中亚热带不同演替森林群落土壤结构分形特征对大孔隙的影响

[目的]探究中亚热带不同演替森林群落土壤大孔隙及对结构分形特征的响应,为不同森林群落土壤大孔隙及生态功能予以数据支撑。[方法]选择滇中磨盘山演替初期的云南松林、演替中期的云南松阔叶树混交林和演替顶级的常绿阔叶林为对象,利用染色示踪法结合图像形态学分析,探讨土壤分形特征及其对大孔隙的影响。[结果]垂直剖面大孔隙数量和总孔隙度总体随土层加深而减小,水平方向孔隙半径越大,数量越少;不同林地间孔隙度大小依次为:云南松阔叶树混交林>常绿阔叶林>云南松林。孔隙面密度(Mz)随土层加深单调递减,孔隙复杂度(Dz)与其相反,常绿阔叶林Dz最大(2.006),云南松林最小(1.595),说明群落等级越高,结构越复杂,大孔隙扭曲变异度大。土壤分形特征表明,常绿阔叶林土壤结构较其余两种群落好,土层越深,土壤结构变差。相关分析显示,Mz与D_(团)(团聚体分形维数)有极显著正相关关系(P<0.01),Dz与D_(机)(土壤机械分形维数)呈显著负相关(P<0.05),不同径级团聚体含量和D_(团)与土壤孔隙面密度的影响较显著。[结论]土壤大孔隙与结构随演替进程明显提高,演替顶级群落的土壤结构稳定性最佳,研究结果可为降低土壤水分、养分流失和提升森林群落的生态服务功能等森林多功能经营提供参考。