西洞庭湖区森林景观与立地因子关系研究

李际平，孙拥康

西洞庭湖区森林景观与立地因子关系研究

李际平，孙拥康

（中南林业科技大学 林学院，湖南 长沙 410004）

根据西洞庭湖区森林资源二类调查数据资料，选取立地因子中海拔、坡度、坡位、坡向、土层厚度5个指标，分析该区森林景观与立地因子之间关系，研究结果表明：西洞庭湖区15种森林景观主要分布在海拔1 000 m以下，并随海拔变化呈现出一定程度的垂直地带性特征。主要森林景观的坡度分布在6°～35°之间，坡位和坡向分别以全坡和北坡为主。主要森林景观的土层厚度则集中在40～80 cm的中土层。

西洞庭湖区；森林景观；立地因子

从中大尺度上来研究森林景观类型，可以看到森林群落异质性表现很明显[1-3]。森林群落异质性最直观的表现为乔木层中构成树种的不同，尤其是优势树种的不同[4]。从形成原因上说，既有自然的因素，也有人为因素。众多研究表明[5-8]，自然条件中地形地貌和土壤被看作是形成这些分异的最主要的因子。作为生境条件的一种综合指示，地形特征是一个多维变量，包括海拔、坡向、坡度等，且每一维对光、热、水、土壤养分的影响各有侧重。在某一特征维度上不同的特征维对森林植被格局的影响不同，进而影响区域森林景观格局的组成、结构及动态变化,使森林植被出现多重尺度和方向的分异格局[2]。以现有的文献资料来看，从森林景观角度来研究立地因子（海拔、坡度、坡位、坡向、土层厚度等）与森林植被关系的文章很少。本研究以西洞庭湖林区为研究对象，通过选择立地因子中的海拔、坡度、坡位、坡向、土层厚度5个指标，分析植被因子与立地因子的关系，探讨森林植被与立地因子的分异规律，进而为该区森林资源可持续经营和管理提供科学依据。

1 研究区概况

西洞庭湖地处湖南省西北部常德市，洞庭湖西部，固有“西洞庭湖”之称，主要包括常德市所辖的汉寿县、安乡县、常德县、澧县、津市市、桃源县、临澧县、常德市平原区等，区域总面积为 142.2万hm2。从地势上看, 位于第二阶梯云贵高原、湘西山地向第三级阶梯洞庭湖平原过渡的交接地带, 气候属亚热带季风气候区兼有潮湿的山地森林气候特征,温和湿润、四季分明。年平均气温16.7℃, 多年平均年降水量1 348.3 mm，无霜期长达272 d。独特的地理和气候条件，不仅孕育了西洞庭湖区丰富的植被资源，也在一定程度上引起了其他自然要素在水平和垂直方向上的分异，为区域的森林资源合理布局和有效经营提供了可能。

2 研究资料及方法

2.1 数据的收集及处理

收集西洞庭湖区森林资源二类调查数据资料，根据森林资源二类调查技术规程(湖南省林业厅森林资源规划设计调查技术规定, 2004[9])，对选取的5个立地因子：海拔、坡度、坡位、坡向、土层厚度进行等级划分，具体划分如下：

海拔 本区域无高山，根据实际情况和研究需要以200m为单位进行划分等级共分为6个等级，依次为≤200 m、200～400 m、400～600 m、600～800 m、800～1 000 m、＞1 000 m。

坡度 共分平坡 (0°～ 5°)、缓坡 (6°～ 15°)、斜坡 (16°～ 25°)、陡坡 (26°～ 35°)、急坡 (36°～45°)、险坡 (＞ 46°)6 个等级。

坡位 分脊、上、中、下、谷、平地、全坡共7个坡位。

坡向 分东、南、西、北、东北、东南、西北、西南及无9个方位。

土层厚度 根据土壤的A层+B层厚度确定，分厚土＞80 cm、中土40～80 cm、薄土≤40 cm共3个等级。

使用地理信息系统软件ArcGIS 9.3，将区域森林景观类型图分别和海拔、坡度、破位、坡向、土层厚度分布图进行叠加，并根据各因子的区划概况，计算其分布情况。

2.2 森林景观类型划分

根据区域实际和研究的需要，利用地理信息系统软件ArcGIS 9.3，对西洞庭湖区各县域的森林资源分布图进行数字化处理，以森林的优势树种为重点考虑对象，将该区森林景观共划分为8类：松类、杉木类、针阔混交林类、柏木类、阔叶林类、竹类、灌木类、经济林类，并结合地类、起源、龄级对研究区森林景观进行细分，共划分为15种景观类型。各景观类型统计概况（见表1）。

3 结果与分析

3.1 森林景观类型与海拔的关系

由表2可以看出，西洞庭湖区各森林景观类型随海拔变化有一定程度的垂直地带性特征，各类型景观主要分布在1 000 m以下的范围内，但各类型景观主体分布情况又有所不同，天然马尾松纯林、人工马尾松林、天然国外松林、人工国外松林、人工杉木林、人工针阔混交林、天然柏木林、人工柏木林、速生阔叶林、经济林主要分布在海拔200 m以下，它们所占比例都达到了60%以上，这说明西洞庭区近几年所造主要用材林集中于相对高差小，地势相对缓和的丘陵区。天然杉木林、竹林则主要分布在海拔200～400 m，所占比例分别为42.02%和46.18%。中生阔叶林、慢生阔叶林则在海拔800 m以下分布较均匀，分布范围较广。灌木林主要分布在海拔200 m以下，所占比例为50.71%，而在海拔200～400 m, 800～1000 m分布也较多，所占比例分别为19.74%、20.19%。了解不同森林景观类型随海拔变化而呈现不同的分布情况，可以为适地适树、精确造林、实现森林资源的可持续经营提供重要的科学依据。

表1 不同森林景观类型划分及统计概况Table 1 The type classification and statistical situation of different forest landscape

3.2 森林景观类型与坡度的关系

由表3可以看出，西洞庭湖区森林景观类型随坡度变化呈现不均匀分布，但除去人工针阔混交林、速生阔叶林中人为造林因素，从整体看，各森林景观类型面积比例都随着坡度增加而呈现先增加后减少趋势，曲线走势类似正态分布。天然马尾松林、人工马尾松林、人工国外松林、人工柏木林、经济林主要分布在6°～15°的缓坡，所占比例分别为50.80%、57.18%、53.01%、86.26%、51.33%。天然国外松林、人工杉木林、天然柏木林、中生阔叶林、慢生阔叶林、竹林、灌木林则主要分布在16°～25°的斜坡，所占比例 分 别 为61.63%、47.76%、57.73%、47.47%、43.70%、61.81%、38.51%。人工针阔混交林、速生阔叶林则主要分布在≤5°的平坡，所占比例分别为68.64%、51.90%。各森林景观类型随坡度变化而分布不均匀说明这在营造林过程中，根据林木特性、生长周期以及适宜的立地条件是提高造林成活率的重要保证，如速生阔叶林一般都会选择低海拔、地势较平坦的地区。

表2 不同森林景观类型随海拔分布情况Table 2 The distribution of different forest landscape type with different altitude

3.3 森林景观类型与坡位的关系

由表4可以看出，西洞庭湖区歌森林景观类型随坡位变化呈现不均匀分布，但从整体来看，以全坡为主。天然马尾松、天然国外松林、人工国外松林、天然杉木林、人工杉木林、中生阔叶林、慢生阔叶林、竹林、灌木林、经济林主要分布为全坡位，所占比例分别为48.85%、62.57%、45.67%、38.64%、47.98%、39.37%、42.62%、62.12%、47.37%、69.39%。这说明西洞庭湖区地形起伏变化较大，植被群落也较复杂，有明显的山区森林特征，坡位变化对植被类型的分异影响较大。人工马尾松林主要分布在上坡位，所占比例为48.98%。天然柏木林主要分在下坡位，所占比例为51.24%。人工针阔林和速生阔叶林则主要分布在平地，所占比例分别为59.44%、30.17%，这与随海拔、坡度变化的结果是一致的，通过研究了解各植被类型随坡位的分布规律，有助于因地制宜地开展植被保护，为该区各种生态恢复工程提供科学依据。

3.4 森林景观类型与坡向的关系

由表5可以看出，西洞庭湖区森林景观类型随坡向的分布也是不均匀的，但从整体看，各森林景观类型主要分布在北坡。天然马尾松、天然国外松、天然杉木林、人工杉木林、人工针阔

混交林、速生阔叶林、慢生阔叶林、竹林、经济林主体分布在北坡，它们所占的比例分别为33.60%、37.01%、19.34%、24.28%、64.47%、51.13%、28.98%、23.44%、54.59%。人工马尾松林、人工柏木林主体分布在南坡，所占比例分别为47.89%、46.95。人工国外松林、中生阔叶林、灌木林主体分布在西坡，所占比例分别为32.81%、23.46%、23.30%。天然柏木林主体分布在东坡，所占比例为24.90%。各森林景观类型随坡向产生了显著性差异，主要分布在北坡，主要原因是相较于南坡，北坡湿度大，水分蒸发量少，能够为植被的生长提供良好的墒土和有机质含量。

表3 不同森林景观类型随坡度分布情况Table 3 The distribution of different forest landscape type with different grade of slope

表4 不同森林景观类型随坡位分布情况Table 4 The distribution of different forest landscape type with different slope position

表5 不同森林景观类型随坡向分布情况Table 5 The distribution of different forest landscape type with different slope aspect

3.5 森林景观类型与土层厚度的关系

土壤空间变异并不是杂乱无章的,土壤分布是有规律的，它包括大气候、生物条件、经纬度及海拔高度变化所引起的土壤地带性分布规律[3]。从表6可以看出，整体上，西洞庭湖区森林景观主体分布在土层厚度40～80 cm的中土层。除人工针阔混交林、速生阔叶林主体分布在＞80 cm的厚土层，所占比例分别为69.19%、54.49%外，其余景观类型均主要分布在中土层，这主要是因为其二者主要生长在地势平坦的低海拔区，故土层厚度较大。这也与其随海拔、坡度、坡位等变化而呈现的分布规律是一致的。

表6 不同森林景观类型随土层厚度分布情况Table 6 The distribution of different forest landscape type with different slope position soil thickness

4 结论与讨论

(1) 通过对西洞庭湖区森林景观与立地因子关系的研究，结果表明：该区15种森林景观类型主要分布在海拔1 000 m以下，并随海拔变化呈现出一定程度的垂直地带性特征。主要景观坡度分布在6°～35°之间，坡位和坡向分别以全坡和北坡为主。主要景观的土层厚度基本集中在40～80 cm的中土层。

(2) 研究结果显示在本文所研究的尺度上,不同的立地因子对森林景观格局表现出了不同的影响，各森林景观分布也呈现出不同的空间分异规律，说明立地因子在森林景观要素的分异性过程中起着重要作用。

(3) 本研究的有关结论对指导研究地区和类似地区的森林资源科学管理和可持续经营，特别是对于森林景观动态变化与各驱动因子的关系研究以及森林景观规划等具有重要指导意义。

由于森林景观与立地因子相互关系的研究过程中,产生的结果与研究尺度、取样方法、样方大小以及样方数量密切相关，且随着样方面积增大,数量的增多，景观要素的复杂化，变化因子和随机因素的影响就越大，立地因子与森林景观格局的可解释性就越弱。显然,在没有统一的研究标准情况下，在其他的区域，分析立地因子在景观格局、生态过程中的影响及其尺度效应问题仍是一个有待深入研究的课题[3,9-10]。

[1] 张 志,孙玉军.过伐林景观要素沿环境梯度分布趋势的研究[J].林业科学,2005,41(1):14-18.

[2] 沈泽昊,张新时,金义兴.地形对亚热带山地景观尺度植被格局影响的梯度分析[J].植物生态学报, 2000,24(4):430-435.

[3] 张振明,余新晓,刘淑燕， 等,北京山区森林景观与立地因子关系研究[J].林业资源管理,2009,(3):99-105.

[4] 舒清态,赵 耘,陆元昌.东北天然林区森林景观格局与环境关系的研究[J].云南地理环境研究, 2007,19(4):99-102.

[5] Jongman R H G, Ter Braak C J F, Van Tongeren O F R. Data Analysis in Community and Landscape Ecology[M]. Cambridge:Cambridge University Press,1987.

[6] Pinder J E, Kroh G C, White J D, et al. The relationships between vegetation types and topography in Lassen Vocalnic National Park[J].Plant Ecology,1997,131:17-29.

[7] 沈泽昊.山地森林样带植被-环境关系的多尺度研究[J].生态学报, 2002,22(4):461-470.

[8] 郭 泺,夏北成,刘蔚秋.地形因子对森林景观格局多尺度效应分析[J].生态学杂志, 2006,25(8):900-904.

[9] 湖南省林业厅.《湖南省森林资源规划设计调查技术规定》，2004:23-25.

[10] 郭晋平,张芸香.森林景观恢复过程中景观要素空间分布格局及其动态研究[J].生态学报, 2002,22(12):2021-2029.

[11] 郭 泺, 余世孝, 夏北成,等.地形对山地森林景观格局多尺度效应[J].山地学报, 2006,24(2):150-155.

Study on the relationship between forest landscape and site factors in West Dongting Lake Region

LI Ji-ping, SUN Yong-kang
(College of Forestry, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

According to the forest resources survey data of West Dongting Lake Region, altitude, grade of slope, slope position, slope aspect, soil thickness, as site factors, were selected to analyze the relationship between forest landscape and site factors. The results showed that the elevation distribution of 15 forest landscape types was below 1 000 m, and the forest landscape types showed a certain degree of vertical zonal features with altitude changes. The main forest landscape types was distributed in gentle slope of 6° to 35°, the main gradient and aspect are respectively whole slope and north slope, and the soil thickness are concentrated in the medium soil of 40～80 cm.

west Dongting lake region；forest landscape；site factors

S757.2

A

1673-923X(2012)08-0001-06

2012-01-24

国家自然科学基金项目（30972362）；中南林业科技大学研究生科技创新基金资助项目（2010sx04）

李际平（1957—），男，湖南醴陵人，教授，博士生导师，主要从事林业系统工程教学与科研工作

[本文编校：吴 彬]

《中南林业科技大学学报》稿源范围调整启事

《中南林业科技大学学报》是全国中文核心期刊、全国优秀高校学报、教育部优秀高校学报，中国科技核心期刊、RCCSE中国学术核心期刊，是中国科学引文数据库（CSCD）、中国科技论文与引文数据库（CSTPCD）、美国CA、日本JST的来源期刊。近年来的统计表明，我校学报的学术质量和办刊质量不断提高，具有了较高的知名度和影响力。从2010年起，由双月刊改为月刊，每月底出版发行。

我校自科学报是我国林业类重要的专业性学术核心期刊之一，是广大林业科技工作者展示科技成果、交流学术观点的学术园地之一。为了进一步突出办刊特色，吸纳优质稿源，从2012年起，本刊在稿源范围和栏目设置上进行了重要调整。主要刊登林学、林业工程、生态学（侧重森林生态学、环境生态学）、生物学（侧重森林生物学、生物化学与分子生物学）、风景园林学等一级学科涵盖的学科专业论文，同时兼顾环境科学与工程、食品科学与工程、生态旅游、家具设计、林业经济管理等学科专业论文。

此外，还推出了“特稿+封二+封三”版块，将刊登学者风采、特色学科、学院推介和成果展示等内容。

欢迎广大教育科技工作者相互转告，踊跃投稿！