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青藏高原高寒草地退化趋势,已经严重影响着草地生态系统的涵养水源、气候调节、生物多样性维持等重要生态服务功能。其中三江源区大面积黑土滩退化草地的出现和扩张最为严重,而秃斑块的出现是黑土滩退化草地形成的重要特征,秃斑块产生和扩大,最终导致黑土滩形成。因此开展秃斑块的研究对认识黑土滩形成机理有重要科学参考。该研究在三江源区选择典型滩地(MQ1、MQ2、MQ3)和坡地(DR1、DR2、DR3)的秃斑块为研究对象,采用景观生态、地质统计学、分形几何和GIS等方法,分析了退化草地中秃斑块的空间分布格局、土壤理化指标在局域尺度上的空间变异特征。结合地上植被的群落学特征,探讨了秃斑块-土壤-植被系统在滩地、坡地地形上黑土滩退化草地形成过程中的变化规律和作用机制。主要研究结果如下:(1)运用无人机获取秃斑块分布区正射影像图,在MQ1、MQ2、MQ3三块样地中分别提取到304、352、677个斑块,MQ1样地以大斑块(>5 m~2)分布为主,MQ2样地以中斑块(1-5 m~2)为主,而MQ3样地以小斑块(<1 m~2)为主。(2)在滩地中,MQ1、MQ2、MQ3样地中秃斑盖度较低,样地间无明显变化趋势。在坡地中,随着坡位下降,秃斑盖度有明显增加的趋势。整体上,坡地中秃斑盖度较滩地的高。(3)MQ1中秃斑块的面积显著高于MQ2和MQ3,均值为6.0 m~2。MQ2、MQ3之间无显著差异。MQ2中秃斑块的的周长显著低于其他两块样地,其均值为6.87 m,MQ1、MQ3之间无显著差异。形状指数为MQ3>MQ2>MQ1,相互之间差异显著(p<0.05)。MQ1、MQ2、MQ3中秃斑块总体形状的分形维数分别为1.26、1.22、1.33。(4)随着坡位的下降,可食牧草的平均高度下降,豆科、灌木的平均高度有上升趋势,杂类草的平均高度逐渐增加,且下坡位(DR3)的杂类草平均高度显著高于上、中坡位(p<0.05)。(5)滩地秃斑块样地土壤的质地类型均为砂质壤土,坡地秃斑块样地上坡位和中坡位土壤的质地类型为粉砂质壤土,下坡位的土壤质地为壤土。黑土滩改建的人工草地土壤粒径分布体积分形维数为2.42,显著高于秃斑块退化草地;坡地的秃斑块样地中坡位土壤的分形维数显著高于上坡位和下坡位,为2.57。(6)滩地秃斑块的三个样地(MQ1、MQ2、MQ3)土壤全氮、速效氮、有机碳显著高于黑土滩人工草地(p<0.05);而土壤pH、全磷、铵态氮、硝态氮显著低于人工草地(p<0.05)。坡地秃斑块样地下坡位土壤容重(1.02 g/cm~3)显著高于上坡位、中坡位草地土壤容重(p<0.05);中坡位土壤有机碳、全氮、速效磷、铵态氮、硝态氮均显著高于下坡位(p<0.05),上坡位与中坡位无显著差异。(7)半变异函数模型分析结果显示,滩地秃斑块样地和黑土滩人工草地土壤容重、土壤全氮主要受土壤类型、母质等结构性因素的影响,具有较强的空间相关性;土壤pH、含水量、速效氮、速效磷主要受随机因素的影响,具有较弱的空间相关性。土壤养分在坡地秃斑块样地不同坡位具有不同的变异特征,均为中等程度的空间相关性,受结构性因素、随机因素共同影响。空间插值显示,土壤物理性质、养分在滩地秃斑块样地分布趋势呈均匀分布,在坡地土壤物理性质、养分空间变异比较大。综上所述,滩地秃斑块样地土壤全量养分分布格局受结构性因素影响,速效养分主要受随机因素影响;坡地的的不同坡位秃斑块样地土壤养分分布格局受结构性因素、随机因素共同影响。黑土滩的秃斑块在扩张过程中,土壤系统稳定性逐渐下降,促使小秃斑容易向规则的大斑块发展,最终形成大面积的黑土滩。