立地条件和林分结构对有林地生产力的影响

摘要通过分析有林地生产力与立地条件和林分结构中各因子的关系，探索制约有林地生产力的主要因素。结果表明：不同立地质量中I类地单位蓄积量最高（268.86±20.24 m3/hm2），不同坡向中东坡单位蓄积量最高（269.78±38.54 m3/hm2），不同树种组成中10杉类型单位蓄积量最高（259.33±14.62 m3/hm2）；有林地生产力与林分年龄、林分密度正相关，相关系数R分别为0.590、0.460；有林地生产力与海拔、坡度相关性不显著。以上结果说明立地质量、坡向和树种组成对有林地生产力影响显著；有林地生产力与林分年龄、林分密度相关，与海拔、坡度无关。

关键词有林地生产力；立地条件；林分结构

中图分类号S711文献标识码A文章编号0517-6611（2015）05-159-02

作者简介李晨燕（1981- ），女，福建闽侯人，林业工程师，从事林政资源管理工作。

收稿日期2014-12-22

有林地生产力通常是指单位面积上林分立木蓄积量的高低，它是衡量森林资源质量的重要指标[1]。据第7次森林资源清查显示，我国森林单位蓄积为85.88 m3/hm2，仅为世界平均水平的78%，而人工林单位蓄积只有49.01 m3/hm2。有林地生产力受多方面影响，在大尺度区域上与气候、树种和土壤类型密切相关[2-4]；在县或市等小尺度区域上与立地质量、经营措施有关[1，5]，但相关研究较少。该研究通过分析单位蓄积量与立地条件和林分结构的关系，寻找影响有林地生产力的相关因子，为提高森林资源质量提供技术支持。

1研究区自然概况和研究方法

1.1研究区自然概况

研究地三明国有林场位于福建省三明市（116°23′～118°40′E，25°30′～27°08′N）。该地区气候为亚热带海洋性季风气候，年均气温19 ℃，年降水量1 532～1 784 mm，无霜期320 d；土壤以红壤为主，肥力较差。

1.2研究方法

收集三明市13个国有林场2011～2014年采伐办证的原始数据，随机筛选其中主伐皆伐小班，共选出144个小班，面积共855.97 hm2，占全市国有林场有林地面积的1.25%（小班面积最小为0.03 hm2、最大为19.67 hm2），涉及13个国有林场53个工区。录入数据包括属地数据（林场、工区、林班、大班和小班），立地因子數据（立地质量、海拔、坡度和坡向），林分结构因子数据（年龄、密度和树种组成），单位蓄积数据（面积和蓄积量）。利用Spss软件分析立地条件和林分结构中主要因子与单位蓄积量的关系。

1.3数据处理

根据统计分析的需要将林分的树种组成分为9种类型：①10杉：杉木纯林或伴有单株散生木的林分；②杉优：杉木占80%及以上的林分；③杉优马：杉木占80%以下、其他树种以马尾松为主的杉木优势林分；④杉优阔：杉木占80%以下、其他树种以阔叶树为主的杉木优势林分；⑤10马：马尾松纯林或伴有单株散生木的林分；⑥马优：马尾松占80%及以上的林分；⑦马优杉：马尾松占80%以下、其他树种以杉木为主的马尾松优势林分；⑧马优阔：马尾松占80%以下、其他树种以阔叶树为主的马尾松优势林分；⑨杉马：杉木、马尾松5∶5混交林或有单株阔叶树伴生的林分。

该试验采用线性回归和单因素方差分析，差异显著性用LSD检验，结果以平均值±标准误表示。所有插图均采用SigmaPlot 10.0进行绘制。

2结果与分析

2.1立地条件对有林地生产力的影响

立地质量对单位蓄积量有影响（图1）。在3种立地类型中，I类地单位蓄积量最高，为268.86±20.24 m3/hm2，其次是II类地（236.86±9.30m3/hm2），两者差异不显著（P>0.05），III类地最低，为190.12±9.32 m3/hm2，显著低于I、II类地（P<0.05）。坡向对单位蓄积量有影响（图2）。按照日出到日落，太阳大概从东北坡到北坡的照射方向，单位蓄积量由最低点东北坡（197.10±17.13 m3/hm2）升到最高点东坡（269.78±38.54 m3/hm2，P<0.05），接下来降低到一低点东南坡（211.97±15.29 m3/hm2，P>0.05），再升高，到西南坡达到第2个峰值（255.11±21.33 m3/hm2），接下来连续降低。

海拔和坡度对单位蓄积量影响均不显著（P>0.05）。在144个抽样小班中，涉及海拔变化范围130～938 m、涉及坡度变化范围12°～35°，分别进行线性相关分析，得出海拔和单位蓄积量的相关性系数R=0.067（P=0.427）、坡度和单位蓄积量的相关性系数R=0.053（P=0.531），两者在95%水平内均不与单位蓄积量存在显著相关性。散点图如图3、4所示。

2.2林分结构对有林地生产力的影响

单位蓄积量与林分年龄的相关性极显著（P<0.01），随林分年龄的增加单位蓄积量明显增大，相关系数R=0.590，拟合线性回归方程为y=8.30x±48.53（图5）。采伐时，林分密度在2 190株/hm2以内，单位蓄积量与林分密度存在极显著相关性（P<0.01），随林分密度增加，单位蓄积量呈上涨趋势，相关系数R=

0.460，拟合线性回归方程为y=0.09x+128.45（图6）。

树种组成对单位蓄积量有影响（P<0.05）。10杉类型的单位蓄积量最高，为259.33±14.62 m3/hm2；马优阔类型的单位蓄积量最低，为104.03±17.85 m3/hm2（P<0.05）。从图7可知：①无论是杉木优势林分，还是马尾松优势林分，单位蓄积量随混交比例增加而降低；在比例相当的林分中，杉木优势林分的单位蓄积量大于马尾松优势林分的单位蓄积量。

3结论与讨论

（1）在小尺度区域内，不同立地会形成立地质量、坡向、坡度和海拔的差异，造成林木生长所需的养分、光照、土壤水分和氣温等微环境的变化，从而形成有林地生产力的差异。不同立地质量有林地生产力差异显著，I类地平均生产力显著高出III类地78.74 m3/hm2，II类地平均生产力显著高出III类地46.74 m3/hm2；I、II类地差异不显著。该研究发现随

着坡向的变化，有林地生产力分别在东坡和西南坡出现2个峰值，这2个峰值的日照时间恰巧与植物1 d内光合作用最强的2个峰值的时间点吻合，且不同坡向有林地生产力的整体变化趋势也与植物日光合作用变化趋势相似[6]。坡度会影响降水的地表径流[7]，进而影响林木的生长。该研究显示坡度与有林地生产力相关不显著，一个原因是该区域降水比较充沛且雨季长；另一原因是研究地和抽样小班以针叶树种杉木、马尾松为主，对土壤水分要求不高，这与凌子燕等[5]研究的坡度不是马尾松林生产力主要影响因子的结果一致。杉木、马尾松作为福建省三明市的乡土树种，对区域气温适用性较强，因此以杉木、马尾松为主的有林地生产力与海拔相关性不显著。

（2）该研究的小班均为人工同龄林，单位蓄积量与林分年龄表现出极显著正相关，因此目前经营的有林地生产力和林分年龄有关。林分密度和树种组成会使林木个体形成竞争，影响整个林分的生长[8-9]。林分密度与单位蓄积量相关性显著，并在2190株/hm2内呈线性正相关。该研究表明树种组成不仅会使有林地生产力形成差异，而且还表现出杉木比马尾松更能充分发挥有林地生产力的价值；混交比例小比混交比例大更能充分发挥有林地生产力的价值。

参考文献

[1] 李宇雪，黄桂丹.浅析林地生产力提高研究进展[J].广东科技，2012，6（11）：173-175.

[2] 刑世和，韦红.基于GIS技术的区域林地生产力估测与分区[J].山地学报，2006，24（4）：473-479.

[3] 周洁敏，寇文正.区域森林生产力评价的分析[J].南京林业大学学报，2011，35（1）：1-5.

[4] 孙长忠，沈国舫.我国人工林生产力问题的研究Ⅰ：我国人工林生产力的自然因素评价[J].林业科学，2001，37（3）：72-77.

[5] 凌子燕，岑巨延，韦金丽，等.森林生产力与立地条件的相关性分析——以宁明县的马尾松和桉树森林生产力为例[J].广西林业科学，2012，41（2）：124-127.

[6] 郑彩霞.植物生理学[M].北京：中国林业出版社，2013：1-530.

[7] 范世香，韩绍文.地面坡度对地表径流影响的实验研究[J].水土保持通报，1991，11（4）：6-10.

[8] 林开敏，俞新妥，邱尔发，等.杉木造林密度生长效应规律的研究[J].福建林学院学报，1996（1）：53-56.

[9] 黄勇来.枫香与不同树种混交林的生长及生物生产力研究[J].西南林学院学报，2006（2）：15-18.

责任编辑高菲责任校对李岩