论文部分内容阅读
土壤是森林生态系统的重要组分,是植被生长的物质基础,森林土壤的质量对植被群落的发展和演替具有重要的调控作用。以江西省境内闽楠天然次生林为研究对象,通过典型样地调查和土壤样品测定获取数据,以土壤物理、化学16个指标作为全数据集(TDS),在对0-10 cm和10-20 cm土层土壤指标进行描述性统计的基础上,分析0-20 cm土层土壤指标的相关性,并构建最小数据集(MDS)进行土壤质量评价,基于障碍因子诊断模型确定影响土壤质量的主要制约因子,探讨环境因子与土壤质量之间的关系及其影响作用。研究结果可为闽楠次生林的可持续经营和人工闽楠林营造立地的选择及经营等提供参考依据。主要结果与结论如下:(1)土壤水分(土壤含水量、最大持水量、毛管持水量和田间持水量)、孔隙度(毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度)、有机质、全量养分(全氮、全磷和全钾)、速效养分(速效氮、速效磷和速效钾)等指标均随土层加深而减小;有机质、全氮和速效氮含量较为丰富,全钾和速效磷含量处于中等水平,而全磷和速效钾含量则相对偏低。16个土壤指标的变异系数均随土层加深而减小,其中,p H值的变异系数介于5.65-6.16%,属于弱变异;其他指标均为中等变异,变化范围为10.15-64.56%。(2)除土壤含水量、毛管孔隙度外,土壤容重与其他物理指标均呈显著负相关(P<0.05);土壤水分与毛管孔隙度、总孔隙度,以及毛管孔隙度与非毛管孔隙度、总孔隙度间均呈显著相关(P<0.05)。除p H值外,有机质与其他化学指标均呈显著正相关(P<0.05);全量养分与速效磷以及p H值与全氮、全磷、速效钾均呈显著正相关(P<0.05);全氮与速效氮以及全钾与速效钾呈显著正相关(P<0.05)。除非毛管孔隙度外,全量养分与其他物理指标均呈显著相关(P<0.05);有机质、速效磷与土壤水分,以及速效氮与毛管孔隙度、总孔隙度均呈显著正相关(P<0.05)。(3)通过主成分分析、相关性分析和Norm值的计算共筛选出的土壤质量评价MDS指标为田间持水量、土壤容重、总孔隙度、有机质、速效钾和全磷。基于MDS的线性土壤质量指数(SQI1-L)变化范围为0.157-0.711,均值为0.443,变异系数为36.12%;非线性土壤质量指数(SQI2-NL)为0.319-0.654,均值为0.475,变异系数为21.26%。计算TDS线性和非线性土壤质量指数,并对TDS和MDS土壤质量指数进行线性拟合得出,线性评分方法土壤质量指数间的拟合效果(R2=0.866)优于非线性评分方法(R2=0.779),SQI1-L更适用于闽楠天然次生林土壤质量评价。(4)全磷和土壤容重的障碍度较大,是影响土壤质量的主要制约因子,各指标的障碍度总排序为全磷(0.239)>土壤容重(0.189)>田间持水量(0.168)>速效钾(0.151)>有机质(0.134)>总孔隙度(0.119)。其中,对于差等质量水平样地,土壤容重的障碍度较大,为0.210;在中、良等质量水平样地,全磷障碍度较大,障碍度分别为0.234和0.334。(5)土壤质量的主要影响因子决定系数排序为凋落物厚度(0.353)>坡位(0.273)>林下植被盖度(0.263)>郁闭度(0.217)。土壤质量随着凋落物厚度的增大呈逐渐增大趋势,凋落物厚度≥3 cm时土壤质量较好;从上坡到下坡,土壤质量呈上升趋势,中、下坡的土壤质量显著高于上坡(P<0.05);林下植被盖度和郁闭度的间接通径系数较大,分别为0.443和0.418,土壤质量表现为随着林下植被盖度和郁闭度的增大呈先增大后减小的趋势,林下植被盖度为60-90%、郁闭度为0.5-0.7时土壤质量较好。