西藏森林区土壤营养元素分布特征及其受土壤和地形因素影响的研究

A Study of the Distribution Characteristics of Soil Nutrient Elements and Their Influence by Soil and Topographic Factors in Xizang Forest Region

摘要

森林是陆地生态系统的重要组成部分，在丰富生物多样性、维持土地生产力和碳汇/源收支等方面有着重要作用。本文在考虑了西藏森林分布的主要环境因子情况下，采集所有森林类型的地表0 ~ 20 cm的土壤，探讨森林分布区的土壤营养分布特征及其土壤和地形对其影响。结果表明：（1）西藏森林区营养元素TN、TP、TK和SOM的含量范围分别为：0.59 ~ 10.5 g/kg、0.20 ~ 2.14 g/kg、10.09 ~ 29.97 g/kg和3.43 ~ 311.05 g/kg；AK、AP和AN的含量范围为：31.22 ~ 842.89 mg/kg、1.55 ~ 464.68 mg/kg和51.49 ~ 743.89 mg/kg。（2）TP和TK属于中等变异，TN、AK、AP、AN和SOM属于高强度变异。TN、TP、TK和AP表现出较强的空间相关性，表现为中等程度的空间相关性，AK和SOM表现出较弱的空间相关性。（3）灰褐土是研究区内营养元素最丰富的土壤，赤红壤是营养元素含量最低的土壤，AK含量与其余土壤类型相比是最低的，AP含量在各个土壤中的分布差异最大。石灰岩是研究区营养元素含量最丰富的土壤，玄武岩是营养元素含量最低的土壤，AK含量在各母岩类型中的分布差异最大。（4）随着坡度增大，TP和AK也随着增大；而TN、TK、AP、AN和SOM含量则是在无规律的变化。在5° ~ 14°范围内土壤营养元素含量较高，在小于5°坡度范围内是土壤营养元素含量较低，AP含量在各坡度范围内分布差异最大。（5）在不同海拔范围，TP和AP含量随海拔增加，总体有减小趋势。海拔800 ~ 1 000 m范围内TP、AK和AN的含量最高，海拔在1 500 ~ 2 000 m的范围内时，TN、TP和SOM的含量表现最低，AP含量在各个海拔范围中的分布差异最大。（6）在不同坡向范围内，除TK外，阳坡的总体营养元素含量比阴坡更高。西坡向和北坡向的营养元素含量较高，东坡向和东北坡向的土壤营养元素含量则较低，AP含量在不同坡向范围中的分布差异最大。

Abstract

Forests are an important type of terrestrial ecosystem, playing a crucial role in enriching biodiversity, maintaining land productivity, and carbon sink/source balance. Taking into account the main environmental factors of forest distribution in Xizang, this study collected 0 ~ 20 cm soil from the surface of all forest types, and discussed the characteristics of soil nutrient distribution in forest distribution areas and the impact of soil and terrain on them. The results showed: (1) The contents of TN, TP, TK and SOM in Xizang forest area were 0.59 ~ 10.58 g/kg, 0.20 ~ 2.14 g/kg, 10.09 ~ 29.97 g/kg and 3.43 ~ 311.05 g/kg, respectively; the content range of AK, AP, and AN is 31.22 ~ 842.89 mg/kg, 1.55 ~ 464.68 mg/kg, and 51.49 ~ 743.89 mg/kg. TP and TK belonged to moderate variation, while TN, AK, AP, AN, and SOM belonged to high-intensity variation. (2) TN, TP, TK, and AP exhibited strong spatial correlations, showing moderate spatial correlations, while AK and SOM showed weak spatial correlations. (3) Grey brown soil was the soil with the richest nutrient elements in the study area, while red soil had the lowest nutrient element content. Compared with other soil types, the AK content was the lowest, and the distribution of AP content varied the most among different soils. Limestone was the soil with the richest nutrient content in the study area, while basalt was the soil with the lowest nutrient content. The distribution of AK content varied greatly among different parent rock types. (4) As the slope increased, TP and AK also increased; The content of TN, TK, AP, AN, and SOM varied irregularly. The soil nutrient content was higher within the range of 5° ~ 14°, and lower within the range of less then 5°. The distribution of AP content varied the most among different slope ranges. (5) The content of TP and AP generally decreased with increasing altitude in different altitude ranges. The content of TP, AK, and AN was highest within the altitude range of 800 m to 1 000 m, while the content of TN, TP, and SOM was lowest within the altitude range of 1 500 m to 2 000 m. The distribution of AP content varied the most among different altitude ranges. (6) In different slope directions, except for TK, the overall nutrient content of sunny slopes was higher than that of shady slopes. The nutrient content of soil was higher in the west slope and north slope directions, while it was lower in the east slope and northeast slope directions. The distribution of AP content varied greatly in different slope directions.

Graphical abstract

关键词

西藏自治区 / 森林区 / 营养元素 / 空间分布

Key words

Xizang Autonomous Region / Forest area / Nutrient elements / Spatial distribution

森林作为陆地生态系统的重要组成部分，在调节气候，保护生物多样性等方面发挥着不可替代的作用。据统计，中国森林面积约为2.2 × 10¹⁰ km²，森林储蓄量超过1.75 × 10¹⁰ m³^[1]，其中西藏森林面积约为1.48 × 10⁹ km²，森林储量约为2.26 × 10⁹ m³，约占全国的12%。虽然西藏森林覆盖率约为12.31%^[2]，低于全国平均水平（约23%），但西藏作为我国重要的生态屏障，森林区在高海拔生态系统中具有重要作用。

西藏森林区的重要性不仅体现在面积和储蓄量上，更体现在其涵养水源、维持生态系统平衡、固碳产氧等方面^[3]。森林的这些功能对土壤具有高度依赖性，土壤是生态系统中养分循环和流动的重要载体，氮、磷、钾、有机质作为土壤养分的关键组成部分，是评价土壤肥力的重要指标^[4]。土壤中的营养元素被证实是植物生长发育过程中不可或缺的^[5-8]。西藏森林区土壤具有土层薄、土壤结构不稳定、养分循环缓慢等特点，对环境变化尤为敏感。然而，随着全球气候变暖的加剧，西藏森林区也面临着日益严重的挑战，气候变化会导致冰川融化加速，降雨方式改变，极端事件频发等情况发生。在一定条件下，土壤类型和地形因子对森林营养元素含量和分布具有重要影响^[9]。土壤类型和成土母质决定了土壤的理化性质，如土壤质地、酸碱性和有机质含量，这些性质对土壤的营养元素具有直接影响^[10-12]。地形因子主要通过影响土壤温度和水分条件、土壤侵蚀的过程和物质的迁移过程，从而间接影响营养元素的空间分布情况。以上原因会进一步加剧土壤侵蚀和养分流失情况，从而威胁生态系统的稳定性。因此，了解西藏森林区土壤营养元素空间分布特征及其影响因素，对深入了解森林的结构和功能，合理开发利用森林资源，制定科学的管理和保护策略具有重要意义。

本研究以西藏森林区为研究对象，共设置44个采样点，对不同森林类型进行采样调查。探索西藏森林区营养元素的空间变异特征、分布特征及土壤类型、母岩类型、海拔和坡度对森林区营养元素空间分布的影响，为合理开发利用森林资源，制定保护森林资源政策提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

西藏位于青藏高原的西南部，占青藏高原面积的一半以上，海拔4 000 m以上的地区占全区总面积的85.1%，素有“世界屋脊”和“地球第三极”之称，是世界上海拔最高的地方。全区可以分为藏北高原、雅鲁藏布江流域和藏东峡谷地带三大区域，境内8 000 m以上的高峰有5座，河流和山脉纵横交错，形成了极为复杂的地理环境和生态系统。西藏森林区基本位于西藏东南部、东部及南部的部分地区。全区的林地面积1.80 × 10⁹ km²，森林面积1.5 × 10⁹ km²，森林覆盖率12.31%，森林蓄积2.29 × 10⁹ m³，活立木总蓄积2.29 × 10⁹ m³米、居全国第一。森林面积中，天然林面积1.48 × 10¹⁰ km²，人工林面积8.0 × 10⁶ km²。

1.2 样点设置与样品采集

本文通过2024年土地利用类型数据得到西藏森林区分布范围，对研究区不同森林类型和分布情况进行分析。通过ArcGIS Pro软件对西藏森林区不同森林类型、坡向的提取，以此为依据，在森林区内设置44个采样点进行野外采样。调查结果共包含纯林（高山松、云南松、落叶松、云杉、冷杉、西藏红衫、川滇高山栎、大果圆柏、侧柏、圆柏、糙皮桦、尼泊尔桤木、芭蕉林）和针阔混交林等14种森林类型；棕壤、暗棕壤、黄棕壤、黄壤、赤红壤、褐土和灰褐土7种森林土壤类型；阳坡（南、西、东、西南和东南），阴坡（北、东北、西北）共8种坡向类型。

采集表层土壤0 ~ 20 cm土壤混合样品。分别采集环刀、原状土、散土等土壤样品各1 kg，带回实验室风干后，分别测定有机质、氮、磷、钾等化学指标。采用重铬酸钾外加热法测定土壤有机质含量；采用半微量凯氏定氮法测定土壤全氮含量；采用钼锑抗比色法测定土壤全磷含量；采用火焰光度法测定土壤全钾含量；采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定土壤速效磷的含量；采用乙酸铵浸提-火焰光度法测定速效钾的含量；采用1 mol/L氢氧化钠-碱解扩散法测定碱解氮的含量^[13]。

1.3 数据处理

土壤数据统计汇总采用Microsoft Excel 2016完成，半方差函数模型通过GS+Version9完成拟合，遥感数据处理与制图通过ArcGIS Pro完成。通过IBM SPSS Statistics 24.0软件对土壤营养元素基本参数进行计算。

2 结果与分析

2.1 区域土壤化学元素含量及特征

由表1可知，西藏森林区营养元素TN（全氮）、TP（全磷）、TK（全钾）和SOM（有机质）含量的取值范围分别为：0.59 ~ 10.58 g/kg、0.20 ~ 2.14 g/kg、10.09 ~ 29.97 g/kg和3.43 ~ 311.05 g/kg；AK（速效钾）、AP（速效磷）和AN（速效氮）的取值范围分别为：31.22 ~ 842.89 mg/kg、1.55 ~ 464.68 mg/kg和51.49 ~ 743.89 mg/kg。其中TN、TP、TK和SOM的平均值为2.88 g/kg、0.99 g/kg、17.31 g/kg和55.47 g/kg；AK、AP和AN的平均值为185.90 mg/kg、50.64 mg/kg和230.99 mg/kg。变异系数显示，TP和TK的变异系数分别为40.8%和24.5%，属于中等变异；TN、AK、AP、AN和SOM的变异系数分别为84.4%、89.8%、199.4%、77.2%和114.5%，均属于高强度变异。

2.2 区域土壤营养元素含量变异特征

本研究应用GS+软件对区域土壤营养元素含量进行模型拟合，选取最优的半方差函数模型及参数。TN的最佳模型为高斯模型；TP、TK和AN的最佳模型为指数模型；AK和SOM的最佳模型为线性模型；AP的最优模型为球状模型。通过块金值、基台值和块基比来反映变量的空间相关程度。其中块基比的计算为：块金值/基台值，该指标反应空间变异影响因素中结构性因素和随机性因素谁占主导作。当块基比< 25%时，表明变量空间变异以结构性因素为主，具有强烈的空间相关性，主要受结构性因素的影响，受随机因素的影响较小；当25% ≤ 块基比 ≤ 75%时，表明变量具有中等程度的空间相关性，主要受到结构性因素和随机性因素的共同影响；当块基比> 75%时，表明变量以随机性因素为主，变量的空间相关性很弱，受到随机性因素的影响较大^[14,15]。区域土壤营养元素的基块比介于1.10% ~ 99.35%之间，其中TN、TP、TK和AP的块基比小于25%，表现出较强的空间相关性，空间分布主要受到结构性因素的影响；AN的基块比介于25% ~ 75%之间，表现为中等程度的空间相关性，受结构性因素和随机性因素的共同影响；AK和SOM的基块比大于75%，表现出较弱的空间相关性，表明其空间分布主要受到随机性因素影响。7种营养元素含量的变程在0.783 ~ 24.027 km之间，最大变程仅为24.027 m，表明指标在较小尺度上表现出空间自相关性。TN、TK、AK、AP、AN的决定系数R²均大于0.5，残差（RSS）均小于0.05，表明其在相应的理论模型下拟合较好，能够反应对应指标的空间变异性。因TP和SOM在处理中，所有模型的拟合度均不高，故在空间插值时未作分析。

根据表1的变异系数，利用ArcGISPro软件中地统计学分析模块的普通克里金插值法，得到区域土壤营养元素TN、TK、AK、AP和AN的空间分布图。结果表明，西藏森林区大部分分布于藏东南地区，在藏东北部分布也较为密集，但藏西和藏中则只有零星分布。TN和AN的空间分异在藏东地区较为明显，藏东北部的分布较低，在藏东中部和南部则空间分布含量高，藏南和藏中地区的分布含量也偏低。TK、AK和AP在藏西和藏中的空间分异呈现出和AN、TN相同的空间分布格局，而在藏东地区则呈现出由北向南增加的空间分布格局。

2.3 不同土壤类型元素含量特征

研究区主要有棕壤、暗棕壤、黄棕壤、黄壤、赤红壤、褐土、灰褐土等7种土壤类型。由表3可知，灰褐土是研究区内营养元素最丰富的土壤，TP、TK、AN、SOM的含量均在灰褐土中含量最高，AT和AK与其他土壤所含营养元素含量相比也处在第二位，但灰褐土中的AP含量位居倒数第二；赤红壤是营养元素含量最低的土壤，其中TN、TK、AP、AN和SOM含量在各个土壤类型中的含量都是最低的，TP和AK含量也处在倒数第二位。总体来看，黄壤的营养元素含量也较低，特别是AK含量，是所有土壤类型中最低的，TN、TP、AN和SOM含量也都处在倒数第二位。AP含量在各个土壤中的分布差异最大，其最大值是在棕壤中，为69.24 mg/kg，最小是在赤红壤中，为5.99 mg/kg，相差了11.6倍。

土壤营养元素含量受母岩类型的影响也非常明显^[16]，研究区土壤母岩类型主要有花岗岩、片麻岩、页岩、石灰岩、玄武岩和白云岩。西藏森林区主要分布于雨水充沛的藏东地区，这就导致母岩类型大多呈现出在湿润地区的成土特点。其中花岗岩可以形成黄壤和赤红壤；片麻岩可以形成暗棕壤和黄棕壤；页岩可以形成黄壤和褐土；以石灰岩可以形成褐土；玄武岩可以形成暗棕壤；白云岩可以形成褐土^[17]。在这些母岩类型中，石灰岩是研究区营养元素含量最丰富的土壤，TN、TP、AK、AN和SOM含量在各母岩类型中是最高的，但AP的含量却处于倒数第二位；玄武岩是营养元素含量最低的土壤，TN、TP、AK、AP和AN含量在各个母岩类型中都是最低的，且SOM和TK含量在各母岩类型含量中也处于倒数第二位和倒数第三位。AK含量在各母岩类型中的分布差异最大，其最大值为364.59 mg/kg，分布于石灰岩中；最小值为31.22 mg/kg，分布于玄武岩中；两者中间相差了11.7倍。

2.4 不同地形因子下元素含量特征

由表4可知，研究区不同海拔、坡度下土壤营养元素也呈现出部分规律特征。随着坡度增大，TP和AK含量也逐渐增大；而TN、TK、AP、AN和SOM含量则是在无规律的变化。其中在5° ~ 14°范围内表现出来的土壤营养元素含量较高，TN、AN和SOM在该坡度范围的营养元素含量是最高的，AP和TK的值也分别处于第三和第四位；在小于5°坡度范围内表现出来的土壤营养元素含量较低，TN、TP、AK、AN和SOM含量在各个坡度范围内表现出来的含量都是最低的；AP含量在各坡度范围中分布差异最大，其最大值在25° ~ 24°坡度范围内，其值为76.78 mg/kg；最小值在15° ~ 24°坡度范围内，为7.38 mg/kg；两者相差10.4倍。

在不同海拔范围内，TP和AP含量随海拔的增加，总体有减小趋势。而TN、TK、AK、AN和SOM的含量变化则无明显规律。海拔在800 m ~ 1 000 m范围内，TP、AK和AN的含量最高，TN含量也处于第二位，但AP和TK含量较低，处于倒数第二位，SOM含量则是倒数第三；海拔在1 500 m ~ 2 000 m的范围内时，TN、TP和SOM的含量在各海拔范围内表现最低，而TK和AP含量处于第二位，AK含量处在第三位。AP含量在各个坡度范围中的分布差异最大，其最大值是在1 000 m ~ 1 500 m范围内，其值为276.23 mg/kg，最小值是在3 500 m ~ 4 000 m坡度范围，为6.98 mg/kg。相差近40倍。

在不同坡向范围内，除TK外，阳坡的总体营养元素含量比阴坡更高。在阳坡范围内，西坡向的营养元素含量较高，其中TN、TP、AP、AN和SOM的含量都处于第一位，TK和AK的含量则较低，处于倒数第二位；东坡向的土壤营养元素含量则较低，其中TN、TP、AN和SOM的含量均处于最后一位，但TK和AP含量则处于第一位，AK含量也处于第二位；AP含量在阳坡度范围中的分布差异最大，其最大值是在西坡向，其值为196.46 mg/kg，最小值是在东南坡向范围，为9.99 mg/kg。

在阴坡范围内，北坡向的营养元素含量中TP、TK、AK和AP的含量都处于第一位，AN和SOM的含量也处在第二位；东北坡向的土壤营养元素含量则较低，其中TN、AK、AP、AN和SOM的含量均处于最后一位，但TP和AK含量与西北坡向较为接近，均处于较低水平；AP含量在阴坡度范围中的分布差异最大，其最大值是在北坡向，其值为29.35 mg/kg，最小值是在东北坡向，其值为7.20 mg/kg。

3 讨论

3.1 西藏森林区营养元素含量空间分布特征

土壤营养元素的空间分布特征直接影响着森林植被的发育、生长和空间分布格局。本研究发现西藏森林土壤中的营养元素含量偏高，与高文于等^[18]的研究结果相比，森林土壤中TN、TP、TK和SOM含量分别是草地土壤的1.4、1.6、1.9和2.1倍；与杨红等^[19]的研究结果相比，森林土壤中TN、TK和SOM含量分别是农田土壤的2.2、1.7和1.3倍。得到以上结果，可能是由于森林生态系统较为复杂，其具有较强的凋落物的输入和微生物活动，受到人为干扰较小，森林在养分积累和循环方面具有较大优势。森林土壤中的TP含量仅为农田土壤的12.41%，主要原因是农田在耕作过程中，会有人为施肥影响，从而增加土壤中的磷含量；另一方面，土壤中磷的存在形式较氮和钾更难分解，在养分循环过程中，磷属于生态系统中的限制性养分。

土壤营养元素的空间分布受到结构性因素和随机因素的共同影响，本研究采用地统计学方法对西藏森林区土壤营养元素的空间分布特征进行分析，发现TN、TP、TK和AP的空间分布特征主要受到结构性因素的影响；AN的空间分布特征受结构性因素和随机性因素的共同影响；AK和SOM的空间分布特征主要受到随机性因素响。王健林等^[20]分析发现环境因子对青藏高原不同类型草地土壤的营养元素含量营养的影响；张法伟等^[21]发现不同形式的人类活动对土壤营养元素有不一样的影响；彭月月等^[22]发现高海拔烟区土壤营养元素受到自然因素和环境因素的共同影响，本文结论与上述研究结论基本相符。其中AN受随机性因素主要为人类活动，在西藏森林区土壤人为因素主要体现在人类对于农田的过度开垦和滥砍滥伐，导致土壤过度暴露，营养元素通过径流和土壤侵蚀流失；此外，过度放牧和旅游活动的影响也是不可忽视的因素，这两种方式都会导致土壤被过度踩踏，林下植被受到不同程度的破坏，导致土壤结构变化，降低土壤的透气性和深水能力，影响微生物活动；以上原因均会导致土壤营养元素空间分布受到不同程度的影响。

3.2 不同地形因子下元素含量特征

研究表明，灰褐土是森林区营养元素最丰富的土壤，与李白云等^[23]的研究结果一致。可能是由于灰褐土主要分布在西藏森林区的中高海拔地带，其通常发育在温带或寒温带森林植被下，气候条件较为湿润，凋落物持续输入，有机质积累较多，由于温度和湿度适宜，加速了有机质的分解，导致了氮、磷、钾营养元素的快速积累；赤红壤是森林区营养元素含量最低的土壤，其含量与李加搏等^[24]所测的自然林赤红壤含量基本相等；其主要原因是赤红壤主要分布在西藏的高海拔地区，日照时间长，气温较低，紫外线辐射较强，缺乏降水，导致森林发育并不好，生态系统相对脆弱，凋落物输入较少，导致有机质和氮、磷、钾等营养元素积累较少。

不同海拔和坡度地区的水热条件分布不均匀，物质堆积移动也不尽相同，这就导致不同地貌差异也导致土壤营养元素的空间也会有明显影响^[25,26]。研究表明随着坡度增大，TP和AK的含量也随着增加，该结果与赵家豪等^[27]的研究结果相同。其中在5° ~ 14°坡度范围内表现出来的土壤营养元素含量较高。主要是由于5° ~ 14°坡度范围内地形条件相对平缓，有利于地表水缓慢流动，减少了土壤养分的流失；此外，该坡度范围内植被覆盖度较好，有利于微生物活动，加速凋落物分解。在< 5°范围内土壤营养元素含量最低。主要原因是该坡度范围大多处于河谷地带，容易造成积水，土壤通气性差，受人为影响较大。

在不同海拔范围内，TP和AP含量随海拔的增加，总体呈现减小趋势；这与刘洋等^[28]的研究结果相符合。海拔在800 ~ 1 000 m范围内TP、AK和AN的含量最高。其原因是该海拔范围内气候湿润，植被种类丰富，生态系统稳定，土壤发育较好，有利于植物生长和有机质的积累。海拔在1 500 ~ 2 000 m的范围内时，TN、TP和SOM的含量在各海拔范围内表现最低。其主要原因是在该海拔范围内温度较低，微生物活动减弱，有机质分解缓慢，导致养分释放不足。AP含量在各个坡度范围中的分布差异最大，反映了AP含量对海拔变化具有高度敏感性。

在不同坡向范围内，除TK外，阳坡的总体营养元素含量比阴坡更高。西坡向和北坡向的营养元素含量较高，东坡向和东北坡向的土壤营养元素含量较低，AP含量在不同坡向范围中的分布差异最大。这是由于在阳坡范围内有较多的太阳辐射，温度较高，有利于有机质的分解^[29]；温度过高会导致土壤湿度较低，导致土壤养分浓度过高；阳坡植被主要为喜光植物，其凋落物分解较快，养分循环较高^[30]。而阴坡的太阳辐射相对较少，温度较低，导致土壤所含水分较多，湿度较高，会导致养分淋溶或稀释。

4 结论

（1）西藏森林区营养元素的TN、TP、TK和SOM的取值范围分别为：0.59 ~ 10.58 g/kg、0.20 ~ 2.14 g/kg、10.09 ~ 29.97 g/kg和3.43 ~ 311.05 g/kg；AK、AP和AN的取值范围为：31.22 ~ 842.89 mg/kg、1.55 ~ 464.68 mg/kg和51.49 ~ 743.89 mg/kg。变异系数显示，TP和TK的变异系数分别为40.8%和24.5%，属于中等变异；TN、AK、AP、AN和SOM的变异系数分别为84.4%、89.8%、199.4%、77.2%和114.5%，均属于高强度变异。

（2）TN、TP、TK和AP的块基比小于25%，即TN、TP、TK和AP表现出较强的空间相关性，空间分布主要受到结构性因素的影响；AN的基块比介于25% ~ 75%之间，表现为中等程度的空间相关性，受结构性因素和随机性因素的共同影响；AK和SOM的基块比大于75%，这两个变量表现出较弱的空间相关性，表明其空间分布主要受到随机性因素的影响。

（3）研究区内灰褐土是研究区内营养元素最丰富的土壤类型，赤红壤是营养元素含量最低的土壤类型，总体来看。黄壤的元素含量也较低，AK含量与其余土壤相比是最低，且在各个土壤中的分布差异最大。石灰岩是研究区营养元素含量最丰富的母岩类型，玄武岩是营养元素含量最低的母岩类型，AK含量在各母岩类型中的分布差异最大。

（4）随着坡度增大，TP和AK含量逐渐增加；而TN、TK、AP、AN和SOM含量则是在无规律的变化。其中在5° ~ 14°坡度范围内表现出来的土壤营养元素含量较高，在小于 5°坡度范围内是土壤营养元素含量最低的，AP含量在各个坡度范围中的分布差异最大；在不同海拔范围内，TP和AP含量随海拔的增加，总体呈现减小趋势。海拔在800 ~ 1 000 m范围内TP、AK和AN的含量最高，海拔在1 500 ~ 2 000 m的范围内时，TN、TP和SOM的含量在各海拔范围内表现最低，AP含量在各个坡度范围中的分布差异最大。

（5）在不同坡向范围内，除TK外，阳坡总体营养元素含量比阴坡更高。西坡向和北坡向的营养元素含量较高，东坡向和东北坡向的土壤营养元素含量则较低，AP含量在不同坡向范围中的分布差异最明显。

综上所述，西藏森林区土壤营养元素含量相对其余土地利用方式更高；在不同土壤类型、母岩类型、不同坡度、不同海拔、不同坡向内均显示出较高的异质性。但西藏森林区土壤营养元素的空间分布受到不同程度的结构性因素和随机性因素的影响，导致其空间分布特征空间异质性较大；本文主要讨论结构性因素对其的影响，其中随机性因素的影响和两者的耦合影响机制并不清楚，有待进一步研究。

参考文献

[1] 国家林业和草原局.中国森林资源报告(2014-2018)[M].北京:中国林业出版社,2019.

[2] 西藏自治区生态环境厅.2023年西藏自治区生态环境状况公报[R].拉萨:西藏自治区生态环境厅,2023.

[3] 王淑元,林升寿.我国森林生态系统定位研究的进展[J].世界林业研究,1995,(04):44-49.

[4] Berger T W, Inselsbacher E, Mutsch F,et al. Nutrient cycling and soil leaching in eighteen pure and mixed stands of beech (Fagus sylvatica) and spruce (Picea abies)[J]. Forest Ecology & Management, 2009, 258(11): 2578-2592

[5] 黄昌勇.土壤学.北京:中国农业出版社,2000.

[6] 王忠.植物生理学.北京:中国农业出版社,2000.80~89.

[7] 任书杰,曹明奎,陶波,等.陆地生态系统氮状态对碳循环的限制作用研究进展[J].地理科学进展,2006,(04):58-67.

[8] 张燕江,王俊鹏,王瑜,等.农牧交错带典型区土壤氮磷空间分布特征及其影响因素[J].环境科学,2021,42(06):3010-3017.

[9] 赵家豪,袁景西,袁在翔,等.武夷山南方铁杉针阔混交林不同地形土壤营养元素分析[J].南京林业大学学报(自然科学版), 2020,44(04):176-182.

[10] 饶盈,王江铭,朱先富,等.不同海拔的大别山山核桃林地土壤性质和叶片营养元素分析[J].安徽农业大学学报,2024,51(01): 96-101.

[11] 胡永颜.不同坡向和坡位对杉木第三代种子园杉木叶有效养分含量的影响[J].安徽农业科学,2012,40(28):13847-13848+13851.

[12] 胡永颜.杉木第2代种子园不同地形土壤及植株养分比较[J].福建林业科技,2012,39(04):1-4.

[13] 鲍士旦.土壤农化分析[M].3版.北京:中国农业出版社,2000.

[14] Cambardella C A, Moorman T B, Novak J M,et al. Field-Scale Variability of Soil Properties in Central Iowa Soils[J]. Soil Science Society of America Journal, 1994, 58(5).

[15] Boruvkal, Vaceko, Jehlickaj. Principal component analysis as a tool to indicate the origin of potentially toxic elements in soils[J]. Geoderma, 2005, 128(3/4): 289-300.

[16] 刘秀明,王世杰,冯志刚,等.石灰土物质来源的判别:以黔北、黔中几个剖面为例[J].土壤,2004,(01):30-36.

[17] 龚子同,等.中国土壤[M].北京:科学出版社,2007.

[18] 高文于,杨红,白有志,等.西藏“一江两河流域”草地土壤养分含量及化学计量特征研究[J].高原农业,2024,8(04):429-437.

[19] 杨红,白有志,高文于,等.西藏“一江两河流域”农田土壤养分现状及分布特征[J].北方园艺,2023,(02):72-79.

[20] 王建林,钟志明,王忠红,等.青藏高原高寒草原生态系统土壤碳氮比的分布特征[J].生态学报,2014,34(22):6678-6691.

[21] 张法伟,李英年,汪诗平,等.青藏高原高寒草甸土壤有机质、全氮和全磷含量对不同土地利用格局的响应[J].中国农业气象,2009,30(03):323-326+334.

[22] 彭月月,余雪莲,李启权,等.川西南高海拔烟区土壤微量元素空间分布特征及影响因素[J].中国烟草科学,2018,39(03):39-47.

[23] 李百云,许泽华,郭鑫年,等.宁夏不同生态类型区土壤养分状况比较分析[J].寒旱农业科学,2024,3(05):434-440.

[24] 李加博.广西天然林赤红壤碳库、营养元素及红外光谱特征研究[D].南宁:广西大学,2017.

[25] 饶盈,王江铭,朱先富,等.不同海拔的大别山山核桃林地土壤性质和叶片营养元素分析[J].安徽农业大学学报,2024,51(01): 96-101.

[26] 王菲,李琬婷,程小毛,等.急尖长苞冷杉叶光合特性及营养元素对海拔的响应[J].西南林业大学学报(自然科学),2021,41(01): 55-61.

[27] 赵家豪,袁景西,袁在翔,等.武夷山南方铁杉针阔混交林不同地形土壤营养元素分析[J].南京林业大学学报(自然科学版),2020,44(04):176-182.

[28] 刘洋.黑土区小流域土壤营养元素空间分异规律研究[D].哈尔滨,东北农业大学,2017.

[29] 黄兰.海拔和坡向对柑橘土壤养分及果实品质的影响[D].长沙,湖南农业大学,2020.

[30] 赵畅,龙健,李娟,等.茂兰喀斯特原生林不同坡向及分解层的凋落物现存量和养分特征[J].生态学杂志,2018,37(02):295-303.

基金资助

西南高山峡谷区水土流失综合防治技术与示范项目(2022YFF1302904)