期 余新晓等% 采样尺度对北京山区典型流域森林土壤养分空间变异的影响
减小$ 在同一采样尺度条件下!同一植被类型土壤
肥力指标的变异系数表现为% 土壤 R\的变异系
数 q#$_! 而 土 壤 有 效 磷 含 量 的 变 异 系 数 为
8717A_ ‘""1!A_$ 从不同采样尺度下不同植被类
型的土壤养分变异系数的平均值来看!土壤有效磷
含量的变异系数最大!其后依次为土壤有机质含量(
土壤全氮含量(土壤速效钾含量(土壤碱解氮含量(
土壤全磷含量和土壤全钾含量!而土壤 R\值的变
异系数最低$
8186不同采样尺度土壤样本数6在 7A_置信水平
表 EA不同采样尺度下不同植被类型土壤 %:值和养分含量的变异系数
B&,CEAI#(44-<-(/’$#4K&5-&’-#/#4$#-*%: K&*+($&/3$#-*/+’5-(/’$+/3(53-44(5(/’K(9(’&’-#/’0%($&’
3-44(5(/’$&6%*-/9 $<&*($ g
尺度
&390M
植被
&49NU
R有机质
&/H0/S<9NH3;94MS
全氮
+/490*
碱解氮
,[9H09T0M*
全磷
+/490:
有效磷
,[9H09T0M:
全钾
+/490E
速效钾
,[9H09T0ME
" "17" %?1## %!1%" %!1@@ %"1?A ""1!A #71#A %$1@8
A ; pA ; # A1A! 8A1$# 8#18$ %71A" %#17# A?1!! 881%@ A?1#A
$ ?1!@ !"1%$ !A1%@ 8!1#8 %#17$ A718A #?1%% 8?1A@
" @1$$ 8?1#% %71!# %8177 8#1@@ "!18! %$1@% %#1#@
#$ ;p#$ ; # A18% 8$188 8$1$8 %71!! %!1#7 A8177 8%1#$ 8!187
$ ?1"A !"1## !@188 8A1?A %$1!7 A@1A! #?1!8 8A17$
" "17# %!1%@ %!1@" %"1A7 %"1%$ !$1@A #!18? #?1!"
%A ;p%A ; # A1## %A1"A 8#1%? 8$178 %?18" 8717A ?1A! 8$1$$
$ 717@ !A18# !"1$? %81A! %A1$? A!1?! #@1$$ 8$1?#
允许相对误差为 #$_或 %$_的要求下!不同采样尺
度所应采集的土壤样本数有一定的区别"表 !#$ 就
所允许的相对误差而言!在同一置信水平下!对估计
精度要求越高!所采集的样本数也相应增加$ 如在
A ;pA ;采样尺度允许相对误差为 #$_的条件下!
需采集 #?% 个土壤样本才可满足油松林土壤有效磷
含量测定的需要& 而在相对误差为 %$_时!仅需采
集 !A 个土壤样本$ 在同一置信水平相同估计精度
条件下!各土壤养分指标随采样尺度的增加所需采
集的土壤样本数没有明显的变化规律$ 如在样地 ((
针阔混交林中!就土壤有机质(土壤碱解氮和土壤全
磷指标而言!在 A ;pA ;采样尺度允许相对误差为
#$_的条件下!需分别采集 !7!8" 和 %# 个土壤样本
才可满足需要!在 #$ ;p#$ ;采样尺度时需采集
8@!8" 和 %A 个土壤样本!而在 %A ;p%A ;采样尺
度时需分别采集 %@!87 和 8# 个土壤样本才可达到
要求$
不同土壤养分指标样本数在同一采样尺度同一
置信水平有较大的差异$ 如在 A ;pA ;采样尺度
允许相对误差为 %$_的条件下!油松林需分别采集
%!7!@!@!7!!A!" 和 " 个土壤样本分别满足土壤
R\值(有机质含量(全氮含量(碱解氮含量(全磷含
量(有效磷含量(全钾含量和速效钾含量测定的
需要$
在同一置信水平及同一采样尺度上!同一土壤
养分指标所需样本数在不同的林分类型之间也有一
定的差异$ 如在 #$ ;p#$ ;采样尺度允许相对误
差为 %$_时!需分别采集 #"!## 和 %8 个样本才能
满足测定油松林(针阔混交林和阔叶混交林土壤有
机质含量的要求$ 综合看来!土壤样本数的确定除
受估计精度和养分指标种类影响外!还与采样尺度(
林地类型有密切关系$
表 FA在 ‘Gg的置信水平允许相对误差为 ?bg和 Dbg时土壤采样的样本数
B&,CFA)&6%*($-.(%5#O(<’$4#5‘Gg <#/4-3(/<(*(K(*&/3*-6-’#4?bg &/3Dbg
采样尺度
&390M
植被
.MR有机质
&/H0/S<9NH3;94MS
全氮
+/490*
碱解氮
,[9H09T0M*
全磷
+/490:
有效磷
,[9H09T0M:
全钾
+/490E
速效钾
,[9H09T0ME
#$_ %$_ #$_ %$_ #$_ %$_ #$_ %$_ #$_ %$_ #$_ %$_ #$_ %$_ #$_ %$_
" ! % 8# 7 %A @ %" @ 8$ 7 #?% !A #" " #7 "
A ; pA ; # 8 % !7 #! !$ #% 8" ## %# ? #%7 8! !A #8 #%@ 8!
$ ! 8 @! %8 @# %% !? #! %# ? #8? 8" #! A A? #"
" A 8 AA #" 8" ## %A @ !# #% #"# !% #7 ? %$ ?
#$ ;p#$ ; # 8 % 8@ ## 8? ## 8" ## %A @ ##! 8$ !% ? !@ ?
$ A 8 @! %8 7% %A A% #A #7 " #8! 8A #! A A% #A
" ! % %A @ %" @ 8$ @ %7 7 "? #@ #$ ! #! A
%A ;p%A ; # 8 % %@ 7 !$ #% 87 #% 8# #$ "! #@ ! 8 8? ##
$ " 8 @# %% @! %8 %! @ %? @ ##? 8# #A A 87 ##
A"#
林 业 科 学 !" 卷6
FA结论与讨论
在 A ;pA ;采样尺度条件下!油松林土壤的
R\值(土壤有机质含量(全氮含量(碱解氮含量和有
效磷含量均显著低于 % 种混交林$ 但在 #$ ;p#$
;采样尺度上!仅有油松林土壤的 R\值(全氮含
量(碱解氮含量和有效磷含量均显著低于 % 种混交
林& 而土壤有机质含量(全磷含量和速效钾含量仅
显著低于阔叶混交林$ 在 %A ; p%A ;的采样尺度
上!油松林土壤碱解氮含量和有效磷含量均显著低
于 % 种混交林!而土壤 R\值(有机质含量和全氮含
量仅与阔叶混交林差异显著$ 因此!采样尺度影响
着不同林分类型土壤 R\值和养分指标之间的差
异$ 本研究表明!不同采样尺度下各土壤养分指标
的变异系数没有明显的规律可循$ 从不同采样尺度
来看!不同土壤养分变异系数的平均值表现为!土壤
有效磷含量 k土壤有机质含量 k土壤全氮含量
k土壤速效钾含量 k土壤碱解氮含量 k土壤全
磷含量 k土壤全钾含量 k土壤 R\值$
为克服微地形(地表枯落物(不同物种及个体差
异等因素的影响!在森林土壤研究中常采用多次重
复的取样技术$ 尽管在同一林分内多次采样并非真
正的重复!但鉴于植被生态类型的特殊性!对这种并
无重复的试验仍然是认可的"中国生态系统研究网
络科学委员会!%$$?#$ 采样重复的数目不仅取决
于研究的置信水平和估计精度!也与植被类型以及
土壤养分指标密切相关$ 因此!在森林土壤养分研
究中!研究者要注意不同土壤养分指标的区别!有针
对性地增加样本数$ 但在现实研究过程中!也要考
虑到土壤样本采集及分析的费用$ 本研究采用网格
布点法!基于油松纯林(针阔混交林和阔叶混交林 8
种植被类型!利用 A ;pA ;(#$ ;p#$ ;和 %A ;p
%A ;这 8 种尺度下的土壤养分指标的变异得出% 在
7A_置信水平允许相对误差为 %$_条件下!分析土
壤 R\值(有机质含量(全氮含量(碱解氮含量(全磷
含量(有效磷含量(全钾含量和速效钾含量需采集的
土壤样本数分别为 8!#8!#A!#$!7!%8!! 和 7 个$ 综
合考虑不同指标类型以及土壤采样分析过程!建议
在 A$ ;pA$ ;的采样单元内的样本数不应低于
#$ 个$
本研究结论是基于网格法机械布样得出的!基
于随机布点的研究结果有待进一步开展$
参 考 文 献
谷加存!王政权!韩有志!等5%$$A1采伐干扰对帽儿山天然次生林土
壤表层水分空间异质性的影响5生态学报! %A " @ # % %$$#
=%$$71
鲁如坤5%$$$1土壤农业化学分析方法5北京% 中国农业科技出
版社5
吕贻忠!李保国!崔6燕5%$$"1不同植被群落下土壤有机质和速效
磷的小尺度空间变异5中国农业科学!87"@# % #A@# =#A@@1
王政权!王庆成5%$$$1森林土壤物理性质的空间异质性研究5生态
学报!%$""# % 7!A =7A$
曾6锋! 张金池! 朱丽臖5%$$A1下蜀栎林土壤空间变异性及其样
本容量的确定5南京林业大学学报% 自然科学版! %7 "%# % A# =
A81
曾宏达!杨玉盛!陈光水!等5%$$@1不同尺度下森林土壤特性空间变
异与取样策略5亚热带资源与环境学报!8 "8# % 8% =871
中国生态系统研究网络科学委员会5%$$?1陆地生态系统土壤观测
规范5北京% 中国环境科学出版社!"! =?#1
F/V0M& (! \9S4& ’! E9VMG:! "*$65%$$A1IMP4/S94H/N 9NU 39N/RV4VRM
HN>0JMN3MP/H0;H3S/>0/S9HN 9R/NUMS/P9RHNM>/SMP45&/H0&3HMN3M
&/3HM4V/>,;MSH39G/JSN90! "7"A# % #"%? =#"8?1
)SH3^P/N \)! &/4/:! G/LNP/N Di! "*$65%$$A1)>M34P/>[MR943LMP/N P/H0NJ4SHMN4R//0P9NU >0JQMPZH4LHN 9;HQMUY3/NH>MS
>/SMP45a/SMP4&3HMN3M! A#"8# % %##! =%%$1
X3WMMW W! XH43LM0X G! -M/R/0U D G5%$$?1’/;R9SHP/N />P/H0
NJ4SHMN4>0JQMP>S/;4SMM=>90<9R K/NMP/>9N /0UYL9SUZ//U >/SMP45G/JSN90/>4LM+/SSMVF/49NH390&/3HM4V! #8! "%# %
%"7 =%@$1
*9M0X! EL9UM;H\! \9e9TT9PHX ,5%$$!1IMPR/NPM/>P/H0]J90H4V
HNUH394/SP9NU 4LMHSPR94H90[9SH9TH0H4V4/09NU UM(S9N5,RR0HMU &/H0)3/0/:90;MS’G5%$$81+M3LNH]JMP4/;M9PJSM9NU P4S94M/SMP4
P/H039ST/N hhEH;T0MGX! \M94L -&! FHSUPMVI,! "*$65+LM
R/4MN4H90/>b5&5>/SMP4P/H0P4/PM]JMP4MS39ST/N 9NU ;H4H<94M4LM
M345a0/SHU9% ’I’:SMPP!?8 =7$1
IH[MS9YX/NS/V. \!+ZH0MVI I! XMUHN9)! "*$6M%$$!1 &R94H90
[9SH9TH0H4V/>P/H0NJ4SHMN4PHN UHP4JSTMU SH[MSHNM;9N/SMP4P94
UH>MSMN4P49SM.MNMKJM095)P4J9SHMP9NU ’/9P4P!%?"## % !! =A?1
i9PLTJSN ’& X! ,S4LJSX,5%$$81&R94H90[9SH9TH0H4VHN P/H0NJ4SHMN4
9[9H09TH0H4VHN 9N /9^YRHNM>/SMP4% R/4MN4H90M>M34P/>4SMMPRM3HMP5
’9N9UH9N G/JSN90/>a/SMP4IMPM9S3L! 88"#%# % %8%# =%88$1
iH0UHN<- :! DSMMP- I! */SU4- ’5%$$#1 &R94H90[9SH9TH0H4V%
MNL9N3HN<4LM;M9N MP4H;94M/>/S<9NH39NU HN/S<9NH339ST/N HN 9
P9;R0HN;M4L/UP>/SP/H039ST/N5a0/SHU9% ’I’:SMPP! %78 =8#$1
!责任编辑6于静娴"
""#