不同衰老程度顶坛花椒土壤养分质量的评价

王 璐，喻阳华，秦仕忆，钟欣平

(1.贵州师范大学 地理与环境科学学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州师范大学 喀斯特研究院/国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心，贵州 贵阳 550001)

【研究意义】土壤是陆地生态系统功能的基础，其质量状况是全球生物圈可持续发展的重要影响因素[1]。土壤质量是指土壤在生态系统范围内，促进动植物健康、维持生物的生产能力及保护环境质量的能力[2]。作为一个复杂的功能实体，土壤质量不可直接测定，但可以利用土壤质量指标来推测[3]。虽然土壤质量评价方面的研究已很多[4-6]，但至今还没有公认的评价指标，应根据不同区域制定合适的评价指标。花椒(Zanthoxylumbungeamun)作为花江喀斯特地区的主要经济植物，种植花椒是喀斯特石漠化区域特色农业的可持续发展方式之一，可为喀斯特石漠化区域生态环境的恢复和重建提供有效途径[7]。种植花椒虽能取得良好的经济效益，但大规模连种导致花椒面临产量降低[8]、轮伐期缩短、林分稳定性差、地力贫瘠等诸多衰老退化问题。土壤质量问题一直是制约花椒树生长的主要因素之一，一是由于缺乏人工科学管理，当地群众不施肥或者仅施用少量农家肥；另一个重要原因是矿质元素供应平衡被打破，氮(N)、磷(P)、钾(K)等大量元素甚至微量元素等供应失去平衡，从而影响群落组成和植物的生长[9]。植物营养元素含量的改变，可造成植物生长发育不良及对病虫害的敏感性提高[10]。土壤养分作为植物营养的主要来源，土壤矿质营养状况能表征植物对矿质营养的吸收利用状况，利用土壤矿质营养状况可诊断植物潜在的营养状况，从而指导施肥。植物生长过程中，根须不断吸收土壤养分，同时也会不断地分泌物质到土壤中，与土壤形成耦合作用，故土壤质量处于一个动态的变化过程[11]。因此，要准确评价花椒林地土壤养分的质量状况是极其复杂的，而加强对衰老花椒林地土壤养分质量的评价研究，对于其土壤肥力改良及植被恢复具有十分重要的意义。【前人研究进展】目前，关于花椒林土壤方面的研究较多，主要集中在土壤特性[12]、土壤酶演变[7]、土壤抗蚀抗冲性[13]、土壤团聚体[14-15]等方面。【本研究切入点】但对花椒林地土壤的矿质元素的研究主要集中在N、P、K等大量元素方面，很少涉及中量元素及微量元素，未见关于不同衰老程度花椒土壤养分质量评价方面的研究报道。【拟解决的关键问题】为此，选择花江峡谷地区6种不同衰老程度顶坛花椒林地为研究对象，通过测定其有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)和全磷(TP)等29项土壤养分及矿质元素等化学指标，并运用主成分分析法以及构建土壤质量评价最小数据集，研究评价顶坛花椒土壤的养分质量状况，以期为喀斯特石漠化地区花椒林地土壤肥力改良及生态系统的植被恢复提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

土壤样品共计18份，采自贵州省贞丰县北盘江镇和关岭县板贵乡不同衰老程度的花椒林地。

1.2 研究区概况

研究区位于贵州省西南部贞丰县和关岭县交汇处的北盘江花江段，行政上隶属于贞丰县北盘江镇及关岭县的板贵乡，归属珠江流域。区内地表起伏较大，相对高差悬殊，最低海拔370 m，最高海拔1473 m；碳酸盐类岩占78.45 %，属典型的喀斯特峡谷；属中亚热带低热河谷气候类型，冬春季温暖干旱，夏秋季湿热，热量资源丰富，年均温18.4 ℃，年均极端最高气温32.4 ℃，年均极端最低气温6.6 ℃，年均降水量1100 mm；土壤类型以石灰岩和大理岩发育的石灰土居多，土壤结构不佳、质地粘重、缺乏团粒结构，pH通常在6.5以上，易旱，土壤水、热、肥、气不平衡，富含钙质，Ca、Mg、Fe含量较高，且有典型的石灰土特质；由于人类活动的破坏，森林覆盖率很低，因为长期强烈的水土流失，基岩裸露，石漠化现象十分严重，裸岩面积比重达70 %以上[16]。

1.3 样品采集

2017年7月，在研究区内选择6种(Ⅰ～Ⅵ)不同衰老程度花椒(顶坛花椒是位于贵州西南部贞丰县的北盘江镇顶坛及其周边相近地理气候区特有的高效经济植物品种)林地为试验样地，每一植被类型分别在花椒林地中挑选5株叶片枯黄数量、挂果数量以及枝条枯死程度相近的植株，对不同衰老程度花椒土壤进行取样，5点取同一层次土样组成混合样，取约1 kg土样装入密封袋带回实验室，土样剔除动物残体、植物根系以及石砾，自然风干、研磨、过筛后保存备用。

表1 6种(Ⅰ～Ⅵ)不同衰老程度花椒植株的基本概况Table 1 The basic situation of six(Ⅰ-Ⅵ) kinds of Zanthoxylum planispinum trees with different aging levels

注：Ⅰ为黄叶+低挂果植株，Ⅱ为低挂果植株，Ⅲ为幼树衰老植株，Ⅳ为全死亡植株，Ⅴ为4/5死亡植株，Ⅵ为1/2死亡植株。
Note: I is yellow leaf + low fruiting plants, II is low fruiting plants, III is young tree aging plants, IV is all dead plants, V is 4/5 dead plants, VI is 1/2 dead plants.The same as below.

1.4 指标测定

有机碳(SOC)采用重铬酸钾外加热法测定，全氮(TN)采用高氯酸-硫酸消煮后用半微量凯氏定氮法测定，碱解氮(AN)采用碱解扩散法测定，全磷(TP)采用高氯酸-硫酸消煮-钼锑抗比色-紫外分光光度法测定，速效磷(AP)采用氟化铵-盐酸浸提-钼锑抗比色-紫外分光光度法测定，全钾(TK)采用氢氟酸-硝酸-高氯酸消解-火焰光度计法测定，速效钾(AK)采用中性乙酸铵溶液浸提-火焰光度计法测定。二氧化硅(SiO2)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化钠(Na2O)、三氧化二铝(Al2O3)、三氧化二铁(Fe2O3)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、铬(Cr)、镉(Cd)、钛(Ti)、镍(Ni)、钴(Co)、锶(Sr)、钼(Mo)、氯(Cl)和硫(S)依据《多目标区域地球化学调查规范(1∶250000)》(DZ/T0258-2014)进行测定，硼(B)、砷(As)和硒(Se)按照《区域地球化学勘查规范》(DZ/T0167-2006)进行测定。

1.5 最小数据集的构建及土壤质量评价指数

1.5.1 最小数据集的构建 对不同衰老程度顶坛花椒土壤29项土壤有机质及矿质元素等化学指标进行主成分分析(PCA)。选择特征值≥1的主成分(PC)，选取高因子载荷指标，即选取因子载荷绝对值达到该PC中最大因子载荷90 %的指标[17]。当1个PC只有1个高因子载荷指标时，则将该指标选入最小数据集。当1个PC不止1个高因子载荷指标时，对高因子载荷分别进行相关性分析，如果相关性低(r<0.7)，各高因子载荷指标均应选入最小数据集。如果相关性高(r>0.7)，将相关系数之和最大的高因子载荷指标选入最小数据集，从而确定最终的最小数据集。因研究原始变量较多，选择r>0.8为高相关性。

1.5.2 土壤质量评价指数 由于各评价指标单位不同，导致数值差异较大，故研究前需要对各指标进行标准化PCA处理，得到载荷矩阵及贡献率；主成分特征向量等于对应的载荷矩阵值除以该成分特征值的平方根[18]；进而将标准化数据与主成分特征向量相乘得到不同衰老程度花椒林地土壤主成分因子得分；采用加权法计算土壤质量评价分值，其表达式[1]如下。

SQAV=∑aizi

式中，SQAV为土壤质量评价分值；ai为各因子的方差贡献率；zi为因子得分，zi=∑wijxij，wij为第i个变量在第j个因子处的因子得分系数，xij为第i个变量在第j个因子处的标准化值。

1.6 数据处理

使用Excel 2010进行数据初步分析与整理；利用SPSS20.0对数据进行分析，采用单因素方差分析(one-way ANOVA)对不同衰老程度顶坛花椒土壤所测指标进行差异性检验，并使用最小显著差数法(LSD)进行多重比较，利用Pearson相关分析法分析高因子载荷候选指标之间的相关性；采用Origin8.6制图。

2 结果与分析

2.1 不同衰老程度顶坛花椒土壤的化学性质

2.1.1 养分含量 从图1可知，不同衰老程度顶坛花椒的土壤养分含量存在一定的差异性。土壤SOC含量为48.12～71.26 g/kg，以全死亡植株土壤含量最高，显著高于黄叶+低挂果植株、幼树衰老植株、4/5死亡植株和1/2死亡植株土壤；TN、AN、TP、AP、TK和AK含量分别为3.03～5.32 g/kg、106.81～314.23 mg/kg、0.05～0.20 g/kg、3.80～28.18 mg/kg、10.58～17.39 g/kg和126.12～351.89 mg/kg，其中，TN、AN和TK均表现为低挂果植株土壤含量最高；TP以4/5植株死亡土壤含量最高，与其他衰老程度花椒植株土壤含量均达显著差异水平；AP和AK以幼树衰老植株土壤含量最高，显著高于其他衰老程度的花椒植株土壤。

2.1.2 氧化物含量 从图2可知，土壤Fe2O3和Al2O3含量分别为10.17 %和22.56 %，以幼树衰老植株土壤含量最高，且均显著高于其余5种花椒衰老植株土壤；CaO、MgO和Na2O含量分别为13.97 %、3.52 %、0.27 %，以4/5死亡植株土壤含量最高，其中CaO和MgO 4/5死亡植株土壤含量与其余5种花椒衰老植株土壤差异达显著性水平，Na2O 4/5死亡植株土壤含量显著高于黄叶+低挂果植株、低挂果植株、幼树衰老植株、全死亡植株土壤；SiO2含量为43.02 %，以黄叶+低挂果植株土壤含量最高，且与其余5种花椒衰老植株土壤含量差异显著。

2.1.3 其他矿质元素含量 从表2可知，Ni含量为83.02 μg/g，以幼树衰老植株土壤含量最高；Mn、S、Cu、Zn、Mo、As、Cd和Pb含量分别为0.31 %、0.14 %、31.72 μg/g、443.24 μg/g、3.64 μg/g、55.42 μg/g、3.42 μg/g和226.06 μg/g，均以低挂果植株土壤含量最高；Ti含量为0.75 %，以黄叶+低挂果植株与全死亡植株土壤含量最高；Se含量为1.07 μg/g，以黄叶+低挂果植株土壤含量最高；Cl含量为0.01 %，在6种不同衰老程度顶坛花椒土壤中含量均极低；Cr和Co含量分别为171.48和28.73 μg/g，以全死亡植株土壤含量最高；Sr和B含量分别为104.45和69.96 μg/g，均以1/2死亡植株土壤含量最高。

2.2 不同衰老程度顶坛花椒的土壤质量评价指标体系

为了减少评价指标数量，对不同衰老程度顶坛花椒土壤29项化学指标进行主成分分析，选取特征值>1的主成分(表3)。其特征值>1的5个主成分解释方差累积贡献率达95.673 %。说明，这5个主成分可反映全部指标95 %以上的信息。对各变量在各个PC上的旋转因子载荷大小进行选取，通常认为系数绝对值大于0.8的初始因子对构成的评价因子具有重要的影响力[19]。PC1贡献率为30.688 %，为最重要的影响因子，TP、Ti、CaO、SiO2和Cl在PC1中发挥了重要作用。PC2贡献率为21.986 %，该主成分主要受Ni和B的支配。PC3贡献率为16.665 %，该主成分在TK、Mn和Cu上的负载较大。PC4贡献率为16.307 %，该主成分在Zn、Mo、Cd和Pb上的载荷系数较大。PC5贡献率为10.027 %，该主成分主要受AP和AK支配，虽然系数绝对值略小于0.8，但仍是PC5的重要影响因子。从重要影响因子中再选取高因子载荷，经对高因子载荷指标相关性分析，PC1中高因子载荷有TP、Ti、CaO和SiO2这4个指标，SiO2与TP、CaO的相关系数均大于0.8，达极显著水平，且SiO2与TP、CaO的相关系数之和最大，因此PC1中SiO2选入最小数据集。PC2中高因子载荷有Ni和B这2个指标，相关系数大于0.8，达极显著水平，且B因子载荷较大，因此B入选最小数据集。在PC3中，高因子载荷有TK、Mn和Cu这3个指标，TK与Mn、Cu相关系数均大于0.8，达极显著水平，且TK与Mn、Cu的相关系数之和最大，因此TK入选最小数据集。PC4中高因子载荷有Mo和Pb，相关系数大于0.8，达极显著水平，且Mo因子载荷较大，故Mo入选最小数据集。PC5中高因子载荷有AP和AK这2个指标，因两者相关系数小于0.8，故均选入最小数据集。因此不同衰老程度顶坛花椒土壤养分质量评价的最小数据集有SiO2、B、TK、Mo、AP和AK这6个指标。

不同小写字母代表同一测定指标不同衰老程度顶坛花椒土壤间差异显著(P<0.05)，下同Different lowercase letters indicated significant difference in soil of Zanthoxylum planispinum var. dingtanensis with different aging levels among the same indicator (P<0.05). The same as below图1 不同衰老程度顶坛花椒土壤的大量元素含量Fig.1 Macro-element content in soil of Zanthoxylum planispinum trees with different aging level

图2 不同衰老程度顶坛花椒土壤的氧化物含量Fig.2 Soil oxide content of Zanthoxylum planispinum trees with different aging level

表2 不同衰老程度顶坛花椒土壤其他矿质元素的含量Table 2 Mineral elements content in soil of Zanthoxylum planispinum trees with different aging level

注：同行不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
Note: Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP<0.05 level.

表3 旋转后因子载荷矩阵及主成分的贡献率Table 3 Loading matrix of components and contribution rate of principal components

续表3 Continued table 3

指标Index主成份Principal componentPC1PC2PC3PC4PC5Mo0.0520.310-0.0010.943-0.066Ni-0.2440.881-0.0020.0540.367As0.6980.3260.2410.422-0.121Cd0.3740.1120.3550.840-0.068Co0.509-0.024-0.6480.1010.312Cr0.4560.617-0.3670.0790.215Pb0.3510.0680.2370.889-0.125Se0.631-0.2300.6600.197-0.159Sr-0.451-0.739-0.396-0.2660.094B0.012-0.938-0.142-0.101-0.289特征值Eigenvalue8.8996.3764.8334.7292.908贡献率(%)Contribution rate )30.68821.98616.66516.30710.027累计贡献率(%)Cumulative contribution rate 30.68852.67469.33985.64695.673

从表4看出，黄叶+低挂果植株和低挂果植株因子5得分均最低，幼树衰老植株因子4得分最低，全死亡植株因子3得分最低，4/5死亡植株因子1得分最低，1/2死亡植株因子2得分最低。可从因子得分找寻出对每一类植株生长具有重要影响的营养元素，黄叶+低挂果植株和低挂果植株的重要影响元素为AP和AK，幼树衰老植株的重要影响元素为Zn、Mo、Cd和Pb，全死亡植株的重要影响元素为TK、Mn和Cu，4/5死亡植株的重要影响元素为TP、Ti、CaO、SiO2和Cl，1/2死亡植株的重要影响元素为Ni和B。

表4 不同衰老程度顶坛花椒土壤主成分的因子得分Table 4 Factor score of principal components in soil of Zanthoxylum planispinum trees with different aging level

TDS：全体数据集，MDS：最小数据集TDS: Total data set, MDS: Minimum data set图3 不同衰老程度顶坛花椒土壤质量的评价分值Fig.3 Quality score of soil of Zanthoxylum planispinum trees with different aging level

2.3 不同衰老程度顶坛花椒土壤的质量评价

分别对最小数据集和全体数据集，利用主成分因子得分和方差贡献率进行加权计算土壤质量评价分值(图3)。其中，最小数据集土壤质量评价分值依次为幼树衰老植株(134.019)>低挂果植株(70.064)>4/5死亡植株(-24.539)>黄叶+低挂果植株(-33.811)>全死亡植株(-36.508)>1/2死亡植株(-109.225)。全体数据集土壤质量评价分值依次为低挂果植株(315.410)>幼树衰老植株(233.972)>黄叶+低挂果植株(80.844)>全死亡植株(-35.366)>4/5死亡植株(-268.017)>1/2死亡植株(-326.845)。总体上看，衰老退化较轻花椒植株土壤质量优于衰老退化严重的花椒植株。

3 讨 论

3.1 不同衰老程度顶坛花椒土壤的化学性状

生态系统中植物养分的主要来源是土壤，土壤中养分库会影响生产力功能和地上植被群落的结构[20]。土壤全量养分一定程度可表征土壤养分肥力的供应潜力，而有效养分可代表土壤可供植物易吸收利用养分元素的能力[21]。研究结果表明，土壤SOC含量依次为全死亡植株>低挂果植株>幼树衰老植株>黄叶+低挂果植株>1/2死亡植株>4/5死亡植株；TN和TK含量均以低挂果植株土壤含量最高，表明低挂果植株土壤养分肥力的供应潜力较其他衰老程度花椒土壤好；AP和AK含量以幼树衰老植株土壤含量最高，AN含量以低挂果植株与幼树衰老植株土壤含量最高。说明，幼树衰老植株土壤能提供更多植物易于吸收利用的养分元素。Fe2O3、Al2O3和Ni含量均以幼树衰老植株土壤含量最高；Mn、S、Cu、Zn、Mo、As、Cd和Pb含量均以低挂果植株土壤含量最高。总体上看，幼树衰老植株和低挂果植株土壤中营养元素含量较多，能为花椒树生长提供更多养分。4/5死亡植株土壤TP、CaO、MgO和Na2O含量最丰富；黄叶+低挂果植株土壤SiO2和Se含量最高；Cl含量在6种不同衰老程度顶坛花椒土壤中含量均极低，均为0.01 %；Cr和Co含量以全死亡植株土壤含量最高；Sr和B含量均以1/2死亡植株土壤含量最高。总体来看，黄叶+低挂果植株、低挂果植株和幼树衰老植株土壤养分优于全死亡植株、1/2死亡植株和4/5死亡植株土壤。表明，6种不同衰老程度顶坛花椒的土壤养分含量均不同，这是由于土壤养分含量的差异与生态系统的干扰程度[22]、凋落物产量、土壤基质质量、养分归还量等密切相关。

3.2 不同衰老程度顶坛花椒土壤养分质量的综合评价

全体数据集土壤质量评价分值依次为低挂果植株>幼树衰老植株>黄叶+低挂果植株>全死亡植株>4/5死亡植株>1/2死亡植株。这与不同衰老程度顶坛花椒林地的土壤养分含量结果在一定程度上具有相似性，可以相互佐证。植被可通过改变凋落物的质与量和非生物环境等方式影响生态系统内土壤养分资源的循环和分布，土壤养分资源的量及空间分布也会反过来影响植被群落结构及分布[20]。植物凋落物分解是土壤物质循环和能量转换的主要途径，通过分解逐步把养分归还土壤，因而分解过程和速率对土壤肥力具有重要的影响[23]。据笔者调查，低挂果植株中30 %叶片呈黄绿色，其余大部分叶片表现出正常特征，光合作用良好，且低挂果植株中TN、TK、Mn、S、Cu、Zn、Mo、As、Cd和Pb含量最丰富，加之凋落物数量大，释放养分多，归还土壤的养分随之增加，故低挂果植株土壤质量最好。只有幼树衰老植株叶片呈绿色，光合作用较好，郁闭度较高，土壤养分吸收利用效率较高，尤其是植物能直接吸收的有效养分，故幼树衰老植株土壤质量仅次于低挂果植株。黄叶+低挂果植株中80 %叶片为黄色，随着叶片衰老程度的加剧，叶片的光合能力逐渐衰退[24]，但土壤养分含量适中，故黄叶+低挂果植株土壤质量处于中等水平。全死亡植株土壤质量优于4/5死亡植株和1/2死亡植株，可能与该土壤上生长的花椒植株已完全死亡，林地土壤中养分未被吸收利用有关，故导致土壤养分高于4/5死亡植株和1/2死亡植株土壤养分。4/5死亡植株中很多植物生长必需养分均低于黄叶+低挂果植株、低挂果植株和幼树衰老植株，养分归还量少，故土壤质量亦较低。1/2死亡植株可能是其生长的土壤中养分含量不足、植株个体差异以及过度的人为干扰活动导致土壤质量低于其他衰老程度花椒植株。

3.3 土壤质量对顶坛花椒衰老的影响

从全体数据集计算的主成分因子得分看，黄叶+低挂果植株和低挂果植株因子5的得分均最低，表明二者土壤质量受AP和AK含量的影响较大，二者土壤AP含量显著低于幼树衰老植株，土壤AK含量显著低于其他衰老程度花椒植株，说明黄叶+低挂果植株和低挂果植株在栽培过程中应多关注AP和AK的投入。幼树衰老植株因子4的得分最低，其土壤质量主要受到Zn、Mo、Cd和Pb含量的影响，其中，土壤Mo含量低于低挂果植株、全死亡植株及4/5死亡植株，土壤Pb含量低于黄叶+低挂果植株、低挂果植株和全死亡植株，表明幼树衰老植株衰老的原因可能是土壤中Mo和Pb 2种矿质元素含量过低所导致。全死亡植株因子3的得分最低，其土壤质量与TK、Mn和Cu含量密切相关，其土壤TK、Mn和Cu含量均低于黄叶+低挂果植株、低挂果植株、幼树衰老植株及4/5死亡植株。可见，全死亡植株衰老死亡的原因可能与土壤中TK、Mn和Cu含量有关。4/5死亡植株因子1的得分最低，因此其土壤质量好坏与TP、Ti、CaO、SiO2和Cl含量丰缺关系密切，其土壤Ti和SiO2含量显著低于其余5类衰老程度花椒植株，故4/5死亡植株衰老退化的原因可能与其土壤Ti和SiO2含量过低有关，在植被恢复过程中，应多关注土壤中Ti和SiO2含量状况。因其土壤中Cl含量与另外5类衰老程度花椒植株都极低，均为0.01 %，故不能判断4/5死亡植株土壤是否因为缺少Cl元素而导致植株的衰老退化。1/2死亡植株因子2的得分最低，可知其土壤质量受Ni和B含量影响的可能性比较大，其土壤Ni含量均低于其余5类衰老程度花椒植株，土壤B含量显著高于其他几类植株，表明1/2死亡植株土壤主要缺少Ni元素，实际培育过程可适当向土壤中补充Ni元素养分。

3.4 基于最小数据集顶坛花椒土壤养分的管理

Si、B、Mo、AP、AK和TK等矿质元素为植株生长必需的营养元素。有研究指出，B对于核酸的生物合成有重要作用，缺B时超氧化物歧化酶活性降低，导致超氧自由基积累，超氧自由基可加速叶绿素的降解，使得叶绿素含量降低，而植物光合作用的主要场所是叶绿体，故光合作用降低，最终影响植株的正常生长[25]。Si对植物的作用有许多方面，对于植物的形态结构、抗逆能力以及生长发育等均有影响[26]。施硅可增加植株生物量，提高作物叶片的光合速率[27]。而K是活跃的生命元素，P是蛋白质的成分和能量梭子ATP的组成元素[28]。最小数据集的构建指标与6种不同衰老程度顶坛花椒植株林地土壤中可能缺少的矿质元素较为相同，可指导合理施肥。黄叶+低挂果植株和低挂果植株培育时应增加速效磷肥和钾肥的投入；幼树衰老植株栽培时可适当增施钼肥；为避免植株全死亡，栽培过程中注意补充富含TK、Mn和Cu养分的肥料；4/5死亡植株植被恢复时应考虑补充硅肥及钛肥；1/2死亡植株植被恢复时应多关注镍肥的投入。

鉴于研究仅对研究区土壤化学指标进行质量评价及研究区域有限，下一步应开展更多土壤生物指标、土壤物理指标以及大尺度监测研究，同时考虑施肥、灌溉等对土壤质量影响较大的因素，以提高研究区土壤质量评价的全面性。

4 结 论

通过对花江喀斯特地区6种不同衰老程度顶坛花椒林地土壤养分的研究结果表明，衰老退化较轻的顶坛花椒植株林地土壤养分较衰老退化严重的顶坛花椒植株林地土壤养分含量高，但均需要对应增施不同肥料以改良土壤质量。基于主成分及相关性分析，筛选出SiO2、B、TK、Mo、AP和AK 6个指标作为不同衰老程度顶坛花椒土壤养分质量评价的最小数据集。全体数据集评价不同衰老程度顶坛花椒林地土壤质量依次为低挂果植株>幼树衰老植株>黄叶+低挂果植株>全死亡植株>4/5死亡植株>1/2死亡植株。