土壤pH与养分的空间异质性特征研究成果

对土壤全氮、全磷、全钾和速效钾含量数据进行对数转化后，并对pH和养分含量进行了半方差分析（图10），从图10可以看出，pH、有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾含量半方差先随取样点之间距离的增加而较迅速地增加，当取样点间的距离增加到一定程度后半方差逐渐稳定在一个数值上，此时的空间自相关尺度称为变程，分别为108.8、88.5、112.8、131.9、143.3、73.3、73.2和134.71 m（表6）。当取样距离大于变程时，pH、有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾的空间分布是随机的。只有在变程范围内，pH和各养分取样设计才具有空间自相关特性［171］，即研究尺度大小符合pH和养分空间变异性。

图10　土壤pH和养分的半方差函数图

表6　土壤pH和养分的半变异函数理论模型及相关参数（n=255）(www.xing528.com)

注：“*”表示对数据进行了对数转化。

从表6可以看出，pH和养分的决定系数R2在0.864～0.999之间，均比较高，说明理论模型都能很好地反映研究样地pH和养分的基本属性，建立的理论模型可行。从图10和表6可以看出，pH、全氮、水解氮、全磷、速效磷和速效钾的变异函数的理论模型均符合球状模型，有机碳和全钾的变异函数理论模型均符合指数模型。除pH在该研究尺度下表现为中等程度的空间自相关，这主要是由结构性因素（如土壤母质、地形、气候等）和随机因素（如林木生长状况、微生物活性、人为活动等）共同相互作用的结果。而养分表现出强烈的空间自相关（0.07％～13.93％），自相关部分引起的变异比例较大，由结构性因素引起的变异范围为86.07％～99.93％，随机因素贡献较小。另外分形维数变化范围为1.603～1.844，分形维数都较接近2，反映了pH和养分各性状间隔样点间的差异较小［172］。