森林土壤是森林生态系统的重要组成部分。森林土壤在不同的尺度上具有明显的空间异质性,即土壤中的理化性质在不同的时间和空间具有差异性。一方面,森林土壤可为森林植被的存在和发展提供必要的物质基础,影响森林生态系统的物种多样性;另一方面,森林植被的出现及其演替反过来也将影响其土壤的形成和发育。因此,森林中的植被不仅会对土壤的空间异质性做出响应,还能够影响森林土壤的空间变异性。不同森林植被下的土壤具有不同的基本性质,研究不同森林植被下土壤性质的差异对了解森林与土壤之间的关系,如森林更新、森林的恢复与重建等都具有重要意义。吉林省长白山区具有丰富的森林资源,因此,研究该区域内不同森林类型土壤的养分含量的差异及其与物种多样性之间的关系,对于该区域森林土壤肥力的维持以及森林的经营管理等具有重要的实用价值。本文就长白山区五种不同森林类型下的土壤主要养分的含量、性质及物种多样性进行研究,探讨不同林型下土壤养分含量的变异性以及土壤各指标之间的相关关系;同时结合地上植被状况探讨土壤养分的空间变异性与植被之间相互影响机制,揭示本地区森林生态系统土壤养分空间分布特征和变异的某些规律。通过本实验研究,得出以下结论:1、对于同一森林类型而言,上层土壤(0-20cm)pH值低于下层(20-40cm)土壤,其余各养分指标则是上层土壤的含量均不同程度的高于下层土壤,而且初pH值外,基本上达到了显著差异的水平。对于不同森林类型而言,上下层土壤养分含量的大小顺序并不是完全是一致的。在0～20cm层,土壤有机质、全氮、速效氮、全磷、有效磷的含量变化较为复杂。在20～40cm层,人工林土壤有机质、全氮、速效氮、全磷、有效磷的含量普遍高于天然林。在这六个土壤养分指标中,不同起源的林型之间,土壤有机质、pH值、全氮、全磷的含量就存在显著或极显著的差异。研究证实,森林初始演替的本底背景在很大程度上决定了土壤养分含量的差异。2、研究区域内土壤属偏酸性土壤,而且各种森林类型的林下不同土层土壤的pH值变异系数均小于10%,空间变异程度小;樟子松纯林下层土壤的有效磷含量的变异系数达到了90.97%,属于强变异性;其余各林型下所测的土壤各养分指标的变异系数在16.39%～52.81%之间,均属于中等程度的变异性。3、研究区域内五种不同森林类型各层次的物种多样性有着明显的差别,天然林(尤其是红松针阔混交林)乔木层、灌木层及草本层的物种多样性指数普遍要高于人工林。因此今后的森林管理中,应尽可能的营造人工混交林,这有利于森林生态系统物种多样性的增加和维持。同一森林类型内,除樟、落混交林和白桦林外,灌木层的物种多样性普遍要高于乔木层,甚至有时高于草本层。4、所研究的森林类型的林下两个土壤层的主要土壤养分指标含量与林内灌木层和草本层均有不同程度的相关关系。从整体上来说,所测的土壤养分指标的含量与林内草本层的丰富度指数、多样性指数以及均匀度指数的相关性较好,有的达到了很高的相关水平,而与灌木层的生物多样性指数相关性较小,基本上没有显著的相关性。仅在红松针阔混交林内,表层土壤有机质的含量与灌木层的物种丰富度指数有显著的相关关系。因此,保护好草本层的物种多样性对于长白山区土壤养分含量的保持与提高有重要的意义。