三峡库区杉木马尾松混交林和马尾松纯林的土壤含水量空间变异性

三峡库区杉木马尾松混交林和马尾松纯林的土壤含水量空间变异性 ( ) 林 业 科 学 研 究 2010, 23 2: 246,251 Fo rest R esea rch ( ) 文章编号 : 100121498 2010 02 20246206 三峡库区杉木马尾松混交林和马尾松纯林的 3 土壤含水量空间变异性 1 , 2 1 2 2 3 2 3 3田晓堃 , 王鹏程 , 汪来发 , 肖文发 , 李祖梅 , 林英华 ( 1. 华中农业大学园艺林学学院 ,湖北 武汉 430070; 2. 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 , ) 国家林业局森林保护学重点实验室 ,北京 100091; 3. 湖北省宜昌市夷陵区林业局太平溪林业站 , 湖北 宜昌 443100 摘要 :土壤水分含量是对地表生态过程有着重要影响的生态因子 ,在三峡库区生态环境保护中具有重要作用 。选取 ()() ( )三峡库区典型植被类型杉木 、马尾松混交林 A B ,3. 00 m 和马尾松纯林 通过网格 ×3. 00 m 取样 ,地统计学方 ( ) ( )法研究群落 30. 00 m ×30. 00 m 0. 00,20. 00 cm 土壤水分的空间特征 。结果表明 : 1 两种典型植物群落土壤含 ( )水量空间变异性不同 ,样地 A 和样地 B 土壤含水量的变异系数分别表现出弱和中等强度的变异性 ; 2 两种典型植 物群落土壤水分具有良好的半方差结构 ,半方差曲线可以用球状模型进行拟合 。土壤水分的空间相关范围存 ( ) 在明显的差异 ,有效变程分别为 51. 00 m 和 12. 37 m; 土壤水分分布格局呈明显的斑块状分布 ; 3 在本研究区域 内 ,植被 、地形和地貌等是影响土壤含水量空间异质性的主要因素 。 关键词 :土壤含水量 ;空间变异 ;三峡库区 中图分类号 : S791. 248 文献标识码 : A Spa t ia l Va r ia b il ity of So il M o isture in C u n n in gh am ia la n ceo la ta an d P in u s m a sson ia n a M ixed Fore st an d P in u s m a sson ia n a Pure Fore st in Three Gorge s Re servo ir A rea 1, 2 1 2 2 3 2T IAN X iao2kun, W AN G Peng 2cheng, W AN G L a i2fa, X IAO W en 2fa, L I Z u 2m ei, L IN Y ing 2hua ( 1. Co llege of Ho rticu ltu re and Fo re stry Sc ience, H uazhong A gricu ltu ral U n iversity, W uhan 430070 , H ube i , Ch ina; 2. R e sea rch In stitu te of Fo rest Eco logy, Environm en t and P ro tec tion, Ch inese A cadem y of Fo re stry; Key L abo ra to ry of Fo re st P ro tec tion, Sta te Fo restry A dm in istra tion, B e ijing 100091 , Ch ina; 3. Fo re stry Sta tion of Taip ingxi, Yiling D istric t Fo restry B u reau of Yichang C ity, )H ube i P rovince, Yichang 443100 , H ube i , Ch ina A b stra c t: The so il mo istu re is a mo st impo rtan t eco logica l fac to r on the ea rth’s su rface eco logica l p roce ss. It p lays an impo rtan t ro le in eco logica l environm en t p ro tec tion in Th ree Go rge s R e se rvo ir A rea. The geo sta tistic s m e thod wa s ( ) u sed to de te rm ine and quan tify the sp a tia l va riab ility of so il wa te r 0. 00,20. 00 cm fo r ana lysis of sp a tia l p a tte rs of ( ) so il mo istu re in two typ ica l fo re st comm un itie s 30. 00 m ×30. 00 m i. e. C unn ingham ia lanceola ta and P inus () () m asson iana m ixed fo re st A , P inus m asson iana p u re fo re st B in the Th ree Go rge s R e se rvo ir A rea. U sing the grid ( ) samp ling m e thod 3. 00 m ×3. 00 m sp ace , 98 samp ling po in ts we re fixed in to ta1. B a sed on au toco rre la tion ana lysis, the sp a tia l co rre la tion struc tu re of the se so il mo istu re p a tte rn s wa s ca lcu la ted w ith the a id of the Mo ran’s I ( ) index. The re su lts showed tha t: 1 the sp a tia l he te rogene ity of so il mo istu re wa s d iffe ren t obviou sly be tween the two 收稿日期 : 2009 201 219 ()基金项目 : 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金 项目编号 : CA FR IF2007009 ( ) 作者简介 : 田晓堃 1986 —,男 ,贵州安顺人 ,硕士生 ,主要从事微生物生态学研究. 3 致谢 :野外调查得到华中农业大学刁百灵 、吴笛 、刘涛以及湖北省秭归县林业局和宜昌市夷陵区林业局太平溪林业站帮助 ,谨此致谢 ! 3 3 通讯作者. E2m a il: linyinghua@ 263. net ( ) fo re st typ e s, the sp a tia l he te rogene ity of p lo t B wa s stronge r than tha t of p lo t A; 2 the ana lysis of sem iva riogram a t a ll typ e s had good sem iva riogram struc tu re. Sign ifican t d iffe rence s we re found on sp a tia l he te rogene ity of so il mo istu re be tween p lo t A and B. Two sem iva riance grap h s cou ld be exp re ssed by sp he rica l mode l. The re we re sign if2 ican t d iffe rence s in the range s of sp a tia l au toco rre la tion be tween the two typ e s comm un itie s, the effec tive range s of so il mo istu re we re 51. 00 m and 12. 37 m , re sp ec tive ly. A u toco rre la ted sp a tia l he te rogene ity wa s a m a in componen t ( ) of the sp a tia l he te rogene ity. The ir sp a tia l p a tte rn cam e ou t a s obviou s p a tche s from the sp a tia l fram ewo rk m ap s; 3 The so il mo istu re sp a tia l va riab ility in th is region mo stly con tribu ted to the influenc ing fac to rs, such a s vege ta tion topograp hy and m ic ro2p hysiognom y. Key word: so il mo istu re; sp a tia l va riab ility; Th ree Go rge s R e se rvo ir A rea 土壤是一个时空连续的变异体 ,具有高度的空99 ?。杉木共 187 株 , 平均树高 10. 50 m , 平 均 胸径 [ 1 ] 间异质性 。近年来以区域化变量为理论基础 、以 10. 44 cm;马尾松共 59 株 ,平均树高 11. 50 m ,平均 胸径 15. 34 cm。乔木层郁闭度 0. 85。林下灌木比 半方差函数和 Kriging插值为主要工具的地统计学 [ 2 ] ( ( 方法 ,广泛地应用于土壤性质空间变异性的研究 。 较 丰 富 , 组 成 种 有 木 L o ropeta lum ch inense R. () ) ) 土壤水分含量是对地表生态过程有着重要影响B r. O live r、栓 皮 栎 Q uercus va riabilis B l. 、白 栎 的生态因子 ,具有明显的空间结构和空间连续性 、空 (( )) Q uercus fabri H ance幼苗 、菝葜 Sm ilax ch ina L. 、 [ 3 - 4 ] ( ( ) 间自相关性 。土壤表层水分的空间格局由不同 盐肤木 R hus ch inensis M ill. 、香 叶 子 L indera f ra2 ( ) 尺度上的自然作用和过程控制 ,包括降水 、径流 、蒸g rans O liv. 、大 红 泡 R ubus eu tephanus Focke ex[ 5 ] 发蒸腾等 ,其变化尺度从几厘米到上百米 。 三峡) ( ) D ie ls、寒莓 R ubus buergeriM iq. 等 。样地 周 边有 库区位于由青藏高原向长江中下游平原倾 轻度的人为干扰 。 斜的过渡 带 。因 山 地 、丘 陵 面 积 比 例 高 , 海 拔 落 差 () 马尾松纯 林 B 位 于夷 陵区 太 平溪 镇落 佛 村 。 大 ,坡度陡 ,而成为我国仅次于黄土高原地区的另一 海拔 280. 00 m , 乔木层郁闭度 0. 67,西坡 ,坡度 25?, - 3 个水土流失敏感区 ,是我国生态环境保护的重点地 下坡 坡 位 。土 壤 密 度 1. 50 g 〃 cm 。主 轴 方 位 角[ 6 ] 区 。随着三峡工程的建设 ,土壤水分变化对植被 325?。样地内有马尾松 169 株 ,平均树高 8. 00 m ,平 [ 7 - 8 ] 的影响已得到学者的关注 ,但受各种因素的限均胸径 10. 60 cm ,郁闭度为 0. 66。林下灌木稀少 ,组 制 ,未能反映出土壤水分空间格局特征 。研究选取 ( () 成种有地瓜 F icus tikous B u r. 、忍冬 L on icera japon i2 ( () ) 杉木 C unn ingham ia lanceo la ta L am b. Hook. 、马 ( () ca Thunb. 、菝葜 、火棘 Py racan tha fortuneana M ax2 ( )()尾松 P inus m asson iana L am b. 混交林 A 和马尾松 ) ) im. L. 、盐肤木等 。样地周边有轻度的人为干扰 。 ()纯林 B 两种典型群落 ,通过分析其坡面尺度上土 2 研究方法与数据分析 壤水分含量的空间变异性 ,探讨了该区域内土壤水 2. 1 采样方法 分空间 变 异 性 及 影 响 土 壤 水 分 空 间 格 局 的 主 要 ( ) 2008年 10 月上旬 ,在典型样地 30 m ×30 m 因素 。 ( ) 范围内进行网格 3 m ×3 m 交叉点部分取样和局 1 研究地概况 部加密的方法取样 ,取样前一周有一次降雨过程 ,强 研究地位于湖北宜昌地区 , 110 ?18 ′,111 ?0 ′E, 度为 10 mm。每个样地共设置样本点 49 个 ,布设如 30 ?38 ′,31 ?11 ′N ,属亚热带季风气候 ,年均气温 17图 1。采集 10 cm ×10 cm 范围内 0 ,20 cm 土壤样 ,19 ?;无霜期为 306 天 ;空气相对湿度 72 % ;降水 品 ,混合均匀后立即装入自封袋 ,带回实验室 ,采用量为 1 000 ,1 800 mm ,时空分布不均 。地带性土壤 烘干法测定土壤含水量 。 为山地黄壤 ,主要分布在海拔 1 400 m 以下 。丘陵 、 2. 2 数据分析 山地面积大 ,平地面积小 ,土地结构复杂 。 [ 9 - 10 ] 1 γ( ) :h = E [ Z半方差函数的计算公式为 () 杉木 、马尾松混交林 A 位于秭归县茅坪镇杉2 2 ( ) ( ) γ ( ) 木溪 。海拔 318 m ,北坡 ,坡向 30 ?,中坡坡位 。土壤 x- Z x+ h ] , 式 中 :h 是 半 方 差 函 数 值 ; i i - 3 ( ) 是区域化变量 Z 在 x 处的实测值 ; Z x + h 是密度为 1. 39 g〃cm 。为了便于描述和计算 ,将样 Z ) ( i i x i 地基本 垂 直 于 坡 向 的 边 定 义 为 主 轴 , 其 方 位 角 为与 x距离为向量 h 处采样的值 。对计算出的各样 i 林 业 科学研究第 23卷 248 地土壤水分的半方差函数 , 建立半方差函数的理论 ( ) ( ) 模型 。通过模型中的块金值 C、基台值 C+ C 、 0 0 ( )( ) 变程 a 以及分隔距离 h 等参数对半方差函数采 γ ( ) 用球状模型拟合 , 即 h = C+ C [ 1. 5 h / a - 0. 5 0 3 2 ( ) ( ) ( ) h / a ] 0 < h ?a 。通过决定系数 R判断模型 2 R N - k 拟合的精度 , 其公式为 F =× , 式中 k 为 2k - 1 1 - R 回归模型中自变量的个数 。 为了检验空间变量是否存在空间依赖关系 ,采 用 Mo ran’s I系数进行空间相关性分析 ,即 : n n )( ) ( - x? n w x- x?xij i j?? i = 1 j = 1 I = n n n 2 ( )xx? - w iij? ?? 图 1 土壤样品空间取样设计 i = 1 i = 1 j = 1 式中 : n 是空间 单 元数 ; w 是相 邻权 重 ; x和 x iji j 3 结果与分析 分别是变量 x 在相邻配对空间点 i和 j上的取值 ; I 系数取值为 - 1 ,1; I = 0 时表示空间不相关 , I为正 3. 1 土壤水分的基本统计特征 值时表示空间正相关 , I为负时表示空间负相关。 土壤含水量描述性统计结果如表 1。从表 1 可 采用 Kriging插值方法模拟土壤水分的空间分 见 ,样地 A 与样地 B 土壤含水量偏低 , 其平均含水 - 1- 1 ) (( 布格局 。分形维数 D 通过公式 D = 1 /2 4 - m m 量分别为 0. 168 2 g〃g和 0. 118 4 g〃g;变异系 )为双对数半方差的斜率 估算 。 数分别为 9. 18 %和 20. 85 % ,即分别表现出弱和中 2. 3 取样数的估算等强度的变异性 。 2 s 2单个样本的 K2S非参数检验结果表明 ,参数检 λ λ本研究采用 t分布法 ,即 n = ,式中 是 αα ffμk 验超过 5 %的检验水平 , 即各样地的土壤含水量均 2 t分布的特征值 。S是实际应用中用于代替未知总体 服从正态分布 ,因而不需要对原始数据进行转化 ,直 [ 11 - 12 ] μ方差的样本方差 ; k是取样精度 ;是样本均值 。 接用于地统计学分析 。 以上分析通过 sp ss13. 0和 GS + 5. 1 完成 。 表 1 土壤含水量描述性统计 - 1 - 1 - 1 ) ) )( ( ( 样地 样本数 方差 差 偏度系数 峰度系数 变异系数 / % 平均值 / g〃g 最小值 / g〃g 最大值 / g〃g A 49 0. 168 2 0. 131 2 0. 203 4 2. 383 1. 544 - 0. 049 0. 165 9. 18 B 49 0. 118 4 0. 072 8 0. 214 8 6. 096 2. 469 1. 212 3. 725 20. 85 ( ) 3. 2 半方差函数结构分析 C较大 。基台值 C+ C 表示变量在研究系 统中 0B0 的最大变异程度 ,是半方差函数达到的极限值 。样 半方差函数模型各结构参数如表 2 所示 。从表 2 可以看出 ,块金值 C与 C大小分别为 1. 539 和 ( )地 A 与 B 的基台值 C+ C 分别是 3. 808和 6. 460 , 0A 0B 0 2. 030 , C高于 C。块金值 C表示随机变异的大 对比两块样地土壤水分的方差 2. 383 和 6. 096 会发0B 0A 0 小 ,主要与最小取样间隔内的自然过程造成的变异 现 ,样地 B 的基台值较好地反映了研究土壤水分总[ 9 ] 或实验误差有关 。较大的块金值可能与石块分布 C /的变异 程 度 。块 金 值 与 基 台 值 之 比 块 金 效 应 0 及人为干扰有关 ,石块分布点一般土层浅薄且蒸发 ( ) C+ C 反 映 块 金 方 差 占 总 空 间 异 质 性 变 异 的 大 0 [ 13 ] ( )小 。样地 A 和 B 块金值与基台值之比 C / C + C 强烈从而有别于周围区域土壤性质 。两块样地 0 0 虽均处于中低海拔的丘陵地带 ,周边或样地内的轻 分别为 40. 4 %和 31. 4 % ,介于 25 % ,75 % ,两者均 [ 14 - 15 ] 度人为干扰破环了土壤表层原有的结构 ,增加了土 表现出中等强度的空间依赖性 。 ( ) 壤变异的随机性 ,与样地 A 相比 , 样地 B 林内干扰 变程 a 表 示 相 似 性 质 斑 块 的 空 间 连 续 性 范 围 ,变程以内的空间变量具有空间自相关性或空间 程度偏大 , 土 壤 石块 比例 较 高且 分 布 不 均 匀 , 因 而 () 依赖性 ,变程以外则不存在空间相关 。本研究 a为反映了土壤水分的空间分布特征 表 2 。对样地 B A [ 5 ] 分隔距离 人为 缩小 并 适当 的扩 大 步长 进行 分 析 显 51. 00 m , a为 12. 37 m ,分别与 W e ste rn等 的旱季 B [ 16 ] ( ) 土壤水分的变程 50. 00 ,60. 00 m 和谷加存等 示 ,当最大分隔距离为 15. 00 m ,且步长为 4. 00 m 的 ( ) 采伐干扰下 土 壤 水 分 的 变 程 8. 00 ,14. 00 m 相 情况下样地 B 获得了比较好的拟合效果 ,块金值为 似 ,表明研究区域的地表状况 、采样季节以及人为干 1. 390;基台值为 1. 634; 变程为 37. 72 m; 块金效应扰均会改变局部区域土壤水分的空间分布 ,但研究 为 0. 085; 决定系数为 0. 985 , 表明样地 B 较小的取 区域的 土 壤 水 分 仍 然 具 有 一 定 尺 度 上 的 空 间 连 样间隔对提高土壤含水量精度贡献不大 ,反而放大 续性 。 了局部随机因素引起的变异 ,曲线修正后 ,变程增大 () 从半方差函数图 图 2 中可见 , 两块样地土壤 ()说明在现有的研究尺度 样地面积和取样间隔 上 , 水分空间结构不同 。采用球状模型对土壤水分半方 2 大于 12. 37 m 间距的点对的空间相关性受到非结构 差函数进行了拟合 ,其 R分别为 0. 596 和 0. 331 ,样 因素的影 响 而 消 失 , 减 弱 样 地 B 土 壤 水 分 空 间 相 地 A 的理论模型决定系数较高 ,说明该模型较好的 关性 。 表 2 土壤含水量半方差函数参数及其理论模型 2 - 2 2 - 2 ))( ( 样地 变程 /m 块金值 /基台值 决定系数 模型类型 分形维数 块金值 / g〃g 基台值 / g〃g A 1. 539 3. 808 51. 00 0. 404 0. 596 1. 909 球状模型 B 2. 030 6. 460 12. 37 0. 314 0. 331 1. 862 球状模型 图 2 土壤含水量半方差函数图 - 1水量范围介于D 是对生态因子场半方差分析得到的分形维数 0. 095 0 ,0. 172 0 g〃g之间 ,其变 结构复杂性的表征 , D 值越大 ,由空间自相关部分引 A 呈较明显的斑块镶嵌结构 ,且斑块化趋势较样地 起的空间异质性越高 ,不同生态因子场的差异性就 内含水量等级差异较大 ,其结构变化引起的变异为 [ 17 ] 68. 6 % ,样地 A 地表凸凹不平 、马尾松分布稀疏处草 越小 。样地 A 的分形维数为 1. 909 ,大于样地 B 的 1. 862 ,说明样地 A 土壤水分由空间自相关部分 本植物生长旺盛 ,导致土壤含水量差异较大 ,以上结 引起的空间异质性高于样地 B。 论与分形维数分析一致 。 为了更直观 反 映 两 块 样 地 土 壤 水 分 的 分 布 特3. 3 空间自相关分析 () 征 ,利用 Kriging插值法得到了空间格局图 图 3 。 Mo ran’s I系数变化趋势如图 4 所示 ,在采样范 由图 3可见 ,两样地均呈斑块状分布 ,其中样地 A 土 围内 ,样地 A、样地 B 土壤水分在采样的范围内呈现 - 1 壤含水量范围介于 0. 156 0 ,0. 185 0 g〃g之间 ,一定的结构性 ,但两者空间结构不同 。样地 A 土壤其变化趋势为从右到左平行于主轴方向土壤含水量 水分空间自相关图的大致趋势是 : 在分隔距离 12. 00 逐渐增加 ,部分等值线不够圆滑 ,在小范围内有急剧 m 以内的点对呈显著的正相关 ,随着分隔距离的增 变化 ,这可能与小尺度上的某个过程有关 。其结构 大 ,自相关系数逐渐向负方向增长 ,达到显著的负相 变化引起的变异占 59. 6 % ,表明其受样地区域性条 关 ;样地 B 土壤水分空间自相关图的趋势不明显 ,自 件 ,如植被群 落 各层 郁闭 度 较高 、草 本 植 物 生 长 旺 相关系数随着分隔距离的点数上下波动 。空间正自 盛 、人为干扰相对较弱等的影响较大 ;样地 B 土壤含 相关的距离大致反映了性质相似斑块的平均半径 , 林 业 科学 研 究第 23卷 250 空间负自相关则反映了性质相反的斑块间的平均距,说明样地 B 斑块的空间尺度约为 4. 00他起伏较大 [ 13 ] 离 。样地 A 土壤水分自相关的变化趋势说明水 ,12. 00 m。超过这个尺度为性质不同的斑块 。这 分的空间格局呈较简单的斑块分布 ,而样地 B 水分 可从样地本身得到解释 , 与样地 B 相比 , 样地 A 林 格局斑块分布较复杂 ,具体表现为 :样地 A 土壤水分 下灌木层丰富 ,乔木层郁闭度大 、北坡等因素导致样 在分隔距离为 2. 00,10. 00 m 范围内表现为正相关 地在太阳辐射上的差异 ,这个差异直接影响土壤水 ( ) 分的蒸腾散失并间接通过影响植被的生长状况而对 0. 12,0. 40 , 10. 00 ,14. 00 m 的范围内系数在 0 ( 附近波动 ,超过 14. 00 m 的范围表现为负相关 - 0.土壤水分含量产生作用 ;同时样地 A 土壤层较厚 ,局 ) 10, - 0. 50 ,说明样地 A 斑块的空间尺度约为 10.部低洼的区域 、浅层土壤石块较多 ,土壤砂砾含量低 于样地 B ,因而含水量较高 ,斑块分布比较规则 , 而 00,14. 00 m;样地 B 空间自相关性的变化较样地 A 波动较大 , 4. 00 ,12. 00 m 时系数在 0 附近波动 ,其样地 B 则相反 。 图 3 土壤含水量空间格局图 图 4 土壤含水量空间相关图 3. 4 合理取样数的估算 ,本研究样地 A、B 的样本分析的变异系数等来确定 - 1 合理的取样数目决定于精度的高低 ,相对误差 土壤水分平均值分别为 0. 168 2 g〃g和 0. 118 4 g - 1 越小 、置信水平越高 ,取样数量越多 。对取样数估算 〃g,相对误差分别为 9. 18 %和 20. 85 % , 据此选 () 择在误差为 10 % 、置信水平 99 %条件下计算采样点 结果表明 表 3 ,在置信水平 99 % ,相对误差分别为 10 %和 5 %的条件下 ,样地 A 取样数分别为 7 个和分别为 7和 32个 ,因此本研究采集样本数可以满足 25个 ; 样地 B 则分别为 32 个和 125 个 。合理取样 精度需要 。 相对误差的确定一般需要根据变量的实际水平及大 ( ) 报 , 2005 , 36 6 : 822 - 825 表 3 合理取样数估算 [ 2 ] 赵 军 ,张久明 ,孟 凯 ,等. 地统计学及 G IS 在黑土区域土壤 10 % 5 % 养分空间异质性分析中的应用 ———以海伦市为例 [ J ]. 水土保持 置信水平 90 % 95 % 99 % 90 % 95 % 99 % ( ) 通报 , 2004 , 24 6 : 53 - 57 A 2 4 7 10 14 25 [ 3 ] 张继光 ,陈洪松 ,苏以荣 , 等. 喀斯特地区典型峰丛洼地表层土 B 13 18 32 49 71 125 壤水分空间变异及合理取样数研究 [ J ]. 水土保持学报 , 2006 , 20 ( ) 2 : 114 - 118 [ 4 ] 李子忠 ,龚元石. 农田土壤水分和电导率空间变异性及确定其采 4 初步结论 ( ) 样数的方法 [ J ]. 中国农业大学学报 , 2000 , 5 5 : 59 - 66 ( )1 研究区域内杉木 、马尾松混交林的土壤含水 [ 5 ] W e stern A W , B lǒsch l G, Grayson R B. Geo sta tistica l cha rac terisa2 量平均值高于马尾松纯林土壤含水量平均值 ,两者变 tion of so il mo istu re p a tte rn s in the ta rrawa rra ca tchm en t[ J ]. Jou rna l 异程度分别为弱的变异性和中等强度的变异性 。 of H yd ro logy, 1998 , 205: 20 - 37 ( )2 研究区域内 , 两种植物群 落类 型 中的 土壤 [ 6 ] 王鹏程 ,肖文发 ,张守攻 , 等. 三峡库区主要森林植被类型土壤 ( ) 渗透性能研究 [ J ]. 水土保持学报 , 2007 , 27 6 : 51 - 56 含水量具有良好的半方差结构 ,均可以用球状模型 2 ( [ 7 ] 李昌晓 ,钟章成. 三峡库区消落带土壤水分变化对落羽杉 Taxo2拟合 , R分别为 0. 596 和 0. 331。块金值的变化主 ) d ium d istichum 幼苗根部次生代谢物质含量及根生物量的影响要与石块分布和人干扰等随机因素有关 ,块金效应 ( ) [ J ]. 生态学报 , 2007 , 27 11 : 4394 - 4402分析表明 ,样地 B 群落土壤水分空间异质性由空间 [ 8 ] 廖晓勇 ,罗承德 ,陈治谏 , 等. 三峡库区坡耕地粮经果复合垄作 自相关引起的比例较大 ,但两样地都表现出中等强 ( ) 对土壤水分特征的影响 [ J ]. 干旱地与农业研究 , 2008 , 26 5 : 75 - 79 度的空间依赖性 。土壤水分的空间相关距离较大 , [ 9 ] 王政 权. 地 统 计 学 在 生 态 学 中 的 应 用 [ M ]. 北 京 : 科 学 出 版 分别为 51. 00 m 和 12. 37 m;土壤水分在两种群落中 社 , 1999 分布格局呈明显的斑块状分布 ,样地 A 斑块的空间 [ 10 ] B asa ran M , E rp u l G, Te rcan A E, et a l. The effec ts of land u se 尺度约为 10. 00 ,14. 00 m ,样地 B 斑块的空间尺度 changes on som e so il p rop e rtie s in Indagi Moun ta in Pa ss2Cank iri, 约为 4. 00 ,12. 00 m。分形维数分别为 1. 909和 1. Tu rkey [ J ]. Environm en ta l Mon ito ring A sse ssm en t, 2008 , 136: 101 - 119 862。样地 A 土壤含水量空间格局呈较简单的斑块 [ 11 ] 王景雷 ,孙景生 ,刘祖贵 ,等. 作物需水量观测站点的优化设计 分布 ,样地 B 呈较明显的斑块镶嵌结构 。 ( ) [ J ]. 水利学报 , 2005 , 36 2 : 225 - 231( ) 3 研究区域内 ,地表状况 、采样季节以及人为[ 12 ] A sh raf M , Loftis J C, H ubba rd K G. App lica tion of geo sta tistic s to 干扰均会改变局部区域土壤水分的空间分布 ,但研 eva lua te p a rtia l wea the r sta tion netwo rk s [ J ]. A gricu ltu ra l and Fo r2 究区域的土壤水分仍然具有一定的空间连续性 。其 e st M e teo ro logy, 1997 , 84: 255 - 271 [ 13 ] 张 伟 ,陈洪松 ,王克林 ,等. 喀斯特地区典型峰丛洼地旱季表 中植被 ,地形和地貌等是影响土壤含水量空间异质 ( ) 层土壤水 分 空 间 变 异 性 初 探 [ J ]. 土 壤 学 报 , 2006 , 43 4 :性的主要因素 。其中群落郁闭度直接影响土壤水分 554 - 562 的蒸腾散失 ,两种类型植被群落结构的不同也对蒸 [ 14 ] Cam ba rde lla C A , Moo rm an T B , Pa rk in T B , et a l. F ie ld2sca le 腾散失和地表径流产生作用 ; 坡向导致太阳辐射不 va riab ility of so il p rop e rtie s in cen tra l Iowa so ils [ J ]. So il Sc ience 同从而影响植被的生长状况而间接对土壤水分含量 Soc ie ty of Am e rica Jou rna l, 1994 , 58: 1501 - 1511 [ 15 ] 王晓春 ,韩士杰 ,邹春静 ,等. 长白山岳桦种群格局的地统计学 产生作用 ;低洼的区域含水量较其他区域高 ,浅层土 ( ) 分析 [ J ]. 应用生态学报 , 2002 , 13 7 : 781 - 784壤石块影响土壤水分的入渗 ,从而引起含水量的差 [ 16 ] 谷加存 ,王政权 ,韩有志 ,等. 采伐干扰对帽儿山天然次生林土 异 。此外 ,研究区域人为干扰因子也是影响土壤水 ( ) 壤表层水分空间异 质 性 的 影 响 [ J ]. 生 态 学 报 , 2005 , 25 8 : 分异质性的一个因素 。2001 - 2009 [ 17 ] 王 芳 ,苏永中. 典型生态系统定位观测样地的土壤性状空间 ( ) 变异性评价 [ J ]. 水土保持学报 , 2007 , 21 2 : 95 - 98 , 118 参考文献 : [ 1 ] 高玉蓉 ,许红卫. 稻田土壤养分的空间变异性研究 [ J ]. 土壤通