臭松次生林立地分类研究

肖化顺，邵 柏

（中南林业科技大学 林学院，湖南 长沙 410004）

臭松次生林立地分类研究

肖化顺，邵 柏

（中南林业科技大学 林学院，湖南 长沙 410004）

以吉林省汪清县臭松次生林为研究对象，选取有代表性的109组臭松次生林样地，进行海拔、坡度、坡向、坡位、土层厚度等立地因子分级分类，采用数量化理论I的方法，得到影响臭松次生林生长的立地因子重要性排序为海拔＞土层厚度＞坡度＞坡向；然后依据中国森林立地分类理论，构建了吉林省汪清林业局臭松次生林的立地类型表，划分为18种立地类型；将这18种立地类型按立地质量的差异程度组合为较好、中等、较差3大类。立地质量较好的地段，海拔较低、土层较厚、坡度平缓且多为阴坡，林相好，结构完整，综合效益高；立地质量中等的地段包含9种立地类型，是抚育经营的重点，以保持林分稳定，促进进展演替；立地质量较差的地段，海拔较高、土层较薄、坡度大且处于阳坡，林相差、类型复杂，由此森林经营过程中可依据立地分类进行分类施策。

立地因子；立地分类；臭松次生林；吉林省

天然次生林是我国森林资源的主体，森林分布范围广，面积大，类型多。但相当一部分次生林结构较差、功能低下，其原因与所处的立地条件的差异息息相关。森林立地研究是提高森林生产力和贡献力的基础研究，立地是森林组成、结构和生长的决定性因素，森林立地分类是研究林木生长与生境关系，立地分类对森林立地的保护利用、森林抚育经营、林分结构优化和功能调整等具有十分重要的指导作用[1]。

20世纪50年代末，我国在前苏联林学理论的指导下开展了造林典型设计的研究，从此开始了我国立地分类研究。1990年，蒋有绪[2]详细阐述了立地分类的原则和分类系统单位，并提出了我国森林立地分类系统方案。随着信息采集、数据管理、空间分析等技术方法的改进，立地分类渐渐进入量化研究的新阶段，2003年，余其芬等[3]学者采用遥感技术、地理信息系统、计算机技术编制了流域立地类型图。

臭松次生林是东北天保工程区典型的林分类型之一，而有关臭松次生林立地分类研究很少，在众多的立地因子中究竟哪些立地因子对臭松次生林生长起关键作用、不同立地条件下臭松次生林应如何经营的此类报道不多见。本文以吉林省汪清县的臭松次生林为研究对象，划分了臭松次生林立地类型，并进行了立地质量评价，为研究区臭松次生林经营提供依据。

1 研究区概况

吉林省汪清县位于延边朝鲜自治州的东部， 地处 北 纬 43°05′～ 43°40′，东 经 129°56′～131°04′，属温带大陆性季风气候区。山地土壤以暗棕色土为主，谷地以草旬土为主。汪清县森林资源丰富，植物种类繁多，森林类型主要为阔叶混交林和针阔混交林。阔叶树种以柞树Quercus mongolica、椴树Tilia tuan、白桦Batula platyphlla、杨树Populus等为主，针叶树种以落叶松Larix gmelinii、臭松Abies nephrolepis、红松Pinus koraiensis Sieb.et Zucc等为主。

臭松，学名西伯利亚冷杉，为常绿松科乔木，主要分布于我国黑龙江、松花江和乌苏里江流域，臭松树干通直材质好，主要与云杉Picea asperata Mast、椴树、枫香Liquidambar formosana Hance、色树Acer mono、红松等树种混交形成混交林[4]。

2 材料与方法

2.1 数据来源

研究资料来源于汪清林业局森林资源档案数据以及近十年来的森林经营规划设计文件，选取生长状况正常，人为干扰少且具有代表性的109组臭松次生林样地数据。在选择样地时，要求样地的坡度、坡向、坡位、海拔、土层厚度等立地因子涵盖范围尽可能大，而林分密度相对一致。收集和整理得到坡度、坡向、坡位、海拔、土壤、土层厚度等立地因子及样地测树因子数据。

2.2 研究方法

2.2.1 立地分类的原则

立地分类要做到实用性与科学性的结合[5-6]。主要体现在以下几项原则：

（1）差异性原则。立地分类应具有非常明显的地域性，地域差异是立地分类的基础和前提。

（2）分区分类原则。中国森林立地分类系统由区划单位和分类单位构成，它有利于按区划单位逐级进行宏观控制和按分类单位组织相应的生产经营活动，并落实到小班。

（3）主导因素原则。影响林木生长好坏的因素多种多样，找出其主要影响因子有利于反映立地的固有性质。

（4）多级序原则。立地分类遵循从宏观到微观，高层次到低层次进行划分，形成一个按等级控制的完整系统。

（5）林地统一分类的原则。以前的立地分类只针对有林地，而有林地与无林地是林业生产对林地资源利用状况不同的经营阶段，是可以互相转化的，在立地分类上有林地与无林地的统一有利于制定科学经营。

（6）立地分类与林业区划相衔接的原则。立地分类应在林业区划的基础上进行立地分类，将立地分类系统与林业区划系统尽量有机衔接起来，有利于区域林业发展。

2.2.2 数量化理论Ⅰ模型

采用数量化理论Ⅰ分析方法[7]，可以分析林分年龄、林分密度指数和立地因子对优势木树高的显著性影响。

2.2.3 主要立地因子分级

研究样地的平均海拔范围在400～1 000 m之间，其中海拔位于600～800 m范围的样地占全部样地的81%。在依据吉林省森林资源二类调查技术规程的基础上，将海拔小于1 000 m的山地划分为低山。

研究样地土层厚度范围在25～50 cm之间，其中土层厚度处于30～45 cm范围的样地占全部样地的83%。而在标准土层厚度分级中，25 cm至50 cm都属于中层土。为了将土层厚度的分级区划较为明显，将小于30 cm厚度的土层划分为中薄层土，大于45 cm厚度的土层划分为中厚层土（见表1）。

表1 土层厚度分级Table 1 Classification result of soil thickness

研究样地的坡度、坡向及坡位分级，依据行业标准划分，结果见表2。

2.2.4 立地因子类目划分

参照行业标准，分析各因子的变化幅度对林木生长的影响程度，选取标准地内可测量、稳定的环境因子，并对各个因子进行分级处理，共划分为22个类目（见表3）。

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

3 结果与分析

3.1 汪清县臭松次生林立地区域、立地区和立地亚区

依据《中国森林立地分类》所划分的立地分类系统得到汪清县臭松次生林立地分类的3级区划单位为：

（1）立地区域（site area）：中温带森林立地区域（Ⅱ）；

（2）立地区（site region）：长白山山地森林立地区；

（3）立地亚区（site sub-region）：长白山南部森林立地亚区。

表3 立地因子类目划分Table 3 Division of category of site factors

3.2 立地因子分析

将臭松的优势高作为目标变量，采用数量化方法I，依据各因子的“Pr＞F”值判断哪些立地因子是显著性影响因子，哪些是非显著性影响因子。当“Pr＞F”的值大于0.05即可认为该因子对立地分类影响不显著，否则影响显著。据此可以剔除非显著性因子，保留显著性影响因子，作为立地类型划分的主导因子。具体分析过程如下：

将标准化后的数组导入ForStat软件，运用数量化理论Ⅰ方法，进行各因子的显著性分析，见表4。结果表明，除林分年龄外，显著影响林木生长的主要因子有海拔、土层厚度、坡度、坡向。其中，海拔的显著性排在第一位，其次是土层厚度、坡度和坡向。

表4 立地因子的显著性检验计算Table 4 The significance test of site factors

3.3 主导因子的确定

从每个类目的相关系数可以看出：随着坡度的增加，坡度对臭松生长的相关性越来越小，验证了臭松为浅根性树种，在排水良好的坡度较小的林地上生长较好；依坡向分析，臭松次生林地的生长与北坡的相关性最明显，这恰好验证了臭松为耐荫、喜冷湿环境的特性；研究区的平均海拔范围400～1 000 m之间，海拔波动范围较大，而海拔的差异对土层厚度存在显著影响，进而影响土壤养分和水肥[8-9]，因此海拔和土层厚度对臭松生长有显著影响。

综上分析，海拔、土层厚度、坡度、坡向对臭松次生林的生长影响显著，其大小顺序为海拔＞土层厚度＞坡度＞坡向，而坡位对林分生长的作用未达到显著水平。因此，海拔、土层厚度、坡度、坡向是影响臭松次生林生长的主导立地因子。

3.4 立地分类结果

在立地类型具体命名时，对于坡向因子，可将东坡、东南坡、南坡、西南坡合并称之为阳坡，将北坡、东北坡、西坡、西北坡合并称之为阴坡[10]。将海拔、土层厚度、坡度、坡向4个主导因子分级组合，编制成18种立地类型。研究表明臭松在100 a左右成熟[11]，以100 a为臭松的标准年龄，计算各立地类型在郁闭度为0.7时的胸径、树高及单位面积蓄积量，分别采用Johnson Schumacher生长方程、Logistic生长理论方程和Bertalanffy模型进行拟合[12]，拟合结果的精度都较高。汪清县臭松次生林立地类型划分结果见表6。

表5 各类目相关系数Table 5 Categories of correlation index

在表6的18种立地类型中，按标准年龄下郁闭度0.7时的优势高的大小排序，并将这18种不同立地类型依据立地指数的均值大小划分为3类立地类型，即分为较好、中等、较差3类[13-14]，结果见表7。

表6 汪清县臭松次生林立地类型Table 6 Site classification of Adiessibirica ledeb secondary forest of Wangqing county

表7 汪清县臭松次生林立地指数排序Table 7 Sorting order of site index of Adiessibirica ledeb secondary forest of Wangqing county

4 结论与讨论

在综合分析吉林省汪清县自然环境的基础上，选取坡度、坡向、坡位、海拔、土层厚度5个立地因子，运用数量化理论Ⅰ进行立地因子分析，得出海拔、土层厚度、坡度和坡向为影响汪清县臭松次生林林木生长的主导因子。根据主导因子将臭松次生林的立地类型划分为18种，建立了臭松次生林立地类型表。其中阴坡中厚土平坡立地类型的臭松次生林林地的平均郁闭度接近1.0，群落结构较为完整，单位面积的蓄积量、优势树的胸径和树高等指标都明显高于其他立地类型。阳坡中薄土斜坡立地类型的臭松次生林森林健康度较低，群落结构不合理，林木的生长状况在18组立地类型中属于最差。

依据立地指数的大小将18种立地类型划分为较好、中等、较差3大类。立地质量为“较好”的立地类型土层厚度较高、坡度平缓且处于阴坡，包括阴坡中厚土平坡立地类型、阴坡中土平坡立地类型、阴坡中薄土平坡立地类型等，其中阴坡中厚土平坡立地类型的立地质量最高。这类臭松次生林的林木生长状况良好，经营上适当人工促进天然更新，形成稳定的复层异龄混交林，同时保护林地生境。立地质量为“中等”的臭松次生林在整个研究区的臭松次生林地中所占比例较大，包括阴坡中土缓坡立地类型、阴坡中薄土缓坡立地类型、阴坡中土斜坡立地类型等，这类臭松次生林生产力不突出，生产潜力不明显，可采取抚育作业，伐除部分干扰林木，减少林分竞争效应，加快林木生长，优化林分空间结构，改善林分生长环境。立地质量为“较差”的臭松次生林包括阳坡中薄土缓坡立地类型、阳坡中厚土斜坡立地类型、阳坡中土斜坡立地类型等，这类臭松次生林林分结构上具有多样性和复杂性，抚育经营上存在一定难度且成本较高，应以维护林分的健康为主，在人工促进天然更新的经营活动上可考虑引入更为适生的其它树种，逐步降低臭松树种的混交比例。

[1] 张万儒. 中国森林立地[M]. 北京: 科学出版社, 1997.

[2] 将有绪. 试论建立我国森林立地分类系统[J]. 林业科学, 1990,26(3): 262-269.

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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

林业公益性行业科研专项“天保工程区天然公益林抚育经营关键技术研究”（201204504）

肖化顺，副教授，博士；E-mail：hsxiao@126.com

肖化顺，邵 柏. 臭松次生林立地分类研究[J].中南林业科技大学学报，2016, 36(6): 6-10.

[本文编校：吴 彬]