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我国露天煤矿大多处于干旱、半干旱的生态脆弱区,矿区生态恢复治理难度十分大。复垦土壤养分直接影响着土地复垦的效果,同时对土壤养分的时空变异特征研究又能够指导采样工作,提高采样工作的针对性与效率。本研究以平朔露天煤矿内排土场为研究区域,以2013年、2017年0~20cm复垦土壤有机质(SOM)、土壤全氮(STN)、土壤速效钾(SAK)、土壤有效磷(SAP)为研究对象,从不同角度分析了复垦初期土壤养分时空变异特征及其变化规律,同时分析了对复垦土壤养分含量及其空间分布产生影响的因素,探索了两种复垦土壤样点布设方法的适用性。得到如下结论:(1)与2013年采样结果对比,4年来,SOM、STN、SAK、SAP平均含量分别增加36.15%、42.86%、42.89%、48.99%。2013年土壤养分变异系数SAK>SAP>SOM>STN,范围介于10.43%~53.43%;2017年土壤养分变异系数SOM>SAP>SAK>STN,范围介于14.28%~40.75%,均属中等变异强度。(2)除SOM外,其余土壤养分的空间相关性随时间增加而增强;SOM具有中等空间相关性,STN、SAP空间相关性由中等变为强烈,SAK的空间相关性由弱变为中等,说明结构性因素在这4年中对土壤养分空间相关性的影响较大。(3)不同土壤养分的空间分布与含量变化存在明显差异。在排土场刚刚平整完后,SOM含量分布规律性不强,STN和SAP含量分布具有明显的聚集分界,SAK的格局呈破碎化分布。复垦前后各土壤养分含量变化明显,含量变化分布情况与2017年含量分布情况基本一致。(4)不同植被配置模式对土壤养分的影响不同,Ⅲ(沙棘×拂子茅)模式对复垦初期SOM含量的提高影响较大,Ⅱ(紫花苜蓿)模式有利于复垦初期STN、SAK的积累,Ⅰ(荞麦)和Ⅱ(紫花苜蓿)模式对复垦初期的SAP积累效果明显。地形因子对土壤养分的影响也不全然相同。(5)相较于传统抽样方法与空间分层抽样方法,采用空间随机抽样方法能够很好的刻画研究区土壤养分的空间变异性,并得到土壤有效磷的最佳样本量区间为43-49;采用条件拉丁超立方采样方法时,该研究区的最佳样本量区间为50-55,此样本量能够很好的刻画影响研究区土壤养分含量及其分布的环境协变量。通过定性比较空间随机抽样和条件拉丁超立方采样,在没有先验数据的情况下,可以选择拉丁超立方采样。