药乡小流域是鲁中山区的典型区域,以药乡小流域林地土壤为研究对象,应用地统计学和GIS技术,研究分析药乡小流域林地土壤养分的空间分布特征,并探讨药乡小流域林地土壤有机碳与土壤全氮、全磷、碱解氮和有效磷的相关性,可为鲁中山区小流域林地土壤养分空间变异规律研究提供科学依据,同时对于小流域尺度上的土壤有机碳空间变异研究,定量评价森林生态系统的生态服务功能具有重要指导意义。主要研究结果:(1)药乡小流域5种林地土壤同一土层的土壤容重差异不显著。林地土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮、有效磷0-10 cm土层的含量大于10-20 cm土层的含量,均为中等变异。(2)药乡小流域林地在0~10 cm土层,土壤有机碳与全氮、全磷和碱解氮呈极显著正相关,与土壤容重呈显著负相关,与有效磷相关性不显著;药乡小流域林地在10~20cm土层,土壤有机碳与全氮、全磷呈显著正相关,与土壤容重、碱解氮和有效磷相关性不显著;药乡小流域林地在0~20 cm土层,土壤有机碳与全氮、全磷呈极显著正相关,与碱解氮呈显著正相关,与土壤容重呈显著负相关,与有效磷相关性不显著。相关分析表明,药乡小流域林地土壤有机碳与土壤的全氮、全磷和碱解氮之间存在密切关系,与有效磷和土壤容重关系不密切。(3)药乡小流域林地土壤有机碳和氮磷元素空间分布特征:①药乡小流域林地土壤0-10 cm、10-20 cm和0-20 cm土层有机碳含量均表现出高强度的空间自相关性。药乡小流域东部和西北部积累了大量的有机碳,药乡小流域林地0-10 cm与0-20 cm土壤层的有机碳含量存在密切相关关系。从全方位来看,药乡小流域0-10 cm土层的有机碳含量分形维数最小,决定系数最大,表明有机碳含量的空间差异性大、为优势格局。②药乡小流域林地土壤10-20 cm土层全氮含量表现出中等的空间自相关性,0-10cm和0-20 cm土层全氮含量均表现出高强度的空间自相关性。药乡小流域中部和西北部积累了大量的全氮,药乡小流域林地0-10 cm与10-20 cm土壤层的全氮含量存在密切相关关系。从全方位来看,药乡小流域林地0-20 cm土层的全氮含量分形维数最大,表明全氮含量的空间差异性小、均一化程度越好。③药乡小流域林地土壤0-10 cm土层全磷含量表现出中等的空间自相关性,药乡小流域林地10-20 cm和0-20 cm土层全磷含量均表现出高强度的空间自相关性。药乡小流域西北部积累了大量的全磷。从全方位来看,药乡小流域林地10-20 cm土层的全磷含量分形维数最大,表明空间差异性小、均一化程度越好。④药乡小流域林地土壤0-10 cm土层碱解氮含量表现出中等的空间自相关性,药乡小流域林地10-20 cm和0-20 cm土层碱解氮含量均表现出高强度的空间自相关性。药乡小流域中部积累了大量的碱解氮。从全方位来看,药乡小流域林地0-10 cm土层的碱解氮含量分形维数最小,决定系数最大,表明碱解氮含量的空间差异性大,为优势格局。⑤药乡小流域林地土壤10-20 cm土层有效磷含量表现出中等的空间自相关性,药乡小流域林地0-10 cm和0-20 cm土层有效磷含量均表现出高强度的空间自相关性。药乡小流域北部积累了丰富的有效磷。从全方位来看,药乡小流域林地10-20 cm土层的有效磷含量分形维数最小,决定系数最大,表明有效磷含量的空间差异性大,为优势格局。