立地條件和林分結(jié)構(gòu)對(duì)有林地生產(chǎn)力的影響

摘要通過(guò)分析有林地生產(chǎn)力與立地條件和林分結(jié)構(gòu)中各因子的關(guān)系，探索制約有林地生產(chǎn)力的主要因素。結(jié)果表明：不同立地質(zhì)量中I類地單位蓄積量最高（268.86±20.24 m3/hm2），不同坡向中東坡單位蓄積量最高（269.78±38.54 m3/hm2），不同樹(shù)種組成中10杉類型單位蓄積量最高（259.33±14.62 m3/hm2）；有林地生產(chǎn)力與林分年齡、林分密度正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)R分別為0.590、0.460；有林地生產(chǎn)力與海拔、坡度相關(guān)性不顯著。以上結(jié)果說(shuō)明立地質(zhì)量、坡向和樹(shù)種組成對(duì)有林地生產(chǎn)力影響顯著；有林地生產(chǎn)力與林分年齡、林分密度相關(guān)，與海拔、坡度無(wú)關(guān)。

關(guān)鍵詞有林地生產(chǎn)力；立地條件；林分結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)S711文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2015）05-159-02

作者簡(jiǎn)介李晨燕（1981- ），女，福建閩侯人，林業(yè)工程師，從事林政資源管理工作。

收稿日期2014-12-22

有林地生產(chǎn)力通常是指單位面積上林分立木蓄積量的高低，它是衡量森林資源質(zhì)量的重要指標(biāo)[1]。據(jù)第7次森林資源清查顯示，我國(guó)森林單位蓄積為85.88 m3/hm2，僅為世界平均水平的78%，而人工林單位蓄積只有49.01 m3/hm2。有林地生產(chǎn)力受多方面影響，在大尺度區(qū)域上與氣候、樹(shù)種和土壤類型密切相關(guān)[2-4]；在縣或市等小尺度區(qū)域上與立地質(zhì)量、經(jīng)營(yíng)措施有關(guān)[1，5]，但相關(guān)研究較少。該研究通過(guò)分析單位蓄積量與立地條件和林分結(jié)構(gòu)的關(guān)系，尋找影響有林地生產(chǎn)力的相關(guān)因子，為提高森林資源質(zhì)量提供技術(shù)支持。

1研究區(qū)自然概況和研究方法

1.1研究區(qū)自然概況

研究地三明國(guó)有林場(chǎng)位于福建省三明市（116°23′～118°40′E，25°30′～27°08′N）。該地區(qū)氣候?yàn)閬啛釒ШＱ笮约撅L(fēng)氣候，年均氣溫19 ℃，年降水量1 532～1 784 mm，無(wú)霜期320 d；土壤以紅壤為主，肥力較差。

1.2研究方法

收集三明市13個(gè)國(guó)有林場(chǎng)2011～2014年采伐辦證的原始數(shù)據(jù)，隨機(jī)篩選其中主伐皆伐小班，共選出144個(gè)小班，面積共855.97 hm2，占全市國(guó)有林場(chǎng)有林地面積的1.25%（小班面積最小為0.03 hm2、最大為19.67 hm2），涉及13個(gè)國(guó)有林場(chǎng)53個(gè)工區(qū)。錄入數(shù)據(jù)包括屬地?cái)?shù)據(jù)（林場(chǎng)、工區(qū)、林班、大班和小班），立地因子數(shù)據(jù)（立地質(zhì)量、海拔、坡度和坡向），林分結(jié)構(gòu)因子數(shù)據(jù)（年齡、密度和樹(shù)種組成），單位蓄積數(shù)據(jù)（面積和蓄積量）。利用Spss軟件分析立地條件和林分結(jié)構(gòu)中主要因子與單位蓄積量的關(guān)系。

1.3數(shù)據(jù)處理

根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的需要將林分的樹(shù)種組成分為9種類型：①10杉：杉木純林或伴有單株散生木的林分；②杉優(yōu)：杉木占80%及以上的林分；③杉優(yōu)馬：杉木占80%以下、其他樹(shù)種以馬尾松為主的杉木優(yōu)勢(shì)林分；④杉優(yōu)闊：杉木占80%以下、其他樹(shù)種以闊葉樹(shù)為主的杉木優(yōu)勢(shì)林分；⑤10馬：馬尾松純林或伴有單株散生木的林分；⑥馬優(yōu)：馬尾松占80%及以上的林分；⑦馬優(yōu)杉：馬尾松占80%以下、其他樹(shù)種以杉木為主的馬尾松優(yōu)勢(shì)林分；⑧馬優(yōu)闊：馬尾松占80%以下、其他樹(shù)種以闊葉樹(shù)為主的馬尾松優(yōu)勢(shì)林分；⑨杉馬：杉木、馬尾松5∶5混交林或有單株闊葉樹(shù)伴生的林分。

該試驗(yàn)采用線性回歸和單因素方差分析，差異顯著性用LSD檢驗(yàn)，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。所有插圖均采用SigmaPlot 10.0進(jìn)行繪制。

2結(jié)果與分析

2.1立地條件對(duì)有林地生產(chǎn)力的影響

立地質(zhì)量對(duì)單位蓄積量有影響（圖1）。在3種立地類型中，I類地單位蓄積量最高，為268.86±20.24 m3/hm2，其次是II類地（236.86±9.30m3/hm2），兩者差異不顯著（P>0.05），III類地最低，為190.12±9.32 m3/hm2，顯著低于I、II類地（P<0.05）。坡向?qū)挝恍罘e量有影響（圖2）。按照日出到日落，太陽(yáng)大概從東北坡到北坡的照射方向，單位蓄積量由最低點(diǎn)東北坡（197.10±17.13 m3/hm2）升到最高點(diǎn)東坡（269.78±38.54 m3/hm2，P<0.05），接下來(lái)降低到一低點(diǎn)東南坡（211.97±15.29 m3/hm2，P>0.05），再升高，到西南坡達(dá)到第2個(gè)峰值（255.11±21.33 m3/hm2），接下來(lái)連續(xù)降低。

海拔和坡度對(duì)單位蓄積量影響均不顯著（P>0.05）。在144個(gè)抽樣小班中，涉及海拔變化范圍130～938 m、涉及坡度變化范圍12°～35°，分別進(jìn)行線性相關(guān)分析，得出海拔和單位蓄積量的相關(guān)性系數(shù)R=0.067（P=0.427）、坡度和單位蓄積量的相關(guān)性系數(shù)R=0.053（P=0.531），兩者在95%水平內(nèi)均不與單位蓄積量存在顯著相關(guān)性。散點(diǎn)圖如圖3、4所示。

2.2林分結(jié)構(gòu)對(duì)有林地生產(chǎn)力的影響

單位蓄積量與林分年齡的相關(guān)性極顯著（P<0.01），隨林分年齡的增加單位蓄積量明顯增大，相關(guān)系數(shù)R=0.590，擬合線性回歸方程為y=8.30x±48.53（圖5）。采伐時(shí)，林分密度在2 190株/hm2以內(nèi)，單位蓄積量與林分密度存在極顯著相關(guān)性（P<0.01），隨林分密度增加，單位蓄積量呈上漲趨勢(shì)，相關(guān)系數(shù)R=

0.460，擬合線性回歸方程為y=0.09x+128.45（圖6）。

樹(shù)種組成對(duì)單位蓄積量有影響（P<0.05）。10杉類型的單位蓄積量最高，為259.33±14.62 m3/hm2；馬優(yōu)闊類型的單位蓄積量最低，為104.03±17.85 m3/hm2（P<0.05）。從圖7可知：①無(wú)論是杉木優(yōu)勢(shì)林分，還是馬尾松優(yōu)勢(shì)林分，單位蓄積量隨混交比例增加而降低；在比例相當(dāng)?shù)牧址种校寄緝?yōu)勢(shì)林分的單位蓄積量大于馬尾松優(yōu)勢(shì)林分的單位蓄積量。

3結(jié)論與討論

（1）在小尺度區(qū)域內(nèi)，不同立地會(huì)形成立地質(zhì)量、坡向、坡度和海拔的差異，造成林木生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分、光照、土壤水分和氣溫等微環(huán)境的變化，從而形成有林地生產(chǎn)力的差異。不同立地質(zhì)量有林地生產(chǎn)力差異顯著，I類地平均生產(chǎn)力顯著高出III類地78.74 m3/hm2，II類地平均生產(chǎn)力顯著高出III類地46.74 m3/hm2；I、II類地差異不顯著。該研究發(fā)現(xiàn)隨

著坡向的變化，有林地生產(chǎn)力分別在東坡和西南坡出現(xiàn)2個(gè)峰值，這2個(gè)峰值的日照時(shí)間恰巧與植物1 d內(nèi)光合作用最強(qiáng)的2個(gè)峰值的時(shí)間點(diǎn)吻合，且不同坡向有林地生產(chǎn)力的整體變化趨勢(shì)也與植物日光合作用變化趨勢(shì)相似[6]。坡度會(huì)影響降水的地表徑流[7]，進(jìn)而影響林木的生長(zhǎng)。該研究顯示坡度與有林地生產(chǎn)力相關(guān)不顯著，一個(gè)原因是該區(qū)域降水比較充沛且雨季長(zhǎng)；另一原因是研究地和抽樣小班以針葉樹(shù)種杉木、馬尾松為主，對(duì)土壤水分要求不高，這與凌子燕等[5]研究的坡度不是馬尾松林生產(chǎn)力主要影響因子的結(jié)果一致。杉木、馬尾松作為福建省三明市的鄉(xiāng)土樹(shù)種，對(duì)區(qū)域氣溫適用性較強(qiáng)，因此以杉木、馬尾松為主的有林地生產(chǎn)力與海拔相關(guān)性不顯著。

（2）該研究的小班均為人工同齡林，單位蓄積量與林分年齡表現(xiàn)出極顯著正相關(guān)，因此目前經(jīng)營(yíng)的有林地生產(chǎn)力和林分年齡有關(guān)。林分密度和樹(shù)種組成會(huì)使林木個(gè)體形成競(jìng)爭(zhēng)，影響整個(gè)林分的生長(zhǎng)[8-9]。林分密度與單位蓄積量相關(guān)性顯著，并在2190株/hm2內(nèi)呈線性正相關(guān)。該研究表明樹(shù)種組成不僅會(huì)使有林地生產(chǎn)力形成差異，而且還表現(xiàn)出杉木比馬尾松更能充分發(fā)揮有林地生產(chǎn)力的價(jià)值；混交比例小比混交比例大更能充分發(fā)揮有林地生產(chǎn)力的價(jià)值。

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責(zé)任編輯高菲責(zé)任校對(duì)李巖