冀南地区立地因子对侧柏分布的影响

2023-02-22李江涛杨新兵高泽威

乡村科技 2023年23期

李江涛曹航杨新兵高泽威

1.涉县职业教育技术中心，河北邯郸 056400；2河北农业大学林学院，河北保定 071000

0 引言

侧柏［Platycladus orientalis（L.）Franco］在冀南地区广泛分布，有较强的耐瘠薄、耐旱性能，以及保水固土、净化空气、减少径流等生态功能［1］。蓄积量是衡量森林资源质量、生产能力、经营状况的重要指标，也是制订森林经营方案的科学依据［2］。立地因子是研究林地组成的基础，立地因子包括土壤类型、海拔、土层厚度、坡度、坡向等［3］。立地因子对林木生长有显著影响，如海拔会通过温度间接影响林木生长，坡向会通过光照、水分影响林木生长［4］。Álvarez 等［5］研究表明，坡度越大，发生水土流失的风险越高，且土壤理化性质、微生物群落也会发生改变，进而影响林木生长。罗军伟等［6］研究发现，坡向对侧柏平均材积生长量影响显著，阳坡平均材积生长量显著大于阴坡。蒋倩倩［7］研究发现，侧柏年轮宽度对不同海拔的响应不同，海拔200～400 m 时年轮宽度最大。为探究侧柏适宜生长的环境及分布规律，笔者利用冀南地区侧柏二类调查数据，分析不同立地因子对侧柏蓄积量及分布面积的影响，以为当地侧柏造林、营林、育林等活动提供科学依据。

1 研究材料与方法

1.1 研究区概况

冀南地区包含河北省南部的邢台市（东经36°50′～37°47′、北纬113°52′～115°49′）、邯郸市（东经36°20′～36°44′、北纬114°03′～114°40′）。邯郸市西接太行山脉，多为丘陵地貌，东为华北平原，海拔32～1 898 m，年平均气温13.5 ℃，年平均日照时间2 557 h，年无霜期200 d 左右，属海河流域，为温带大陆性季风气候。邢台市南与邯郸市相连，地处太行山脉南段和华北平原交接处，地势西高东低，境内有山地、丘陵、平原，但以平原为主，海拔32.7～1 822.0 m，年平均气温12 ℃，年平均日照时间2 305 h，年无霜期180～220 d，属海河流域子牙河和黑龙港水系，为温带大陆性季风气候。冀南地区属华北植物区系，自然植被有草甸、灌草丛、灌丛、阔叶林、针阔混交林、针叶林等，主要树种有侧柏［Platycladus orientalis（L.）Franco］、皂荚（Gleditsia sinensisLam.）、山杨（Populus davidianaDode）、华北落叶松［Larix gmeliniivar.principisrupprechtii（Mayr）］等。

1.2 研究方法

研究数据为2022年冀南地区侧柏资源二类调查数据，对不同林龄、林种、海拔、坡向、坡度、土层厚度及土壤类型等条件下侧柏分布面积和蓄积量进行对比分析。

1.3 数据处理

使用软件对相关数据进行处理和分析。

2 研究结果与分析

2.1 不同林龄侧柏分布面积和蓄积量特征

由表1 可知，冀南地区侧柏幼龄林面积最大（5 480.43 hm2），占侧柏总面积的46.32%，中龄林面积次之（4 383.71 hm2），成熟林面积最小（14.40 hm2），占比0.12%。不同林龄侧柏总蓄积量表现为中龄林＞近熟林＞幼龄林＞成熟林，而其单位面积蓄积量则表现为成熟林＞近熟林＞中龄林＞幼龄林。

表1 不同林龄侧柏分布面积和蓄积量情况

2.2 不同林种侧柏分布面积和蓄积量特征

由表2 可知，冀南地区侧柏有2 种林种、6 种亚种。在防护林中，水保林面积最大（9 090.62 hm2），占侧柏总面积的76.84%；水源林面积次之（1 891.53 hm2），占侧柏总面积的15.99%；护路林面积最小（9.84 hm2），占比0.08%。在特殊用途林中，风景林面积最大（692.59 hm2），占比5.85%；保护林（49.76 hm2）和环境林面积（95.57 hm2）都很小，占比分别为0.42%、0.81%。不同亚种侧柏总蓄积量表现为水保林＞水源林＞风景林＞环境林＞保护林＞护路林，而其单位面积蓄积量则表现为水源林＞水保林＞风景林＞保护林＞护路林＞环境林。

表2 不同林种侧柏分布面积和蓄积量情况

2.3 不同立地因子条件下侧柏分布面积和蓄积量特征

2.3.1 不同海拔及地貌条件下侧柏分布面积和蓄积量特征

由表3可知，不同地貌侧柏分布面积、总蓄积量、单位面积蓄积量均表现为低山＞丘陵＞平原。从海拔方面来看，海拔（600，800］m处侧柏分布面积最大（3 631.82 hm2），其次为海拔（400，600］m处（2 835.22 hm2）、海拔（800，1 000］m处（2 665.27 hm2），海拔（200，400］m处（1 610.08 hm2）、海拔大于1 000m 处（723.29 hm2）、海拔小于等于200 m处（403.42 hm2）侧柏分布面积较小。从总蓄积量来看，海拔（600，800］m处侧柏总蓄积量最大（12.07万m3），其次为海拔（800，1 000］m 处（8.72 万m3）、海拔（400，600］m 处（8.40 万m3），海拔（200，400］m 处（4.90万m3）、海拔大于1 000m 处（3.03万m3）、海拔小于等于200 m 处（0.80万m3）总蓄积量较小。从单位面积蓄积量来看，海拔大于1 000m处最大（39.48 m3/hm2），海拔（200，400］m处（30.25 m3/hm2）、海拔（400，600］m 处（29.39 m3/hm2）、海拔（600，800］m处（30.81 m3/hm2）、海拔（800，1 000］m处（30.66 m3/hm2）单位面积蓄积量较为相近，海拔小于等于200 m处最小（24.39 m3/hm2）。

表3 不同海拔（H）及地貌条件下侧柏分布面积和蓄积量情况

2.3.2 不同坡向条件下侧柏分布面积和蓄积量特征

由表4 可知，坡向从东至东北，侧柏分布面积呈先增加后减少趋势，其中东南坡侧柏分布面积最大（1 625.34 hm2），无坡向侧柏分布面积最小（699.90 hm2）。不同坡向侧柏分布面积表现为东南＞南＞西南＞东＞西北＞西＞东北＞北＞无坡向。不同坡向侧柏总蓄积量表现为南＞东南＞西＞西南＞西北＞东＞东北＞北＞无坡向；单位面积蓄积量表现为西＞无坡向＞北＞西北＞西南＞东＞南＞东南＞东北。

表4 不同坡向条件下侧柏分布面积和蓄积量情况

2.3.3 不同坡度条件下侧柏分布面积和蓄积量特征

由表5 可知，随着坡度的逐渐增加，侧柏分布面积呈先增加后减少趋势。不同坡度条件下，侧柏分布面积表现为坡度大于15°且小于等于25°＞坡度大于25°且小于等于35°＞坡度大于5°且小于等于15°＞坡度小于等于5°＞坡度大于35°且小于等于45°＞坡度大于45°。不同坡度条件下，侧柏总蓄积量表现为坡度大于15°且小于等于25°＞坡度大于25°且小于等于35°＞坡度大于5°且小于等于15°＞坡度大于35°且小于等于45°＞坡度小于等于5°＞坡度大于45°；单位面积蓄积量表现为坡度大于45°＞坡度大于25°且小于等于35°＞坡度大于5°且小于等于15°＞坡度大于15°且小于等于25°＞坡度大于35°且小于等于45°＞坡度小于等于5°。

表5 不同坡度（S）条件下侧柏分布面积和蓄积量情况

2.3.4 不同土层厚度条件下侧柏分布面积和蓄积量特征

由表6 可知，随着土层厚度的增加，侧柏分布面积呈先增加后减小趋势，其中土层（20，30］cm 侧柏分布面积和蓄积量均最大。不同土层厚度条件下，侧柏分布面积表现为土层（20，30］cm＞土层（10，20］cm＞土层（30，40］cm＞土层（40，50］cm＞土层（10，60］cm＞土层［0，10］cm。不同土层厚度条件下，侧柏总蓄积量表现与侧柏分布面积一致；单位面积蓄积量表现为土层（20，30］cm＞土层（10，20］cm＞土层（40，50］cm＞土层（30，40］cm＞土层［0，10］cm＞土层（10，60］cm。

表6 不同土层厚度（D）条件下侧柏分布面积和蓄积量情况

2.3.5 不同土壤类型条件下侧柏分布面积和蓄积量特征

由表7 可知，不同土壤类型条件下，侧柏分布面积表现为粗骨土＞褐土＞潮土＞棕壤＞水稻土。不同土壤类型条件下，侧柏总蓄积量表现为粗骨土＞褐土＞潮土＞棕壤＞水稻土。不同土壤类型条件下，侧柏单位面积蓄积量表现为棕壤＞粗骨土＞褐土＞水稻土＞潮土。

表7 不同土壤类型条件下侧柏分布面积和蓄积量情况

3 讨论

海拔可通过多种因子（湿度、温度、土壤、水分、空气等）直接或间接影响林木生长［8］。此次研究显示，侧柏分布面积、总蓄积量在海拔（600，800］m 处最大，侧柏分布面积、总蓄积量随海拔的升高呈现先增加后减少的趋势。分析原因，可能是海拔不同，温度、光照、水分等外在因素会发生剧烈变化，直接影响土壤理化性质，从而间接导致林木蓄积量的变化，这与蒋倩倩［7］、赵倩等［8］、罗天祥等［9］的研究结果基本类似。

坡度和坡向作为主要的地形因子，可通过对水、热、气、光等资源的分配，影响土壤理化性质，进而影响林木生长发育［10-11］。此次研究发现，南坡、东南坡侧柏蓄积量情况最好。这可能是因为侧柏是喜光树种，且冀南地区在北回归线以北，故南坡、东南坡是阳坡，光照较好。随着坡度的逐渐增加，侧柏面积、蓄积量呈先增加后减少的趋势，侧柏分布面积、蓄积量均在坡度为（15°，25°］时最大。侯玉松等［12］和王林等［13］研究发现，侧柏在阳坡的蓄积量、年轮、胸径和生长量高于阴坡。何俊杰［14］和查高德［15］研究发现，坡度较小的地方侧柏生长状况更好，相关性分析显示，坡度与树高呈显著负相关，在10°～30°侧柏生长率最高，二人研究结果与此次研究结果基本一致。