关帝山云杉次生林土壤空间异质性及其对树种分布格局的影响

发布时间：2020-10-27 20:26

　　 了解森林土壤异质性,探索植物与环境之间关联性,对揭示物种分布与共存机制具有重要意义。本文基于关帝山云杉次生林植被调查数据,采用随机取样与规则取样结合的土样采集方法,测定土壤pH、有机质、全氮、有效氮、有效磷、有效钾、有效镁、有效钙、有效锰、有效锌、有效铁、有效铜等12个养分指标,分析土壤养分的空间变异表征,基于方差分解,研究土壤养分对物种分布影响,结果如下:(1)关帝山土壤呈弱酸性,有机质丰富,为142.09g·kg-1,土壤微量元素均达丰富级水平。土壤养分在水平方向上存在明显的空间变异性,土壤有效磷变异系数最高,为58.7%;除pH在样地为弱空间变异,其余土壤养分均呈中等变异;通过对土壤养分进行半方差分析得到,pH、Fe和AN符合指数函数,有机质、AK和Zn符合球状模型,TN、AP、Ca、Mg、Cu和Mn都符合高斯模型。pH、TN、AP、Cu和Mn呈中等空间相关性且结构因素相对随机因素具有更重要作用。(2)土壤养分在垂直方向变化特征明显,所有养分含量主要分布在土壤表层,具有表聚性特征,有机质随着土层深度增加而下降。大部分土壤养分在垂直方向的变异性表现为中等变异。(3)由Pearson相关分析表明,土壤pH与土壤微量元素呈负相关,有机质与大部分养分呈正相关,与Cu、Mn呈负相关。土壤微量元素间呈正相关,具有协同作用。地形因子(凹凸度、海拔)与土壤pH存在正相关。(4)选取重要性大于5的五个优势树种进行空间格局分析得出,5种树种在所研究区域尺度上的空间分布格局均呈聚集分布。而白桦、红桦和辽东栎种群在更大尺度上有呈随机分布的趋势。(5)基于CCA分析土壤因子对树种分布影响得出,土壤养分对主要树种分布程度由高到低为有效猛有效镁有效锌有效钙全氮。其中青杆与华北落叶松分布主要受土壤有效钾和有效磷的影响,青杄更易受土壤有效磷含量的制约;白桦主要与土壤pH、中量元素与微量元素关系密切;红桦则更适宜在有机质及氮素含量丰富的区域生存。(6)基于RDA分析,加入PCNM空间变量,定量分析地形因子、土壤因子和空间因子对树种分布格局的影响,结果表明:环境因子对关帝山树种分布贡献率为41.9%,土壤因子的贡献率为25.4%,空间因子对关帝山树种分布贡献率为11.2%。表明环境因子尤其是土壤因子在一定程度上能够解释树种的分布格局。
【学位单位】：山西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S714;S718.5
【部分图文】：

取样深度ｌ〇ｃｍ，共采样１９０个，关帝山土壤采样分??布图见图１。??为研究土壤养分在垂直方向分布特征，以样地西南角为起始点，每９０ｍ为分隔点，??将样地划分为９个９０ｍｘ９〇ｍ栅格，在每个栅格交点处分三层取样，取样深度分别为：??０？１０ｃｍ、１０？３０ｃｍ、３０？５０ｃｍ，并分别标为丨层、ＩＩ层、ＩＩＩ层。并且在在森林土壤正常??状态下进行土样的采集，以便后期土样处理。??准备取样工具：罗盘、皮尺、测绳、土钻、自封袋、油性笔、铝盒、标签、ＰＶＣ管??等。按照取样图１取点，用罗盘和皮尺确定取样点位置，将自封袋标记对应取样点，并??用ＰＶＣ管做标记，以取样点为圆心，在其周围２０ｃｍ范围内取样，取样时，首先去除表??层枯枝落叶，再用土钻取三个土样，将三个土样混匀装自封袋中。??２．?５指标测定??将土样带回实验室风干

土坡养分在关帝山样地的分布格局

Ｃａｒｒ??３．?３．?２关帝山树种空间分布格局??关帝山次生云杉林主要树种的空间分布格局见图３，?５个树种种群空间分布格局在??不同尺度下的变化规律，在相同的区域，不同的种群因其自身的特征及对生境的反映而??产生相异空间分布格局［８１］。由图３可知，在２？５０ｍ尺度上，五个树种呈明显聚集分布，??而白桦、红桦和辽东栎种群在更大尺度上有呈随机分布的趋势。其中青杆种群在〇？５０ｍ??尺度范围分布格局呈聚集分布，且随尺度增大，聚集程度越强。华北落叶松在０￣ｌｍ尺??度上主要服从随机分布，当尺度＞ｌｍ时，华北落叶松种群在样地的空间分布格局发生??转变，呈聚集分布。图３中未体现青杆和华北落叶松的最大聚集尺度，这可能是由于两??个种群在试验区内聚集程度较高
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本文编号：2859015