劉 奇 霍樹(shù)東

(1.黑龍江省林業(yè)科學(xué)院，哈爾濱 150081；2.南岔林業(yè)局營(yíng)林處，黑龍江 伊春 153100)

立地是最早出現(xiàn)在林業(yè)科學(xué)上的概念，它是指所有影響植被生產(chǎn)能力因素的總和。不同立地條件的地段利用方式是不同的。環(huán)境學(xué)的觀點(diǎn)認(rèn)為，立地是植物生長(zhǎng)地段作用于植物的環(huán)境條件的總體。立地質(zhì)量評(píng)價(jià)是以造林、土地利用為最終目的，并在此指導(dǎo)下對(duì)某一立地可提供植被生長(zhǎng)需要條件的能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，這種評(píng)價(jià)是在調(diào)查的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，即對(duì)該立地條件下的立地因子進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，分析各因子同植被生長(zhǎng)之間的關(guān)系，確定其可利用的潛力，也可以將立地評(píng)價(jià)理解為對(duì)立地性能的認(rèn)識(shí)。

礦產(chǎn)資源的開(kāi)采對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的意義,但也會(huì)引起礦區(qū)及其周圍生態(tài)環(huán)境的污染,尤其是礦業(yè)廢棄物不斷大量產(chǎn)生和露天堆放,導(dǎo)致了一系列的環(huán)境污染問(wèn)題。礦區(qū)廢棄地植被恢復(fù)是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題,它與生態(tài)、地質(zhì)、土壤、林業(yè)、環(huán)境保護(hù)、毒理、地理等學(xué)科有關(guān),就其恢復(fù)難度而言，如何確定適宜的恢復(fù)措施是一個(gè)重要問(wèn)題。因此，對(duì)采礦跡地的立地條件進(jìn)行科學(xué)的質(zhì)量評(píng)價(jià)，就成為了首當(dāng)其沖需要解決的關(guān)鍵。

1 立地條件評(píng)價(jià)方法

立地質(zhì)量評(píng)價(jià)，是在林業(yè)科學(xué)上開(kāi)始的，因此進(jìn)行立地質(zhì)量評(píng)價(jià)與劃分都是為林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的目的服務(wù)的。最早開(kāi)展的工作是在18世紀(jì)，當(dāng)時(shí)的德國(guó)一些林學(xué)家就開(kāi)始嘗試?yán)昧址质斋@量來(lái)對(duì)林地的生產(chǎn)力進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)。

1923年，美國(guó)的一些林學(xué)家曾經(jīng)嘗試?yán)昧址植姆e作為主要指標(biāo)因子來(lái)進(jìn)行立地質(zhì)量評(píng)價(jià)，但限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件未能最終形成完整的體系，但是也做出了非常有益的探索。1931年，美國(guó)林學(xué)家Bull提出了不同立地質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)高生長(zhǎng)曲線的多形特性的觀點(diǎn)，在實(shí)踐中常常是利用解析木或者是設(shè)定固定標(biāo)準(zhǔn)地開(kāi)展動(dòng)態(tài)觀測(cè)以獲得豐富的調(diào)查資料來(lái)建立單形的或者是多形的地位指數(shù)來(lái)開(kāi)展森林的立地質(zhì)量的定量評(píng)價(jià)。同期，Hards也提出了一種采用簡(jiǎn)單函數(shù)進(jìn)行定量的分段擬合并同時(shí)采用生長(zhǎng)函數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的評(píng)價(jià)方法。

20世紀(jì)70年代之后，為了滿足林業(yè)開(kāi)展集約型生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的實(shí)際需要，林學(xué)家們又在已有的評(píng)價(jià)方法基礎(chǔ)上提出了兩種評(píng)價(jià)方法，一種是利用林分的年平均材積生長(zhǎng)量和地位指數(shù)進(jìn)行結(jié)合來(lái)建立起數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法，另外一種方法是通過(guò)將林分的平均年材積生長(zhǎng)量與立地因子之間建立起數(shù)學(xué)模型來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法。但是這種方法由于受到林木生長(zhǎng)特殊性的影響，因此其應(yīng)用具有一定的局限性。

我國(guó)的立地質(zhì)量評(píng)價(jià)研究的工作始于20世紀(jì)50年代，代表性的成果是1952年林業(yè)部在營(yíng)口成立的部屬林型調(diào)查大隊(duì)承擔(dān)的大興安嶺森林資源調(diào)查工作，在蘇卡喬夫的林型調(diào)查方法的指導(dǎo)下作了大量的野外工作，編寫(xiě)的《大興安嶺林型調(diào)查報(bào)告》中總結(jié)的立地評(píng)價(jià)方法沿用至今。

由于研究思路各有差異或者側(cè)重點(diǎn)的不同，立地質(zhì)量評(píng)價(jià)有很多研究途徑，但具有代表性的有地位指數(shù)評(píng)價(jià)、材積或蓄積量評(píng)價(jià)、調(diào)查分類評(píng)價(jià)等。調(diào)查分類評(píng)價(jià)是建立在對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查分類的基礎(chǔ)上，在立地分類的多級(jí)序、有林地與無(wú)林地統(tǒng)一、主導(dǎo)因素等原則的指導(dǎo)下，將具有相似或相近環(huán)境條件的立地歸為一類，把研究區(qū)從上到下劃分為若干立地類型，然后針對(duì)每一個(gè)立地類型做出定性評(píng)價(jià)，提出相應(yīng)的利用方式。潘磊等針對(duì)長(zhǎng)江中游湖北段江岸帶立地進(jìn)行調(diào)查分類，劃分出2個(gè)立地類型小區(qū)、11個(gè)立地類型組、22個(gè)立地亞組、43個(gè)立地類型，且針對(duì)每一個(gè)立地類型提出相應(yīng)的利用方式，提出立地評(píng)價(jià)體系，為指導(dǎo)實(shí)踐工作提出決策依據(jù)。

2 采礦跡地立地評(píng)價(jià)方法

由于礦山廢棄地屬于人為擾動(dòng)地貌形式，與自然立地類型有所差別。目前我們開(kāi)展的非林地立地質(zhì)量評(píng)價(jià)工作還處于起步階段，可供參考的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也較少。趙方瑩根據(jù)對(duì)北京首云鐵礦的廢棄地的調(diào)查結(jié)果，認(rèn)為在調(diào)查范圍內(nèi)土壤(母質(zhì))的物質(zhì)類型、坡向、坡度是立地類型的主導(dǎo)因子。對(duì)于影響立地類型的其他因子，如pH值、土壤養(yǎng)分、土壤質(zhì)地等因子，有些因子的變化也是隨已被列為主導(dǎo)因子的變化而變化，同時(shí)考慮到劃分立地類型的可操作性，不宜過(guò)多選主導(dǎo)因子和劃分過(guò)細(xì)，所以將土壤(母質(zhì))、坡向、坡度等作為立地類型劃分因子。通過(guò)對(duì)礦山廢棄地及其原山體調(diào)查的86個(gè)樣方進(jìn)行立地類型劃分、整理，共分為5類立地類型，即：棕壤陽(yáng)坡、尾礦砂陽(yáng)坡緩坡、碎石夾微土陽(yáng)坡緩坡、裂隙裸巖及風(fēng)化物陽(yáng)坡陡坡、土石混合物陽(yáng)坡緩坡。

但是這樣的評(píng)價(jià)與劃分還是顯得較為機(jī)械和生硬，我們又參考了孟祥川在進(jìn)行大慶市鹽堿地立地質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)采用的方法，在研究中，采用的方法是設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)低，對(duì)每塊標(biāo)準(zhǔn)地分別測(cè)定的土壤容重、毛管孔隙度、pH值、有機(jī)質(zhì)、水解性氮、有效磷速效鉀陽(yáng)離子交換量堿化度交換性鈉離子和可溶性鹽各指標(biāo)首先進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化；利用因子分析方法研究以上11種元素之間的相關(guān)性，并得到因子得分；再用方差極大法旋轉(zhuǎn)因子軸，對(duì)得到的新的因子變量進(jìn)行解釋，可以進(jìn)一步說(shuō)明影響原變量系統(tǒng)構(gòu)成的主要因素和系統(tǒng)特征;最后將因子得分作為新變量，用聚類分析法對(duì)新變量進(jìn)行分類，進(jìn)而可以科學(xué)地對(duì)大慶市鹽堿地進(jìn)行分類。通過(guò)因子分析法和聚類分析法對(duì)大慶市鹽堿地土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)等主導(dǎo)因子進(jìn)行分析，根據(jù)生物量及鹽堿化程度將大慶市鹽堿地分為五種立地類型，分別為高生物量輕度鹽堿地、高生物量中度鹽堿地、中生物量中度鹽堿地、低生物量中度鹽堿地和重度鹽堿地五種立地類型。筆者認(rèn)為這樣的將土壤質(zhì)量與地上植被的生物量進(jìn)行結(jié)合的方法還是比較可取的，但是需要進(jìn)行完善和補(bǔ)充。

因此，我們提出的評(píng)價(jià)方法是將地形因子、土壤理化指標(biāo)(包括土壤物理性質(zhì)、土壤養(yǎng)分狀況以及對(duì)植物生長(zhǎng)具有毒害作用的重金屬元素的含量)、植物生長(zhǎng)與群落結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)等全方面的調(diào)查分析方法，通過(guò)對(duì)諸多因子的多年動(dòng)態(tài)觀測(cè)，結(jié)合在廢棄地進(jìn)行的人工栽植實(shí)驗(yàn)(喬木、灌木和草本)，觀測(cè)植物的生長(zhǎng)指標(biāo)(生長(zhǎng)量、當(dāng)年生長(zhǎng)量、生物量等)，利用因子分析法對(duì)試驗(yàn)中得到的多因子進(jìn)行綜合分析，提出具有普遍代表性的公共因子，并計(jì)算出各種因子的得分，再利用聚類分析法進(jìn)行科學(xué)的分類。得到的研究結(jié)果，應(yīng)該是包括了不同類型礦區(qū)廢棄地的定量的立地質(zhì)量的細(xì)致劃分的立地質(zhì)量分級(jí)表，同時(shí)還包括相應(yīng)的植被生物特征，提供該種類型立地條件適宜的植被恢復(fù)措施(植物種類的選擇以及植被的科學(xué)配置)。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)立地質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的研究，再借鑒國(guó)內(nèi)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出了結(jié)合地形因子、土壤理化指標(biāo)、植物生長(zhǎng)與群落結(jié)構(gòu)特征的采礦跡地立地質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，為礦區(qū)植被恢復(fù)提供科學(xué)的依據(jù)和可供參考的解決方案。

[1]孟祥川.大慶市鹽堿地立地質(zhì)量評(píng)價(jià)[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2008.

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