張順平，喬 杰，孫向陽(yáng)，王保平，王煒煒，崔令軍，于 鑫

(1.北京林業(yè)大學(xué)，北京100083；2.國(guó)家林業(yè)局 泡桐研究開(kāi)發(fā)中心，河南 鄭州 450003)

坡向、坡位對(duì)泡桐人工林土壤養(yǎng)分空間分布的影響

張順平1，喬 杰2，孫向陽(yáng)1，王保平2，王煒煒2，崔令軍2，于 鑫1

(1.北京林業(yè)大學(xué)，北京100083；2.國(guó)家林業(yè)局 泡桐研究開(kāi)發(fā)中心，河南 鄭州 450003)

為選擇適宜泡桐生長(zhǎng)的坡向坡位，對(duì)湖北省咸寧市淺山丘陵區(qū)不同坡向和坡位的土壤養(yǎng)分空間分布差異進(jìn)行了測(cè)定、比較和分析。結(jié)果表明：①坡位對(duì)有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量、有效鉀含量和有效磷含量空間分布的影響均達(dá)顯著及以上程度，坡向和坡向與坡位的交互作用對(duì)土壤有效P、有效K空間分布的影響多達(dá)極顯著程度。②對(duì)4項(xiàng)養(yǎng)分指標(biāo)在0～40cm土層范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，可將12個(gè)坡向坡位劃分為3類，其中第1類為東坡下部、南坡下部、西坡下部、北坡下部；第2類為北坡上部、北坡中部、東坡上部、東坡中部；第3類為南坡上部、西坡上部、南坡中部、西坡中部。③在此3類坡向坡位中，第1類與第2類相比較，土壤有機(jī)質(zhì)含量高29.02％，全氮含量高28.77％，有效磷含量高257.37％，有效鉀含量高23.69％，可視為最適宜的坡向坡位；第2類與第3類相比，有機(jī)質(zhì)含量高7.84％，全氮含量高11.30％，有效磷含量低76.56％，有效鉀含量低5.59％，整體較第1類坡向坡位差。

泡桐人工林；坡向；坡位；土壤養(yǎng)分；空間分布；聚類分析

泡桐Paulownia spp.是我國(guó)重要的優(yōu)質(zhì)、速生、多用途樹(shù)種，在我國(guó)農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)工程建設(shè)和出口創(chuàng)匯方面一直發(fā)揮著十分重要的作用。南方低山丘陵區(qū)是適宜建立泡桐速生豐產(chǎn)商品林基地的重要區(qū)域，在林業(yè)和生態(tài)建設(shè)工程的推動(dòng)下，近幾年的泡桐發(fā)展十分迅速，僅在湖北省咸寧市和江西省上饒市的栽培面積已超過(guò)1.33 萬(wàn)hm2。隨著泡桐在該區(qū)域的發(fā)展，盲目選地整地問(wèn)題日益突出，選擇適宜的立地條件勢(shì)在必行。地形因素可以通過(guò)影響土壤的微氣候、土壤的理化性質(zhì)、植被的生長(zhǎng)等途徑影響人工林的生長(zhǎng)質(zhì)量，即使很小的地形變化也會(huì)造成短距離內(nèi)土壤條件的劇烈變化[1]。坡向、坡位作為重要的地形因子，經(jīng)常運(yùn)用在對(duì)人工林生長(zhǎng)及其材性的影響研究中[2-7]。不同坡向的坡面由于其水熱條件的差異，造成土壤含水量變異明顯[8]。坡向和坡位也是影響土壤有機(jī)質(zhì)空間分布及其腐殖化和礦化過(guò)程的重要因素[9]。但是目前對(duì)于低山丘陵區(qū)土壤養(yǎng)分狀況在坡向、坡位尺度上的空間分布特征的研究仍然不夠深入。

本文中以咸寧市石城鎮(zhèn)低山丘陵區(qū)的5年生泡桐9501無(wú)性系人工林地為研究對(duì)象，研究不同坡向、坡位土壤養(yǎng)分空間分布的差異，旨在為當(dāng)?shù)氐呐萃┌l(fā)展選擇適宜的立地條件，確定適合泡桐生長(zhǎng)的最佳坡向、坡位，為泡桐的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于湖北省咸寧市崇陽(yáng)縣石城鎮(zhèn)，北緯 29°32′，東經(jīng) 113°48′，海拔高 180m，為典型的低山丘陵區(qū)，坡度15°～25°，土壤為黃紅壤，質(zhì)地為中壤土。該區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，日照充足，雨量充沛，平均氣溫15.8℃，年均降水量1 988.5mm，相對(duì)濕度為80％。自然植被主要以杉木Cvnninghamia lanceolata、櫟類Quercus、胡枝子Lespedeza、芒Miscanthus為主的稀樹(shù)灌草叢及小塊雷竹Ventricousinternode叢。在2008年春按梯田狀整地，同年4月統(tǒng)一采用9501泡桐無(wú)性系1年生根樁造林，根樁基徑為3～4cm，株行距為4m×5m。

1.2 樣地的設(shè)置與調(diào)查

2013年6月在該泡桐試驗(yàn)基地范圍內(nèi)，按4個(gè)坡向(東坡、南坡、西坡、北坡)、3個(gè)坡位(上部、中部、下部，各部均占坡面長(zhǎng)度的1/3)布設(shè)樣地。在同一坡向坡位內(nèi)按“品”字形設(shè)置3次重復(fù)，共設(shè)立25m×25m的固定觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)地36塊。在樣地內(nèi)進(jìn)行林分結(jié)構(gòu)和立地特點(diǎn)調(diào)查(見(jiàn)表1)。每塊樣地內(nèi)土壤剖面統(tǒng)一挖深至1m，并進(jìn)行機(jī)械分層(0～20、20～40、40～60、60～80、80～100cm)，觀察記錄土層有效厚度、土壤中石礫含量情況等，分層采集原狀土帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定分析。土壤樣品測(cè)定項(xiàng)目包括：土壤密度、土壤的pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、有效鉀。

表1 樣地立地條件Table 1 Site conditions of plots

1.3 土壤理化性質(zhì)的測(cè)定

土壤密度采用環(huán)刀法測(cè)定，土壤pH值采用玻璃電極法測(cè)定，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀-硫酸溶液-油浴法測(cè)定，全氮采用半微量開(kāi)氏法測(cè)定，有效磷、有效鉀采用國(guó)際最新浸提方法(Mehlich3)浸提。大量研究表明Mehlich3法與常規(guī)方法測(cè)定具有極顯著的相關(guān)性[10-11]，Mehlich3浸提法的有效磷跟國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法(Bray1)的換算關(guān)系為：y=1.2+0.93x(pH值＜6.5)；y=2.7+0.98x(pH值6.5～7.3)；Mehlich3浸提法的有效鉀跟國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法(1mol/L乙酸銨溶液)的換算關(guān)系為：y=15+0.82x(pH 值＜6.5)；y=14+0.83x(pH 值6.5～7.3)，y=24+0.73x(pH值7.3～8.2)。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)處理和分析采用Excel2007和SPSS15.0軟件。

坡向、坡位間土壤養(yǎng)分空間分布差異性采用雙因素方差分析方法。在此基礎(chǔ)上，選擇相關(guān)指標(biāo)，將其統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化到0～1的范圍內(nèi)，采用分層聚類法中的最遠(yuǎn)鄰法[12]對(duì)12個(gè)坡向和坡位進(jìn)行綜合分類、評(píng)價(jià)和選擇。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同坡向、坡位土壤有機(jī)質(zhì)空間差異

土壤有機(jī)質(zhì)在同一坡向不同坡位相同土層中整體表現(xiàn)為坡上部位各土層中含量最小，坡中和坡下整體較坡上部位大，且表現(xiàn)為交替變化(見(jiàn)圖1)。北坡在0～20cm土層中土壤有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為坡下＞坡中＞坡上，20～40cm土層中表現(xiàn)為坡下＞坡中≌坡上，40～60cm土層中表現(xiàn)為坡下＞坡上＞坡中，60～100cm土層中均表現(xiàn)為坡中＞坡上＞坡下；東坡在0～40cm土層中均表現(xiàn)為坡中＞坡下＞坡上，40～80cm土層中均表現(xiàn)為坡上＞坡下＞坡中，在80～100cm土層中表現(xiàn)為坡上＞坡中≌坡下；南坡在0～20cm土層中表現(xiàn)為坡中＞坡下＞坡上，20～40cm土層中表現(xiàn)為坡下＞坡上≌坡中，40～100cm土層中均表現(xiàn)為坡下＞坡中＞坡上；西坡在0～20cm土層中表現(xiàn)為坡中＞坡下＞坡上，20～40cm土層中表現(xiàn)為坡下＞坡中＞坡上，60～100cm土層中均表現(xiàn)為坡中＞坡下＞坡上。

圖1 不同坡向、坡位土壤有機(jī)質(zhì)含量變化趨勢(shì)Fig.1 Trends of soil organic matter contents in different aspect,slope position

不同坡向坡位土壤有機(jī)質(zhì)含量在0～100cm土層中的垂直變化趨勢(shì)均呈折線變化。坡上部位，北坡、東坡和西坡土壤有機(jī)質(zhì)含量變化趨勢(shì)相同，即0～60cm土層中均隨土層深度增加而先減少后增加，60～100cm土層中均隨土層深度增加減少；南坡隨土層深度增加波動(dòng)式減少。坡中部位，北坡和南坡在0～80cm土層中變化趨勢(shì)相同，均隨深度增加而減小，80～100cm土層中北坡隨深度增加而減少，南坡隨深度增加略增加；東坡和西坡在0～40cm土層中均隨深度增加略增加，40～100cm土層中東坡隨深度增加而先減少后增加，西坡隨深度增加先增加后減小。坡下部位，北坡和東坡變化趨勢(shì)相同，即0～100cm土層中均隨深度增加而減少；南坡和西坡在0～80cm土層中變化趨勢(shì)相同，均隨深度增加而先增加后減少，80～100cm土層中南坡隨深度增加而減少，西坡隨深度增加而增加?？傮w上看，在0～100cm的土層中，不同坡向、坡位土壤有機(jī)質(zhì)含量呈波動(dòng)式減少趨勢(shì)。

2.2 不同坡向、坡位土壤全N空間差異

土壤全N在同一坡向不同坡位相同土層中同樣整體表現(xiàn)為坡上部位各土層中含量最小，坡中和坡下整體較坡上部位大，且表現(xiàn)為交替變化(見(jiàn)圖2)。 北坡在0～40cm土層中土壤全N含量均表現(xiàn)為坡下＞坡中＞坡上，40～60cm土層中表現(xiàn)為坡下＞坡上≌坡中，60～100cm土層中均表現(xiàn)為坡中＞坡下＞坡上。東坡在0～40cm土層中均表現(xiàn)為坡中＞坡下＞坡上，40～100cm土層中均表現(xiàn)為坡上＞坡下＞坡中。南坡在0～20cm土層中表現(xiàn)為坡中＞坡下＞坡上，20～100cm土層中均表現(xiàn)為坡下＞坡中＞坡上。西坡在0～40cm土層中均表現(xiàn)為坡下＞坡中＞坡上，40～80cm土層中均表現(xiàn)為坡中＞坡下＞坡上，80～100cm土層中表現(xiàn)為坡中≌坡下＞坡上。同一坡向內(nèi)，土壤全N在不同坡位0～40cm土層中，均表現(xiàn)為坡下、坡中＞坡上；在40～100cm土層中，除東坡上部、北坡中部外，均表現(xiàn)為坡下、坡中＞坡上，坡下、坡中呈現(xiàn)交替變化。

圖2 不同坡向、坡位土壤全N含量變化趨勢(shì)Fig.2 Trends of soil TN contents in different aspect,slope position

坡上部位，北坡在0～100cm土層土壤全N隨深度增加而先增加后減少，變化幅度較小，在40～60cm土層中達(dá)到最大值(0.66g/kg)；東坡在0～100cm土層隨深度增加波動(dòng)式減少；南坡在0～100cm土層隨深度增加而減少；西坡在0～80cm土層隨深度增加而減少，80～100cm土層隨深度增加而增加；后三者均在0～20cm土層含量最大，分別為0.79、0.93、0.86g/kg。坡中部位，北坡和東坡垂直變化趨勢(shì)相同，即0～100cm土層中隨深度增加而減少；南坡在0～80cm土層隨深度增加而減少，80～100cm土層隨深度增加幾乎保持恒定；西坡在0～100cm土層隨深度增加而先減少后增加進(jìn)而又減少，40～60cm土層中含量最大為0.97g/kg；前三者均在0～20cm土層含量最大，分別為0.93、1.16、1.05g/kg。坡下部位，北坡和東坡垂直變化趨勢(shì)相同，即0～100cm土層中隨深度增加而減少，均在0～20cm土層中含量最大，分別為1.22、1.01g/kg；南坡和西坡在坡下部位0～80cm土層中土壤全N垂直變化趨勢(shì)相同，即0～80cm土層中隨深度的增加而先增加后減少，80～100cm土層中南坡隨深度增加幾乎保持恒定，北坡隨深度增加而增加，二者均在20～40cm土層中達(dá)到最大值，分別為1.20、0.95g/kg。

2.3 不同坡向、坡位土壤有效P空間差異

土壤有效P在同一坡向不同坡位相同土層中整體表現(xiàn)為坡上部位各土層中含量最小，坡中和坡下整體較坡上部位大，且表現(xiàn)為交替變化(見(jiàn)圖3)。土壤中有效P在同一坡向不同坡位同一土層中差異較大，北坡在0～20cm和40～60cm土層中表現(xiàn)為坡下＞坡中＞坡上，20～40cm土層中含量非常接近，從坡上到坡下依次為1.86、1.91、1.94mg/kg，60～80cm土層中表現(xiàn)為坡下＞坡中≌坡上，80～100cm土層中表現(xiàn)為坡中＞坡下＞坡上。東坡在0～60cm和80～100cm土層中表現(xiàn)為坡中＞坡下＞坡上，60～80cm土層中表現(xiàn)為坡下＞坡中＞坡上。南坡在0～20cm和60～100cm土層中大致表現(xiàn)為坡中＞坡下≌坡上，20～60cm土層中均表現(xiàn)為坡下＞坡中＞坡上，80～100cm土層中表現(xiàn)為坡中＞坡上＞坡下。西坡在0～20cm土層中表現(xiàn)為坡下＞坡中＞坡上，20～40cm土層中表現(xiàn)為坡下＞坡上＞坡中，40～60cm土層中表現(xiàn)為坡中＞坡上＞坡下，60～80cm土層中均表現(xiàn)為坡上＞坡中＞坡下，80～100cm土層中均表現(xiàn)為坡上≌坡中＞坡下。

圖3 不同坡向、坡位土壤有效P含量變化趨勢(shì)Fig.3 Trends of soil effective phosphorus in different aspect,slope position

坡上部位，北坡和西坡土壤有效P垂直變化趨勢(shì)相同，即0～100cm土層中隨深度增加呈波動(dòng)式減少，均在20～40cm土層中含量最大，分別為1.86、7.24mg/kg；東坡在0～100cm土層中隨深度增加而先增加后減少，但是幅度不大，40～60cm土層中含量最大，為1.24mg/kg；南坡在0～100cm土層中隨深度增加而先減少后增加，0～20cm土層中含量最大，為6.84mg/kg。坡中部位，北坡和南坡在0～80cm土層中變化趨勢(shì)相同，均隨深度增加而減少，在80～100cm土層中，北坡隨深度增加而增加，南坡隨深度增加而減少，均在20～40cm土層中含量最大，分別為2.69、9.85mg/kg；東坡在0～60cm土層中隨深度增加而增加，60～100cm土層中隨深度增加先減少后增加，40～60cm土層中含量最大，為7.08mg/kg；西坡在0～60cm土層中隨深度增加而先減少后增加，60～100cm土層中隨深度增加而減少，0～20cm土層中含量最大，為8.01mg/kg。坡下部位，北坡和東坡垂直變化趨勢(shì)相同，即0～100cm土層中隨深度增加先增加后減少進(jìn)而又增加，北坡在0～20cm土層中含量最大，為3.80mg/kg，東坡在60～80cm土層中含量最大，為5.82mg/kg；南坡在0～100cm土層中隨深度增加先增加后減少，20～40cm土層中含量最大，為8.96mg/kg；西坡在0～80cm土層隨深度增加而減少，在80～100cm土層，隨深度增加略增加，0～20cm土層含量最大，為9.92mg/kg。

2.4 不同坡向、坡位土壤有效K空間差異

土壤有效K在同一坡向不同坡位相同土層中整體表現(xiàn)為坡上部位各土層中含量最小，坡中和坡下整體較坡上部位大，且表現(xiàn)為交替變化(見(jiàn)圖4)。北坡在0～20cm土層中土壤有效K含量表現(xiàn)為坡中＞坡下＞坡上，20～40cm土層中表現(xiàn)為坡下＞坡上＞坡中，40～100cm土層中均表現(xiàn)為坡上＞坡中＞坡下。東坡坡上部位各土層中含量均最大，坡中和坡下部位交替變化。南坡坡下部位各土層中含量均最大，0～20cm土層中表現(xiàn)為坡中＞坡上，20～60cm土層中含量接近，60～100cm土層中表現(xiàn)為坡上＞坡中。西坡坡上和坡下部位在0～20、40～80cm土層中含量接近，各土層中整體表現(xiàn)為坡下＞坡上＞坡中。

圖4 不同坡向、坡位土壤有效K含量變化趨勢(shì)Fig.4 Trends of soil effective potassium in different aspect,slope position

東坡、南坡和西坡在坡上部位土壤有效K垂直變化趨勢(shì)相同，即:在0～100cm土層中隨深度增加先減少后增加進(jìn)而又減少，均在0～20cm土層中含量最大，分別為84.40、82.99、100.21mg/kg；北坡在0～100cm土層中隨深度增加而波動(dòng)，但是幅度不大，80～100cm土層中含量最大，為90.45mg/kg，與0～20cm土層中含量接近。北坡和東坡在坡中部位0～100cm土層中變化趨勢(shì)相同，均隨深度增加而減小；南坡在0～100cm土層隨深度增加先減少后增加進(jìn)而又減少；西坡在0～100cm土層隨深度增加先減少后增加。四者均在0～20cm土層中含量最大，分別為127.89，64.08，88.69和96.39mg/kg。北坡、南坡和西坡在坡下部位垂直變化趨勢(shì)相同，即：0～100cm土層中隨深度增加先減少后略增加，東坡在0～100cm土層中隨深度增加而減少，四者均在0～20cm土層含量最大，分別為116.17、132.04、101.46、70.60mg/kg。

2.5 不同坡向、坡位土壤養(yǎng)分空間分布差異性

為探究坡向、坡位對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、全N、有效P、有效K含量的影響及其顯著性水平，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)作坡向、坡位雙因素方差分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 不同坡向、坡位土壤養(yǎng)分差異性分析結(jié)果Table 2 ANOVA results of soil nutrient contents in different aspect, slope position

土壤有機(jī)質(zhì)僅在坡位間達(dá)到顯著差異(p＜0.05)，土壤全N僅在坡位間差異達(dá)極顯著程度(p＜0.01)；土壤有效P在坡向、坡位及其二者的交互作用間均達(dá)到極顯著差異(p＜0.01)，土壤有效K在坡向、坡位及其二者的交互作用間均達(dá)到顯著以上差異(p＜0.05)，由此可見(jiàn)，相對(duì)于坡向而言，各項(xiàng)指標(biāo)整體更易受到坡位的影響。因此，泡桐人工林立地選擇過(guò)程中，若能充分考慮坡向，尤其是坡位的影響，優(yōu)化經(jīng)營(yíng)方式，將有助于改善立地土壤環(huán)境，提高泡桐人工林的生長(zhǎng)質(zhì)量狀況。

2.6 不同坡向、坡位土壤養(yǎng)分的聚類分析

由于該試驗(yàn)區(qū)內(nèi)泡桐人工林根系生長(zhǎng)深度大多集中在地下0～40cm土層，故在分析坡向坡位間生長(zhǎng)差異性的基礎(chǔ)上，采用最遠(yuǎn)距離聚類方法對(duì)12個(gè)坡向坡位上0～40cm土層范圍內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、有效鉀4項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類。聚類分析的結(jié)果表明，12個(gè)坡向坡位可分為3類(見(jiàn)圖5)，其中：第1類為東坡下部、南坡下部、西坡下部、北坡下部；第2類為北坡上部、北坡中部、東坡上部、東坡中部；第3類為南坡上部、西坡上部、南坡中部、西坡中部。

圖5 不同坡向、坡位土壤養(yǎng)分聚類結(jié)果Fig.5 Clustering results of soil nutrient in different aspect,slope position

對(duì)該3類坡向坡位的立地因子進(jìn)行比較和分析(見(jiàn)表3)表明，第1類與第2類相比較，有機(jī)質(zhì)高29.02％，全氮高28.77％，有效磷高257.37％，有效鉀高23.69％，土層有效厚度高21.52％，土壤密度高5.08％，石礫百分含量低27.57％；第2類與第3類相比，有機(jī)質(zhì)高7.84％，全氮高11.30％，土層有效厚度高3.78％，石礫百分含量低9.13％，土壤密度低2.84％，有效磷低76.56％，有效鉀低5.59％。

表3 各類坡向坡位土壤肥力特征比較?Table 3 Fertility characteristics comparison between 3 categories slope direction,position

3 結(jié)論和討論

研究表明，第1類包括東坡下部、南坡下部、西坡下部、北坡下部，可初步視為最適宜的坡向坡位；第2類的北坡上部、北坡中部、東坡上部、東坡中部和第3類的南坡上部、西坡上部、南坡中部、西坡中部土壤肥力狀況整體不如第一類。以上聚類結(jié)果總體表現(xiàn)為同一坡向的下部比中上部土壤肥力質(zhì)量更高，這與坡下部位林分生長(zhǎng)較好有關(guān)，對(duì)增加土壤有機(jī)質(zhì)含量有重要的影響。研究中之所以把土壤有機(jī)質(zhì)作為坡向坡位綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，是因?yàn)橛袡C(jī)質(zhì)是土壤肥力的基礎(chǔ)物質(zhì)，是土壤中最活躍的部分，對(duì)土壤肥力的高低產(chǎn)生巨大的影響[13]。

本研究中，試驗(yàn)區(qū)范圍內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)僅在坡位間達(dá)到顯著差異(p＜0.05)，土壤全N僅在坡位間差異達(dá)極顯著程度(p＜0.01)；土壤有效P和有效K在坡向間和坡向與坡位的交互作用間的差異性也均達(dá)到顯著以上程度。

土壤有機(jī)質(zhì)、全N、有效P和有效K含量在同一坡向不同坡位相同土層中，多表現(xiàn)為坡下、坡中部位高于坡上部位，0～40cm土層中范圍內(nèi)尤為明顯。土壤養(yǎng)分表聚性明顯，最大值大多出現(xiàn)在0～20cm土層中，少數(shù)坡向坡位上最大值出現(xiàn)在20～40cm土層范圍內(nèi)，個(gè)別出現(xiàn)在40～80cm土層范圍內(nèi)，可能是由于按梯田狀造林整地過(guò)程中，部分上一級(jí)梯田表層土壤被人為翻埋到下一級(jí)梯田下層土中所致。

在生態(tài)系統(tǒng)中，土壤是維持林木健康生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，其肥力特征影響并控制著林木的健康狀況[14]。坡向、坡位作為重要的立地因子，直接或間接地影響土壤養(yǎng)分的空間分布。坡向的影響可能通過(guò)接受光照的變化來(lái)體現(xiàn)，而坡位在地形要素中，不僅是一個(gè)位置的概念，它代表著水分、養(yǎng)分等的生態(tài)梯度變化[15]。在適當(dāng)海拔范圍內(nèi)，坡位是影響土壤養(yǎng)分狀況的關(guān)鍵因子[16]。許多研究表明:坡位對(duì)土壤養(yǎng)分的剖面分布有著重要影響，且不同坡位土壤養(yǎng)分剖面分布的差異主要是由坡面土壤性質(zhì)和坡面養(yǎng)分在降雨侵蝕過(guò)程中的再分配所造成的[17-18]。本文中僅對(duì)低山丘陵區(qū)5年生泡桐人工林土壤養(yǎng)分在不同坡向、坡位上的空間分布差異進(jìn)行了研究，但對(duì)于該區(qū)域人工林的立地選擇仍具有一定實(shí)踐指導(dǎo)意義。就坡向、坡位對(duì)泡桐人工林土壤養(yǎng)分空間分布差異的影響是否會(huì)隨林齡而發(fā)生變化還需要長(zhǎng)期定位觀測(cè)與分析。另外，針對(duì)該區(qū)域范圍內(nèi)立地土壤養(yǎng)分條件與林分生長(zhǎng)之間的關(guān)系也有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

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Effects of slope aspect and slope position on spatial distribution of soil nutrients of Paulownia fortunei plantation

ZHANG Shun-ping1,QIAO Jie2,SUN Xiang-yang1,WANG Bao-ping2,WANG Wei-wei2,CUI Ling-jun2,YU Xin1
(1.Beijing Forestry University,Beijing 100083,China; 2.Research and Development Center of Paulownia,State Forestry Administration,Zhengzhou 450003,Henan,China)

The Paulownia fortunei plantations in the hilly region of Xianning city of Hubei province were selected as the Paulownia test base,in order to study the effects of slope aspect and slope position on spatial distribution of soil nutrients of P.fortunei plantations.The spatial distribution differences of soil nutrients in different slopes and slope position of the region were determined,compared and analyzed.The results show that ① the effects of slope position on spatial distributions of four nutrient indicators all were signi fi cant level and above,the effects of slope aspect and position on spatial distributions of soil available P and available K both reached extremely signi fi cant levels.② By using the standardized data of the above four nutrient indexes within the range of 0～40cm soils for clustering analysis,the results are divided into three categories，the fi rst category including lower part of southern slope,eastern slope,north slope and western slope; the second category including the middle part and upper part of north slope and eastern slope；the third category including middle part and upper part of southern slope and western slope.③ Between the three categories,comparing the fi rst category with the second category,the soil organic matter content was 29.02％ percent higher than that of the second category,TN content was 28.77％ percent higher,effective phosphorus content was 257.37％ percent higher,effective potassium content is 23.69％ percent higher,therefore the fi rst category can be regarded as the most suitable slope aspect and slope position; comparing the second category with the third category,the soil organic matter content was 7.84％ percent higher than that of the second category,TN content was 11.30％ percent higher,effective phosphorus content was 76.56％ percent less,effective potassium content was 5.59％ percent less,so the soil nutrient contents of 2nd category and 3rd category were not as good as that ofthe 1th category asa whole.

Paulownia fortunei plantation; slope aspect; slope position; soil nutrients; spatial distribution; clustering analysis

S792.43；S718.51+6

A

1673-923X(2015)01-0109-08

10.14067/j.cnki.1673-923x.2015.01.020

2013-12-01

國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201204705)

張順平，碩士研究生；E-mail：Zhang_shun_ping@163.com

孫向陽(yáng)，教授；王保平，研究員

張順平,喬 杰,孫向陽(yáng),等.坡向、坡位對(duì)泡桐人工林土壤養(yǎng)分空間分布的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào),2015,35(1):109-116.

[本文編校：謝榮秀]