肖化順，邵 柏

（中南林業(yè)科技大學(xué) 林學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

臭松次生林立地分類研究

肖化順，邵 柏

（中南林業(yè)科技大學(xué) 林學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

以吉林省汪清縣臭松次生林為研究對(duì)象，選取有代表性的109組臭松次生林樣地，進(jìn)行海拔、坡度、坡向、坡位、土層厚度等立地因子分級(jí)分類，采用數(shù)量化理論I的方法，得到影響臭松次生林生長(zhǎng)的立地因子重要性排序?yàn)楹０危就翆雍穸龋酒露龋酒孪?；然后依?jù)中國(guó)森林立地分類理論，構(gòu)建了吉林省汪清林業(yè)局臭松次生林的立地類型表，劃分為18種立地類型；將這18種立地類型按立地質(zhì)量的差異程度組合為較好、中等、較差3大類。立地質(zhì)量較好的地段，海拔較低、土層較厚、坡度平緩且多為陰坡，林相好，結(jié)構(gòu)完整，綜合效益高；立地質(zhì)量中等的地段包含9種立地類型，是撫育經(jīng)營(yíng)的重點(diǎn)，以保持林分穩(wěn)定，促進(jìn)進(jìn)展演替；立地質(zhì)量較差的地段，海拔較高、土層較薄、坡度大且處于陽(yáng)坡，林相差、類型復(fù)雜，由此森林經(jīng)營(yíng)過(guò)程中可依據(jù)立地分類進(jìn)行分類施策。

立地因子；立地分類；臭松次生林；吉林省

天然次生林是我國(guó)森林資源的主體，森林分布范圍廣，面積大，類型多。但相當(dāng)一部分次生林結(jié)構(gòu)較差、功能低下，其原因與所處的立地條件的差異息息相關(guān)。森林立地研究是提高森林生產(chǎn)力和貢獻(xiàn)力的基礎(chǔ)研究，立地是森林組成、結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)的決定性因素，森林立地分類是研究林木生長(zhǎng)與生境關(guān)系，立地分類對(duì)森林立地的保護(hù)利用、森林撫育經(jīng)營(yíng)、林分結(jié)構(gòu)優(yōu)化和功能調(diào)整等具有十分重要的指導(dǎo)作用[1]。

20世紀(jì)50年代末，我國(guó)在前蘇聯(lián)林學(xué)理論的指導(dǎo)下開(kāi)展了造林典型設(shè)計(jì)的研究，從此開(kāi)始了我國(guó)立地分類研究。1990年，蔣有緒[2]詳細(xì)闡述了立地分類的原則和分類系統(tǒng)單位，并提出了我國(guó)森林立地分類系統(tǒng)方案。隨著信息采集、數(shù)據(jù)管理、空間分析等技術(shù)方法的改進(jìn)，立地分類漸漸進(jìn)入量化研究的新階段，2003年，余其芬等[3]學(xué)者采用遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)編制了流域立地類型圖。

臭松次生林是東北天保工程區(qū)典型的林分類型之一，而有關(guān)臭松次生林立地分類研究很少，在眾多的立地因子中究竟哪些立地因子對(duì)臭松次生林生長(zhǎng)起關(guān)鍵作用、不同立地條件下臭松次生林應(yīng)如何經(jīng)營(yíng)的此類報(bào)道不多見(jiàn)。本文以吉林省汪清縣的臭松次生林為研究對(duì)象，劃分了臭松次生林立地類型，并進(jìn)行了立地質(zhì)量評(píng)價(jià)，為研究區(qū)臭松次生林經(jīng)營(yíng)提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

吉林省汪清縣位于延邊朝鮮自治州的東部， 地處 北 緯 43°05′～ 43°40′，東 經(jīng) 129°56′～131°04′，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。山地土壤以暗棕色土為主，谷地以草旬土為主。汪清縣森林資源豐富，植物種類繁多，森林類型主要為闊葉混交林和針闊混交林。闊葉樹(shù)種以柞樹(shù)Quercus mongolica、椴樹(shù)Tilia tuan、白樺Batula platyphlla、楊樹(shù)Populus等為主，針葉樹(shù)種以落葉松Larix gmelinii、臭松Abies nephrolepis、紅松Pinus koraiensis Sieb.et Zucc等為主。

臭松，學(xué)名西伯利亞冷杉，為常綠松科喬木，主要分布于我國(guó)黑龍江、松花江和烏蘇里江流域，臭松樹(shù)干通直材質(zhì)好，主要與云杉Picea asperata Mast、椴樹(shù)、楓香Liquidambar formosana Hance、色樹(shù)Acer mono、紅松等樹(shù)種混交形成混交林[4]。

2 材料與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

研究資料來(lái)源于汪清林業(yè)局森林資源檔案數(shù)據(jù)以及近十年來(lái)的森林經(jīng)營(yíng)規(guī)劃設(shè)計(jì)文件，選取生長(zhǎng)狀況正常，人為干擾少且具有代表性的109組臭松次生林樣地?cái)?shù)據(jù)。在選擇樣地時(shí)，要求樣地的坡度、坡向、坡位、海拔、土層厚度等立地因子涵蓋范圍盡可能大，而林分密度相對(duì)一致。收集和整理得到坡度、坡向、坡位、海拔、土壤、土層厚度等立地因子及樣地測(cè)樹(shù)因子數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

2.2.1 立地分類的原則

立地分類要做到實(shí)用性與科學(xué)性的結(jié)合[5-6]。主要體現(xiàn)在以下幾項(xiàng)原則：

（1）差異性原則。立地分類應(yīng)具有非常明顯的地域性，地域差異是立地分類的基礎(chǔ)和前提。

（2）分區(qū)分類原則。中國(guó)森林立地分類系統(tǒng)由區(qū)劃單位和分類單位構(gòu)成，它有利于按區(qū)劃單位逐級(jí)進(jìn)行宏觀控制和按分類單位組織相應(yīng)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，并落實(shí)到小班。

（3）主導(dǎo)因素原則。影響林木生長(zhǎng)好壞的因素多種多樣，找出其主要影響因子有利于反映立地的固有性質(zhì)。

（4）多級(jí)序原則。立地分類遵循從宏觀到微觀，高層次到低層次進(jìn)行劃分，形成一個(gè)按等級(jí)控制的完整系統(tǒng)。

（5）林地統(tǒng)一分類的原則。以前的立地分類只針對(duì)有林地，而有林地與無(wú)林地是林業(yè)生產(chǎn)對(duì)林地資源利用狀況不同的經(jīng)營(yíng)階段，是可以互相轉(zhuǎn)化的，在立地分類上有林地與無(wú)林地的統(tǒng)一有利于制定科學(xué)經(jīng)營(yíng)。

（6）立地分類與林業(yè)區(qū)劃相銜接的原則。立地分類應(yīng)在林業(yè)區(qū)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行立地分類，將立地分類系統(tǒng)與林業(yè)區(qū)劃系統(tǒng)盡量有機(jī)銜接起來(lái)，有利于區(qū)域林業(yè)發(fā)展。

2.2.2 數(shù)量化理論Ⅰ模型

采用數(shù)量化理論Ⅰ分析方法[7]，可以分析林分年齡、林分密度指數(shù)和立地因子對(duì)優(yōu)勢(shì)木樹(shù)高的顯著性影響。

2.2.3 主要立地因子分級(jí)

研究樣地的平均海拔范圍在400～1 000 m之間，其中海拔位于600～800 m范圍的樣地占全部樣地的81%。在依據(jù)吉林省森林資源二類調(diào)查技術(shù)規(guī)程的基礎(chǔ)上，將海拔小于1 000 m的山地劃分為低山。

研究樣地土層厚度范圍在25～50 cm之間，其中土層厚度處于30～45 cm范圍的樣地占全部樣地的83%。而在標(biāo)準(zhǔn)土層厚度分級(jí)中，25 cm至50 cm都屬于中層土。為了將土層厚度的分級(jí)區(qū)劃較為明顯，將小于30 cm厚度的土層劃分為中薄層土，大于45 cm厚度的土層劃分為中厚層土（見(jiàn)表1）。

表1 土層厚度分級(jí)Table 1 Classification result of soil thickness

研究樣地的坡度、坡向及坡位分級(jí)，依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)劃分，結(jié)果見(jiàn)表2。

2.2.4 立地因子類目劃分

參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，分析各因子的變化幅度對(duì)林木生長(zhǎng)的影響程度，選取標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)可測(cè)量、穩(wěn)定的環(huán)境因子，并對(duì)各個(gè)因子進(jìn)行分級(jí)處理，共劃分為22個(gè)類目（見(jiàn)表3）。

表2 坡度、坡向和坡位因子分級(jí)Table 2 Grading result of gradient, slope direction and slope position

3 結(jié)果與分析

3.1 汪清縣臭松次生林立地區(qū)域、立地區(qū)和立地亞區(qū)

依據(jù)《中國(guó)森林立地分類》所劃分的立地分類系統(tǒng)得到汪清縣臭松次生林立地分類的3級(jí)區(qū)劃單位為：

（1）立地區(qū)域（site area）：中溫帶森林立地區(qū)域（Ⅱ）；

（2）立地區(qū)（site region）：長(zhǎng)白山山地森林立地區(qū)；

（3）立地亞區(qū)（site sub-region）：長(zhǎng)白山南部森林立地亞區(qū)。

表3 立地因子類目劃分Table 3 Division of category of site factors

3.2 立地因子分析

將臭松的優(yōu)勢(shì)高作為目標(biāo)變量，采用數(shù)量化方法I，依據(jù)各因子的“Pr＞F”值判斷哪些立地因子是顯著性影響因子，哪些是非顯著性影響因子。當(dāng)“Pr＞F”的值大于0.05即可認(rèn)為該因子對(duì)立地分類影響不顯著，否則影響顯著。據(jù)此可以剔除非顯著性因子，保留顯著性影響因子，作為立地類型劃分的主導(dǎo)因子。具體分析過(guò)程如下：

將標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)組導(dǎo)入ForStat軟件，運(yùn)用數(shù)量化理論Ⅰ方法，進(jìn)行各因子的顯著性分析，見(jiàn)表4。結(jié)果表明，除林分年齡外，顯著影響林木生長(zhǎng)的主要因子有海拔、土層厚度、坡度、坡向。其中，海拔的顯著性排在第一位，其次是土層厚度、坡度和坡向。

表4 立地因子的顯著性檢驗(yàn)計(jì)算Table 4 The significance test of site factors

3.3 主導(dǎo)因子的確定

從每個(gè)類目的相關(guān)系數(shù)可以看出：隨著坡度的增加，坡度對(duì)臭松生長(zhǎng)的相關(guān)性越來(lái)越小，驗(yàn)證了臭松為淺根性樹(shù)種，在排水良好的坡度較小的林地上生長(zhǎng)較好；依坡向分析，臭松次生林地的生長(zhǎng)與北坡的相關(guān)性最明顯，這恰好驗(yàn)證了臭松為耐蔭、喜冷濕環(huán)境的特性；研究區(qū)的平均海拔范圍400～1 000 m之間，海拔波動(dòng)范圍較大，而海拔的差異對(duì)土層厚度存在顯著影響，進(jìn)而影響土壤養(yǎng)分和水肥[8-9]，因此海拔和土層厚度對(duì)臭松生長(zhǎng)有顯著影響。

綜上分析，海拔、土層厚度、坡度、坡向?qū)Τ羲纱紊值纳L(zhǎng)影響顯著，其大小順序?yàn)楹０危就翆雍穸龋酒露龋酒孪颍挛粚?duì)林分生長(zhǎng)的作用未達(dá)到顯著水平。因此，海拔、土層厚度、坡度、坡向是影響臭松次生林生長(zhǎng)的主導(dǎo)立地因子。

3.4 立地分類結(jié)果

在立地類型具體命名時(shí)，對(duì)于坡向因子，可將東坡、東南坡、南坡、西南坡合并稱之為陽(yáng)坡，將北坡、東北坡、西坡、西北坡合并稱之為陰坡[10]。將海拔、土層厚度、坡度、坡向4個(gè)主導(dǎo)因子分級(jí)組合，編制成18種立地類型。研究表明臭松在100 a左右成熟[11]，以100 a為臭松的標(biāo)準(zhǔn)年齡，計(jì)算各立地類型在郁閉度為0.7時(shí)的胸徑、樹(shù)高及單位面積蓄積量，分別采用Johnson Schumacher生長(zhǎng)方程、Logistic生長(zhǎng)理論方程和Bertalanffy模型進(jìn)行擬合[12]，擬合結(jié)果的精度都較高。汪清縣臭松次生林立地類型劃分結(jié)果見(jiàn)表6。

表5 各類目相關(guān)系數(shù)Table 5 Categories of correlation index

在表6的18種立地類型中，按標(biāo)準(zhǔn)年齡下郁閉度0.7時(shí)的優(yōu)勢(shì)高的大小排序，并將這18種不同立地類型依據(jù)立地指數(shù)的均值大小劃分為3類立地類型，即分為較好、中等、較差3類[13-14]，結(jié)果見(jiàn)表7。

表6 汪清縣臭松次生林立地類型Table 6 Site classification of Adiessibirica ledeb secondary forest of Wangqing county

表7 汪清縣臭松次生林立地指數(shù)排序Table 7 Sorting order of site index of Adiessibirica ledeb secondary forest of Wangqing county

4 結(jié)論與討論

在綜合分析吉林省汪清縣自然環(huán)境的基礎(chǔ)上，選取坡度、坡向、坡位、海拔、土層厚度5個(gè)立地因子，運(yùn)用數(shù)量化理論Ⅰ進(jìn)行立地因子分析，得出海拔、土層厚度、坡度和坡向?yàn)橛绊懲羟蹇h臭松次生林林木生長(zhǎng)的主導(dǎo)因子。根據(jù)主導(dǎo)因子將臭松次生林的立地類型劃分為18種，建立了臭松次生林立地類型表。其中陰坡中厚土平坡立地類型的臭松次生林林地的平均郁閉度接近1.0，群落結(jié)構(gòu)較為完整，單位面積的蓄積量、優(yōu)勢(shì)樹(shù)的胸徑和樹(shù)高等指標(biāo)都明顯高于其他立地類型。陽(yáng)坡中薄土斜坡立地類型的臭松次生林森林健康度較低，群落結(jié)構(gòu)不合理，林木的生長(zhǎng)狀況在18組立地類型中屬于最差。

依據(jù)立地指數(shù)的大小將18種立地類型劃分為較好、中等、較差3大類。立地質(zhì)量為“較好”的立地類型土層厚度較高、坡度平緩且處于陰坡，包括陰坡中厚土平坡立地類型、陰坡中土平坡立地類型、陰坡中薄土平坡立地類型等，其中陰坡中厚土平坡立地類型的立地質(zhì)量最高。這類臭松次生林的林木生長(zhǎng)狀況良好，經(jīng)營(yíng)上適當(dāng)人工促進(jìn)天然更新，形成穩(wěn)定的復(fù)層異齡混交林，同時(shí)保護(hù)林地生境。立地質(zhì)量為“中等”的臭松次生林在整個(gè)研究區(qū)的臭松次生林地中所占比例較大，包括陰坡中土緩坡立地類型、陰坡中薄土緩坡立地類型、陰坡中土斜坡立地類型等，這類臭松次生林生產(chǎn)力不突出，生產(chǎn)潛力不明顯，可采取撫育作業(yè)，伐除部分干擾林木，減少林分競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)，加快林木生長(zhǎng)，優(yōu)化林分空間結(jié)構(gòu)，改善林分生長(zhǎng)環(huán)境。立地質(zhì)量為“較差”的臭松次生林包括陽(yáng)坡中薄土緩坡立地類型、陽(yáng)坡中厚土斜坡立地類型、陽(yáng)坡中土斜坡立地類型等，這類臭松次生林林分結(jié)構(gòu)上具有多樣性和復(fù)雜性，撫育經(jīng)營(yíng)上存在一定難度且成本較高，應(yīng)以維護(hù)林分的健康為主，在人工促進(jìn)天然更新的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)上可考慮引入更為適生的其它樹(shù)種，逐步降低臭松樹(shù)種的混交比例。

[1] 張萬(wàn)儒. 中國(guó)森林立地[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1997.

[2] 將有緒. 試論建立我國(guó)森林立地分類系統(tǒng)[J]. 林業(yè)科學(xué), 1990,26(3): 262-269.

[3] 余其芬, 唐德瑞, 董有福, 等. 基于遙感與地理信息系統(tǒng)的森林立地分類研究[J]. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào), 2003, 18(2): 87-90.

[4] 中國(guó)科學(xué)院植物研究所. 中國(guó)高等植物圖鑒[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1985.

[5] 熊奎山, 林依明. 用數(shù)量化理論I劃分大夏河林業(yè)總場(chǎng)雙岔林場(chǎng)云杉造林地立地類型的實(shí)驗(yàn)報(bào)告[J]. 甘肅林業(yè)科技,1984(2): 11-20.

[6] 駱期邦, 肖永林. 用于立地質(zhì)量評(píng)價(jià)的杉木標(biāo)準(zhǔn)蓄積量收獲模型[J]. 林業(yè)科學(xué)研究, 1989, 2(5): 447-453.

[7] R.Matyssek, E.-D.Schulze. Heterosis in hybrid larch(Larix decidua × leptolepis)[J]. Trees, 1987, 1(4): 219-224.

[8] 孫岳胤, 姜文軍. 沙松人工林生長(zhǎng)與立地因子的關(guān)系[J]. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2004(4): 87-97.

[9] 陳淑容. 不同立地因子對(duì)楠木生長(zhǎng)的影響[J]. 福建林學(xué)院學(xué)報(bào), 2010(2): 157-160.

[10] 孟憲宇. 測(cè)樹(shù)學(xué)[M]. 北京: 中國(guó)林業(yè)出版社, 2006.

[11] 劉 玉. 臭松次生林結(jié)構(gòu)規(guī)律和生長(zhǎng)模擬研究[D]. 長(zhǎng)沙: 中南林業(yè)科技大學(xué), 2015.

[12] 劉發(fā)林. 臭松次生林生長(zhǎng)規(guī)律研究[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2014, 34(7): 47-48.

[13] 許 澍. 臭松次生林徑級(jí)擇伐技術(shù)研究[J]. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 35(8): 70-72.

[14] 王劍波. 天然次生林主要林分類型的結(jié)構(gòu)特征及優(yōu)化調(diào)整的研究[D]. 哈爾濱: 東北林業(yè)大學(xué), 2011.

Study on site classification of Abies nephrolepis secondary forest

XIAO Hua-shun, SHAO Bai
(College of Forestry, Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

Taking Abies nephrolepis secondary forest of Wangqing county of Jilin province as research objects, 109 sample plots of Abies nephrolepis secondary forest were selected to classify them by altitude, slope, slope aspect, slope position and soil thickness. With the method of Quantification theory I, the importance ranking of these factors was carried out. The top four are respectively altitude,soil thickness, slope and slope aspect. Under the theory of forest site classification, the site classification model of Abies nephrolepis secondary forest of Jilin province which includes 18 site types was built. The 18 site types were classified into good, medium and poor in accordance with the site quality. In the better site quality area, there are low altitude, thick soil, gentle slope and more for shady slope,integrated forest construction and high combined benefits. There are 9 site types in the medium site quality area. This area is the key of intermediate managing, which can remain the stable of forest stand and promote the progress of succession. In the poor site quality area,there are high altitude, thin soil, steep slope and more for sunny slope, poor and complex of forest form. From the above, corresponding tactics can be implemented according to site classification in the process of forest management.

site factor; site classification; Abies nephrolepis secondary forest; Jilin province

S791.142

A

1673-923X(2016)06-0006-05

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.06.002

2015-09-13

林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)“天保工程區(qū)天然公益林撫育經(jīng)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)研究”（201204504）

肖化順，副教授，博士；E-mail：hsxiao@126.com

肖化順，邵 柏. 臭松次生林立地分類研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2016, 36(6): 6-10.

[本文編校：吳 彬]