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尺度效应指某些特定值随空间、时间的尺度变化而发生变化的现象。土壤物理性质及其受植被影响也有空间尺度效应,并对植被水文调节功能有重要影响。因此,要准确评价和合理调控森林植被水文作用,就需明确土壤物理性质空间分布特征和变化规律,尤其在作为独立空间单元的坡面尺度上,量化其空间尺度效应,突破尺度转换瓶颈。本研究在宁夏六盘山林区,选择半湿润区的华北落叶松林东南坡面、天然灌丛西南坡面以及半干旱区的华北落叶松林西北坡面、天然草地西南坡面,从坡顶到坡脚设置了空间连续的样地,在2014、2015年调查了样地植被,并挖掘土壤剖面,采用环刀法分层测定土壤物理性质,结果显示：1)植被恢复10年,土壤物理性质得到了一定的改善。对六盘山半干旱区4种植被类型土壤物理性质对比研究表明,与10年前(2005年)相比,土壤密度、总孔隙度和毛管孔隙度均有减小,各土层在年际之间的变化属于弱变异性,在0-100cm剖面尺度上的差异随时间变化是显著的；0-80cm各土层非毛管孔隙均有明显增加,增幅为华北落叶松林(9.92%)>沙棘灌丛(9.10%)>虎榛子灌丛(7.06%)>草地(2.37%),对应的非毛管持水量的增加量为华北落叶松林(79.4mm)>沙棘灌丛(75.21mm)>虎榛子灌丛(56.48mm)>草地(18.97mm)；不同土层的土壤稳渗速率有明显增高,增幅为华北落叶松林(1.65mm/min)>虎榛子灌丛(0.85mm/min)>草地(0.74mm/min)>沙棘灌丛(0.28mm/min)。2)土壤物理性质随土层加深而线性变化,且变幅不一。在四个不同坡面,随土深增加,土壤密度线性增大,土壤总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、饱和导水率线性减小。与孔隙度对应的持水量也随土层加深而逐渐减小。物理性质随土层加深的变化速度在半干旱区要强于半湿润区。3)四个坡面均存在土壤物理性质的坡位差异。四个坡面的土壤物理性质的坡面均值不是在坡中部,而是在整个坡的坡上部或者坡下部。引起土壤物理性质坡位差异的主要原因有坡面差别。在半湿润区华北落叶松东南坡的是海拔,但坡度、植被生长也有一定影响；在半湿润区天然灌丛西南坡的是植被生长状况；在半干旱区华北落叶松林西北坡是坡度,但海拔和植被生长也有一定影响；在半干旱区天然草地东南坡面是海拔、坡度等地形因子。4)分析了土壤物理性质坡面尺度效应并实现了尺度转换。土壤的密度、孔隙度、持水量、饱和导水率均存在明显的坡面尺度效应,且在不同坡段表现不同。建立了不同坡位样地的土壤物理性质与坡面平均值的差值随离开坡顶水平坡长增加而变化的关系式,藉此可由特定样地测定值推算整个坡面平均值及其它坡位数值,从而实现从样地到坡面的尺度转换。