立地因子和林分因子对牡丹江地区蒙古栎林橡实产量的影响

摘要：  通过调查牡丹江地区的26块蒙古栎林标准地橡实产量，研究立地因子和林分因子对蒙古栎林橡实产量影响的结果表明，立地因子和林分因子对蒙古栎橡实产量影响不同，按影响大小排序为：密度>胸径>坡度>海拔>树高>树龄>土壤厚度>坡位>坡向>郁闭度，处于低海拔、阳坡半阳坡的低密度中龄林橡实产量较高。

关键词：  牡丹江;  蒙古栎;  橡实产量;  立地因子;  林分因子

中图分类号：   S 792. 186               文獻标识码：   A                文章编号：1001 - 9499（2020）01 - 0015 - 04

蒙古栎（Quercus mongolica Fisch.），又称蒙古柞、柞树，壳斗科栎属落叶乔木，在我国主要分布于东北三省和内蒙古地区，是东北次生落叶阔叶林的主要组成树种。在天然蒙古栎林生态系统中，海拔、坡位、坡向等立地因子十分重要，这些因子决定了土、肥、水、光的分布[ 1 - 3 ]，进而影响蒙古栎林的生长发育。在一定的区域范围内，立地因子与林分因子相互影响，共同决定了蒙古栎林的橡实产量。本文通过调查牡丹江地区的26块天然蒙古栎林标准地，探讨了蒙古栎林立地因子和林分因子对橡实产量的影响，并对橡实产量进行了分类与评价，这对探明牡丹江地区蒙古栎林橡实生产能力具有重要意义。

1 试验地概况

试验地设在黑龙江省牡丹江地区，该地区位于黑龙江省东南部，属温带大陆性季风气候，1月份气温最低，7月份气温最高，年平均气温1.3～2.4 ℃，年降雨量500～600 mm。土壤主要由暗棕壤、草甸土、白浆土、沼泽土和泥炭土构成，植物区系属长白山植物区系老爷岭亚区，林分类型有阔叶混交林、阔叶纯林、针阔混交林、针叶纯林、针叶混交林等多个类型。本次试验选择绥阳林业局太平川林场、林口林业局红石林场、东京城林业局桦树林场、穆棱林业局牛心山林场和牡丹江市北安林场5处试验地进行。各试验地自然概况如表1所示。

表1 各试验地自然概况

2 试验材料与方法

2. 1 试验材料

2014年，在牡丹江地区5处试验地中，选择集中连片、树种组成在50%以上、林分比较一致、林龄大于15年、郁闭度0.2～0.9的蒙古栎林[ 4 ]，按林分面积大小，随机布设20 m×20 m的标准地，每块标准地相隔50 m以上。共设置标准地26块，其中，北安林场设5块，牛心山林场2块，红石林场6块，桦树林场4块，太平川林场9块。

2. 2 试验方法

2. 1. 1 因子调查

在26块标准地中，分别调查立地因子（坡度、坡位、坡向、海拔、土壤厚度）和林分因子（密度、郁闭度、林龄、胸径、树高）。在每个标准地中，选择15～30株生长良好的蒙古栎，调查树高和胸径，用生长锥钻取3株平均木调查林龄。

2. 1. 2 产量调查

在标准地内沿对角线设置5个1 m×1 m的收集木框收集橡实，同时选择结实较为平均的单株人工采集橡实。统计木框收集橡实和单株采集橡实数量，据此计算各标准地单位面积橡实产量。

2. 1. 3 数据统计与分析

采用方差分析明确不同标准地橡实产量的差异性，采用相关分析和主成分分析对调查因子进行变量筛选。结合聚类分析，用最少的因子量来测定立地因子和林分因子对蒙古栎橡实产量的影响，并以此作为产量分类及评价的依据。数据统计与分析采用SPSS17.0软件。

3 结果与分析

3. 1 不同标准地的橡实产量分析

由不同标准地立地因子、林分因子和橡实产量情况（表2）可以看出，26个标准地的坡向、坡位、郁闭度、海拔、土壤厚度等立地条件均不同，林分因子也有较大差异，橡实产量各不相同。由不同标准地橡实产量的方差分析（表3）可以看出，不同标准地的单位面积橡实产量指标差异显著（P<0.01），这说明，不同的立地条件和林分条件对蒙古栎林橡实产量有显著影响。

3. 2 因子相关性分析

3. 2. 1 立地因子相关性分析

林木在自然环境中生长繁殖，受到诸多立地因子影响，某个立地因子变化可能引起其他立地因子变化，进而影响到全部立地因子的综合作用[ 5 - 7 ]。由立地因子相关性分析结果（表4）可以看出，海拔与坡度、坡位与土壤厚度均呈显著正相关，坡度与坡位呈显著负相关。这说明海拔越高，林地坡度越大，坡位越靠下，土壤厚度越大[ 7 - 8 ]。在造山运动中，随着水力、风力、冻融等外力作用下，山体经受长期侵蚀，山体土壤及母质被破坏、剥蚀和搬运，岩石碎块、碎屑等物质经过下垫面的层层截留及固定，原有的坡度及土壤厚度产生了改变，形成了坡位越靠下，土壤厚度越大，海拔越高，坡度越大的立地格局。

表4 立地因子相关性分析

注： *表示在0.05水平上显著相关

2. 2. 2 林分因子相关性分析

由林分因子相关性分析结果（表5）可以看出，蒙古栎的胸径与树龄呈极显著正相关，郁闭度与林分密度呈显著正相关，胸径与林分密度呈极显著负相关。这说明，随着蒙古栎树龄增大，林木胸径相应增大，林分密度变小，林分郁闭度增大。可见，林分密度影响到树高、胸径、冠幅及林分郁闭度等指标的改变，这种改变会影响到树体生长、繁殖的过程，最终会影响枝叶生物量分配、林木生产及果实产量的改变。

表5 林分因子相关性分析

注： *表示在0.05水平上显著相关，**表示在0.01水平上显著相关

3. 3 橡实产量主成分分析

对蒙古栎林调查中的坡向（X1）、海拔（X 2）、坡度（X3）、坡位（X4）、土壤厚度（X5）、树高（X6）、胸径（X7）、树龄（X8）、郁闭度（X9）和密度（X10）等10个因子，进行主成分分析，取特征值>1。由橡实产量主成分分析结果（表6）可以看出，第一主分量影响因子为密度、胸径、坡度，第二主分量影响因子为海拔、树高、树龄，第三主分量影响因子为土壤厚度、坡位，第四主分量影响因子为坡向、郁闭度。第一主成分的方差贡献率为29.70%，第二主成分的方差贡献率为21.68%，第三主成分的方差贡献率为14.61%，第四主成分的方差贡献率为12.55%，累计方差贡献率为78.54%。10个因子对蒙古栎橡实产量影响按照大小排序为：密度>胸径>坡度>海拔>树高>树龄>土壤厚度>坡位>坡向>郁闭度。

3. 4 立地因子及林分因子的聚类分析

3. 4. 1 聚类分析

由立地因子和林分因子聚类分析结果（图1）可以看出，在立地因子和林分因子聚类图上距离分别为5.0和25.0时，可以根据不同的立地因子和林分因子，可将所调查的26块标准地分为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ，Ⅶ，Ⅷ，Ⅸ9类。再根据其橡实单位面积产量，分为高产组（100 g/m2以上）、中产组（60～

100 g/m2）、低产组（40～60 g/m2）、劣产组（40 g/m2以下）4类，其中，高产组为第Ⅳ，Ⅷ组，中产组为第Ⅵ，Ⅶ，Ⅸ组，低产组为第Ⅰ，Ⅴ，Ⅲ组，劣产组为第Ⅱ组。

立地因子聚类

林分因子聚类

图1 立地因子和林分因子聚类分析

由蒙古栎林单位面积橡实产量分组情况（表7）可以看出：（1）高产组中有5块标准地，分别为18，19，

20，21，23号标准地，立地因子和林分因子特征为：密度500～900株/hm2，胸径20 cm以上，坡度缓、斜，海拔270～310m;土壤平均厚度8.3 cm，坡向南、东南、西南。（2）中产组中有6块标准地，分别为24，24，

15，5，25，26号标准地，立地因子和林分因子特征为：密度500～700株/hm2或180～210株/hm2， 胸径24 cm以上，坡度平、缓、斜;海拔310～410 m，土壤平均厚度18.5 m，坡向南、东、西。（3）低产组中有8块标准地，分别为1，8，11，12，16，9，10，13号标准地，立地因子和林分因子特征为：密度850～1200株/hm2或1800～2300株/hm2，胸徑10～25 cm，坡度缓、斜、陡，海拔310～420 m，土壤平均厚度18.8 cm，坡向以南、西为主。（4）劣产组中有3块标准地，分别为6，7，17号标准地，立地因子和林分因子特征为：密度1100～

1400株/hm2，胸径18～22 cm，坡度以陡为主，海拔440～500 m，土壤平均厚度13.66 cm，坡向以南为主。

表7 蒙古栎林单位面积橡实产量分组

在中产组中，林分密度250株/hm2以下的林地，郁闭度仅为0.2，可判定为孤立木。在低产组中，林分密度1 800～2 300株/hm2的林分，单位面积产量较低，但此块林地海拔较低，土壤厚度较厚，如果经过合理的改造后，橡实产量有望达到中产或高产。可见，要营造橡实产量较高的蒙古栎林，需具备林分密度低（900 株/hm2以下）、胸径20 cm以上（中龄林组）、海拔较低（410 m以下）、阳坡半阳坡（南、东南、西南）等条件。

4 结 论

4. 1 在牡丹江地区，蒙古栎林所处的海拔与坡度、坡位与土壤厚度、坡度与坡位呈现显著相关性，胸径与树龄、林分密度呈极显著相关性。不同立地因子和林分因子对蒙古栎林橡实产量影响显著，影响因子排序为：密度>胸径>坡度>海拔>树高>树龄>土壤厚度>坡位>坡向>郁闭度。产量较好的林分，一般为林分密度低、胸径20 cm以上、海拔较低、坡向以南、东南、西南为主（阳坡、半阳坡）。

4. 2 要在牡丹江地区发展橡实生产为目的的蒙古栎林，首选处于低海拔、平缓阳坡、半阳坡的低密度中龄林，兼顾林分密度适中、中龄林组以上、海拔420 m以下的阳坡、半阳坡、半阴坡的林分。海拔较低、密度过高的林分经过适当改造，也可以作为发展橡实生产的后备林分;海拔450 m以上、坡度较大（35°以上）的蒙古栎林，不建议作为发展橡实生产的林分。

参考文献

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第1作者简介：  祝旭加（1982-），  男，  高级工程师，  主要从事森林培育和林木良种选育方面的研究工作。

收稿日期： 2019 - 11 - 28

（责任编辑：   王 岩）

The Influences of Site Factors and Stand Factors on Acorn

Yield of Quercus mongolica in Mudanjiang

ZHU Xujia

（Mudanjiang Forestry Research Institute，  Heilongjiang Mudanjiang 157010）

AbstractThrough investigating the acorn yield of 26 Quercus mongolica forests in Mudanjiang area， the results of studying the effects of site factors and stand factors on acorn yields showed that the site factors and stand factors have different effects on acorn yields of Quercus mongolica forests. The order of impact size was： density>DBH>slope>altitude>height>age>soil thickness>slope position>aspect>canopy density， acorns of low-density middle-aged forests at low altitude， sunny slope， half sunny slope The yield is higher.

Key words Mudanjiang;  Quercus monglica;  Acorn yield;  Site factors;  Stand factors