天然云冷杉針闊混交林立地質(zhì)量評(píng)價(jià)1)

王璐　王海燕　何麗鴻　劉鑫

(北京林業(yè)大學(xué)，北京，100083)

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天然云冷杉針闊混交林立地質(zhì)量評(píng)價(jià)1)

王璐王海燕何麗鴻劉鑫

(北京林業(yè)大學(xué)，北京，100083)

摘要以吉林省汪清林業(yè)局金溝嶺林場(chǎng)中的41塊天然云冷杉針闊混交林樣地為對(duì)象，選取了14個(gè)立地因子作為指標(biāo)進(jìn)行立地質(zhì)量分類(lèi)與評(píng)價(jià)。根據(jù)不同性質(zhì), 將評(píng)價(jià)指標(biāo)分成宏觀(guān)因子(土層厚度、坡向、坡位、坡度及海拔)和微觀(guān)因子(枯落物厚度、自然含水率、土壤密度、pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、有效磷及速效鉀)。采用熵值賦權(quán)法和主成分分析賦權(quán)法確定立地因子的權(quán)重并計(jì)算得分，根據(jù)各自得分進(jìn)行聚類(lèi)分析。結(jié)果表明：(1)宏觀(guān)立地質(zhì)量評(píng)價(jià)可分為4類(lèi)(優(yōu)、良、一般和差)。第1類(lèi)為優(yōu)，主要特征為地勢(shì)平緩，平均坡度為6.0°；第2類(lèi)為良，主要特征為地勢(shì)相對(duì)較平緩，平均坡度為11.1°；第3類(lèi)為一般，主要特征為地勢(shì)相對(duì)較陡，平均坡度為15.2°；第4類(lèi)為差，主要特征為地勢(shì)陡峭，平均坡度為21.1°。(2)微觀(guān)立地質(zhì)量評(píng)價(jià)也相應(yīng)分為優(yōu)、良、一般和差4類(lèi)。本研究結(jié)果可為今后適地適樹(shù)地進(jìn)行造林規(guī)劃、合理營(yíng)林措施的設(shè)計(jì)、林地生產(chǎn)力預(yù)估以及森林資源資產(chǎn)評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞立地質(zhì)量；森林土壤；熵值賦權(quán)法；主成分分析；聚類(lèi)分析

分類(lèi)號(hào)S714.4

Site Quality Assessment of Natural Spruce-fir Mixed Forest

Wang Lu, Wang Haiyan, He Lihong, Liu Xin

(Beijing Forestry University, Beijing 100083, P. R. China)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(3)：1-7.

Taking the 41 fields of the natural spruce-fir mixed forest in the Jingouling Forestry Center of Wangqing Forestry Bureau in Jilin Province, we selected 14 site factors as indicators to classify and evaluate the site quality. We divided the indicators to the macroscopic (soil depth, slope direction, slope position, slope and altitude) and the microscopic (litter depth, moisture content, soil density, pH, organic material, total nitrogen, total phosphorus, available phosphorus and available potassium). We analyzed the weight of the site factors and score to take the cluster analysis by entropy weighting method and principal components methods. The macroscopic and the microscopic evaluation were classified into four classes. The feature of the macroscopic evaluation of first class is with the gentle terrain slopes and average slope of 6.0°, and the feature of the microscopic evaluation is with excellent soil fertility. The feature of the macroscopic evaluation of second class is with relatively gentle terrain slopes, average slope of 11.1°, and the feature of the microscopic evaluation is with the good soil fertility. The feature of the macroscopic evaluation of the third class is with the relatively steep terrain slopes and average slope of 15.2°, and the feature of the microscopic evaluation is with fair soil fertility. The feature of the macroscopic evaluation of the forth class is with steep terrain slopes and the average slope of 21.1°, and the feature of the microscopic evaluation is with poor soil fertility.

KeywordsSite quality; Forest soil; Entropy value method; Principal component analysis; Clustering analysis

森林立地質(zhì)量評(píng)價(jià)是了解森林實(shí)際質(zhì)量的基礎(chǔ)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)科學(xué)造林、合理高效利用林地的重要保證[1]。掌握森林立地質(zhì)量可為森林制定更科學(xué)的經(jīng)營(yíng)措施、森林的可持續(xù)發(fā)展、森林資源的恢復(fù)與利用以及提高森林的效益(經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益)提供相應(yīng)的理論基礎(chǔ)[2]。綜合國(guó)內(nèi)外研究，森林立地質(zhì)量評(píng)價(jià)方法可以分為直接評(píng)價(jià)法和間接評(píng)價(jià)法，其中立地指數(shù)法、地位級(jí)法、多元地位指數(shù)法等評(píng)價(jià)方法最為常見(jiàn)[3-10]。由于天然林林分結(jié)構(gòu)復(fù)雜、樹(shù)種年齡不同等原因，運(yùn)用直接評(píng)價(jià)法(如立地指數(shù)法)不能有效地評(píng)價(jià)天然林的立地質(zhì)量[11]。而天然林的地形因子和土壤因子相對(duì)比較穩(wěn)定，在進(jìn)行實(shí)際調(diào)查時(shí)，數(shù)據(jù)比較容易獲得，所以本文在對(duì)天然林進(jìn)行立地質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)，采用各個(gè)立地因子來(lái)間接評(píng)價(jià)天然林立地質(zhì)量。近年來(lái)，有許多針對(duì)不同地區(qū)、不同研究對(duì)象的森林立地質(zhì)量評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)與指標(biāo)，用到的評(píng)價(jià)因子和模型也很多[12-21]，而把立地因子分為宏觀(guān)因子和微觀(guān)因子分別進(jìn)行評(píng)價(jià)的研究比較少見(jiàn)[22]。因此，本研究以吉林汪清林業(yè)局金溝嶺林場(chǎng)中的41塊臨時(shí)樣地為對(duì)象，分別從宏觀(guān)和微觀(guān)的角度對(duì)其進(jìn)行立地質(zhì)量分類(lèi)及評(píng)價(jià)，將評(píng)價(jià)結(jié)果與地上部分樹(shù)木實(shí)際生長(zhǎng)狀況結(jié)合在一起，提出相應(yīng)營(yíng)林措施，以期更加準(zhǔn)確地反映東北天然云冷杉針闊混交林立地質(zhì)量。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于吉林省汪清林業(yè)局金溝嶺林場(chǎng)。該林場(chǎng)地處長(zhǎng)白山系老爺嶺山脈雪嶺支脈，地貌屬低山丘陵，海拔為300～1 200 m，坡度5°～25°；該區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫3.9 ℃，年均日照時(shí)間2 352 h；年均降水量547 mm，主要集中在6—9月份(占全年降水量的59%)[23]。林區(qū)內(nèi)有豐富的植物種類(lèi)，研究樣地選擇以云杉(Piceajezoensisvar.microsperma)、冷杉(Abiesnephrolepis)和闊葉樹(shù)為優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的天然林，林下主要灌木有毛榛(Corylusmandshurica)、藍(lán)靛果忍冬(Loniceraceandea)、絹毛繡線(xiàn)菊(SpiraeasericeaTurcz.)等，林下草本主要有蕨類(lèi)(Pteridophyta)、節(jié)節(jié)草(EquisetumramosissimumDesf)和異穗苔草(CarexheterostachyaBge.)。林區(qū)內(nèi)土壤有明顯的垂直變化，其成土母質(zhì)多為片麻巖、玄武巖和花崗巖。土壤類(lèi)型大多屬于暗棕色森林土，結(jié)構(gòu)為粒狀，質(zhì)地為粘壤土，較濕潤(rùn)疏松且植物根系多，土層平均厚度約63 cm[24]。

2研究方法

2.1立地因子的選取

土壤是林木主要的生活基質(zhì)供體，土層厚度直接影響著林木生長(zhǎng)。在山地條件下，影響土層厚度的主要因素是地形。土壤水分狀況直接影響到林木的成活與生長(zhǎng)，在地形因子中，坡度對(duì)水分狀況的影響最大[25-27]，同時(shí)，海拔的高低也影響著林木的分布與生長(zhǎng)。另外土壤密度則主要影響著林木根系的生長(zhǎng)狀況[28-29]，而土壤腐殖質(zhì)是土壤養(yǎng)分的儲(chǔ)存庫(kù)，是土壤肥力的重要指標(biāo)，而土壤肥力決定著林木的生長(zhǎng)狀況。因此，選用常見(jiàn)的立地因子(土層厚度、坡向、坡位、坡度、海拔、枯落物厚度、自然含水率、土壤密度、土壤pH值、土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、有效磷以及速效鉀等14個(gè)因子)對(duì)研究區(qū)域進(jìn)行立地質(zhì)量評(píng)價(jià)。

2.2分類(lèi)和評(píng)價(jià)方法

將14個(gè)評(píng)價(jià)因子分成兩類(lèi)，分別進(jìn)行基于宏觀(guān)因子(土層厚度、坡向、坡位、坡度和海拔)和微觀(guān)因子(枯落物厚度、土壤自然含水率、土壤密度、土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、有效磷和速效鉀)的立地質(zhì)量分類(lèi)及評(píng)價(jià)。在確定因子權(quán)重中，宏觀(guān)因子采用熵值賦權(quán)法[30-31]，而微觀(guān)因子采用主成分分析賦權(quán)法[32-33]。除此之外，在評(píng)價(jià)過(guò)程中還用到其他一些數(shù)學(xué)方法(標(biāo)準(zhǔn)化模型，加權(quán)求和模型和聚類(lèi)分析)。

宏觀(guān)立地因子的數(shù)量化和標(biāo)準(zhǔn)化。宏觀(guān)立地因子包括坡向、坡位、坡度、海拔和土層厚度，首先將坡向和坡位數(shù)量化，其中陰坡為4、半陰坡為3、半陽(yáng)坡為2、陽(yáng)坡為1；坡位則是山頂為1、上坡為2、中坡為3、下坡為4[22]。然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[30]，公式(1)適合坡向、坡位和土層厚度3個(gè)正向因子，其值越大越好；公式(2)則適合坡度和海拔兩個(gè)反向因子，其值越小越好。

dij=xij/ximax;

(1)

dij=ximin/xij。

(2)

式中：dij為第i項(xiàng)評(píng)價(jià)因子第j塊樣地的標(biāo)準(zhǔn)化處理值；xij為第i項(xiàng)評(píng)價(jià)因子第j塊樣地的實(shí)測(cè)值(或數(shù)量化的值)；ximin為第i項(xiàng)評(píng)價(jià)因子最小值；ximax為第i項(xiàng)評(píng)價(jià)因子最大值；i=1、2、…、5；j=1、2、…、41。

宏觀(guān)立地因子權(quán)重的確定。采用熵值賦權(quán)法確定宏觀(guān)因子權(quán)重[34]。Hj為第j項(xiàng)指標(biāo)的信息熵；wj為第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重：

(3)

(4)

宏觀(guān)立地質(zhì)量綜合得分。采用加權(quán)求和數(shù)學(xué)模型，可以較好地反映各宏觀(guān)立地因子綜合作用的結(jié)果。計(jì)算公式為：

(5)

式中：Yj為樣地j的宏觀(guān)立地質(zhì)量綜合得分值；wi為第i項(xiàng)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重；dij為第i項(xiàng)評(píng)價(jià)因子樣地j的標(biāo)準(zhǔn)化處理值。

主成分分析。通過(guò)主成分分析得到基于微觀(guān)因子的立地質(zhì)量綜合得分。主成分分析是將多個(gè)微觀(guān)立地因子變換為少數(shù)幾個(gè)不相關(guān)的綜合變量，其核心是“降維”[35]。主要步驟為：①進(jìn)行因子分析；②計(jì)算特征向量矩陣；③計(jì)算主成分矩陣，確定主成分表達(dá)式；④計(jì)算主成分載荷值，計(jì)算綜合得分即進(jìn)行主成分評(píng)分。

聚類(lèi)分析。聚類(lèi)分析可以很好地避免主觀(guān)隨意性，一般分三步進(jìn)行：①數(shù)據(jù)變換處理；②計(jì)算聚類(lèi)統(tǒng)計(jì)量；③選擇聚類(lèi)方法。

2.3樣品的采集與處理

2014年7月下旬，選取41塊臨時(shí)樣地進(jìn)行樣品的采集。采用標(biāo)準(zhǔn)地采樣法在每塊面積為0.025hm2的臨時(shí)樣地內(nèi)，挖取一個(gè)典型土壤剖面，記錄剖面形態(tài)特征。土壤密度和自然含水率用環(huán)刀法采樣測(cè)定。然后，在樣地內(nèi)以“S”形隨機(jī)布設(shè)5～7個(gè)采樣點(diǎn)，用土鉆取樣，按0～20cm、>20～40cm、>40～60cm3個(gè)層次采集樣品，并進(jìn)行等層次混合。將混合土樣風(fēng)干后研磨，使之分別過(guò)2.00、1.00、0.25mm土壤篩，用于測(cè)定土壤理化性質(zhì)。同時(shí)對(duì)每塊樣地的經(jīng)緯度、坡向、坡度、海拔、郁閉度、株數(shù)密度、胸徑進(jìn)行調(diào)查(見(jiàn)表1)。

2.4土壤理化性質(zhì)的測(cè)定[36]

環(huán)刀取樣烘干法測(cè)定土壤密度及自然含水率；土壤pH值用酸度計(jì)法(m(水)∶m(土)=2.5∶1)；土壤有機(jī)質(zhì)采用外加熱重鉻酸鉀氧化—容量法；全氮采用硫酸—高氯酸消煮—?jiǎng)P氏定氮法；全磷采用硫酸—高氯酸消煮—鉬銻抗比色法；有效磷采用氟化銨—鹽酸浸提—鉬銻抗比色法；速效鉀采用中性乙酸銨浸提—火焰光度計(jì)法。

3結(jié)果與分析

3.1宏觀(guān)因子的立地質(zhì)量得分

3.1.1立地因子的數(shù)量化和標(biāo)準(zhǔn)化

由表1可知，對(duì)各宏觀(guān)立地因子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后的值都分布在0.10～1.00，這樣消除了各指標(biāo)間量綱的差異。

表1　宏觀(guān)因子數(shù)量化和標(biāo)準(zhǔn)化處理值

3.1.2立地因子權(quán)重的確定及評(píng)價(jià)得分

由表2可知，各指標(biāo)中坡度的權(quán)重最大(0.27)，對(duì)立地質(zhì)量影響最大，其次是權(quán)重為0.22的坡向，土層厚度、坡位、海拔對(duì)立地質(zhì)量的影響相對(duì)較小，權(quán)重也較低。根據(jù)立地質(zhì)量的各指標(biāo)權(quán)重計(jì)算各樣地的得分值(見(jiàn)表3)。

表2　各評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵值和權(quán)重

表3　各評(píng)價(jià)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)得分和樣地綜合得分

3.2微觀(guān)因子的立地質(zhì)量得分

由表4可知，選取特征值大于1的成分作為主成分來(lái)進(jìn)行，前4個(gè)因子的特征值之和占總特征值的73.36%，這4個(gè)主成分大致包括了該研究區(qū)土壤特性的內(nèi)容，基本可以反映基于微觀(guān)立地因子的立地質(zhì)量綜合狀況[37]。

表4　總方差解釋

由表5可知，第一主成分主要包括了土壤密度和全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其系數(shù)絕對(duì)值很接近，這表明土壤密度和全氮對(duì)立地質(zhì)量的影響都很大，土壤密度越小、全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，立地質(zhì)量越好；第二主成分主要包括了全磷和有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其中有效磷系數(shù)絕對(duì)值最大，這表明土壤有效磷對(duì)立地質(zhì)量的影響最大，因此，土壤有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，立地質(zhì)量越好；第三主成分主要包括了枯落物厚度、自然含水率和速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其中枯落物厚度和速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)的系數(shù)絕對(duì)值最大，這表明枯落物厚度和速效鉀對(duì)立地質(zhì)量的影響最大，也就是說(shuō)，土壤枯落物厚度和速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，立地質(zhì)量越好；第四主成分主要包括pH值和土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其中pH值系數(shù)絕對(duì)值最大，表明土壤pH值對(duì)立地質(zhì)量的影響最大，在整個(gè)研究區(qū)范圍內(nèi)土壤都為酸性的條件下，土壤pH值越大，立地質(zhì)量越好。

表5　成分得分系數(shù)矩陣

根據(jù)各指標(biāo)的成分得分系數(shù)(表5)，由此可以得到的四個(gè)主成分F1、F2、F3、F4的線(xiàn)性組合如下：

F1=0.34X1+0.30X2-0.90X3+0.24X4+0.52X5+0.38X6+

0.30X7+0.30X8+0.30X9；

F2=-0.26X1-0.36X2+0.37X3-0.19X4-0.01X5+0.23X6+0.52X7+0.55X8-0.6X9；

F3=0.53X1-0.39X2+0.28X3+0.10X4-0.01X5-0.35X6-

0.18X7+0.21X8+0.53X9；

F4=0.13X1-0.07X2+0.00X3+0.79X4-0.47X5-0.01X6+

0.22X7+0.05X8-0.29X9。

用Fi表示第i個(gè)基于微觀(guān)因子的立地質(zhì)量綜合指標(biāo)；X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9分別表示枯落物厚度、自然含水率、土壤密度、土壤pH、土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、有效磷、速效鉀等9種指標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)。利用上面表達(dá)式求出各主成分的得分，然后進(jìn)行加權(quán)求和，其權(quán)數(shù)為各主成分的方差貢獻(xiàn)率(見(jiàn)表6)。

表6　基于微觀(guān)因子立地質(zhì)量綜合得分

3.3天然云冷杉針闊混交林立地質(zhì)量分類(lèi)

本研究采用目前國(guó)內(nèi)外常用的生態(tài)區(qū)劃法和聚類(lèi)分析法，分別對(duì)基于宏觀(guān)立地因子和微觀(guān)立地因子的立地質(zhì)量得分進(jìn)行分類(lèi)，這樣可以有效地避免人為主觀(guān)的影響[38]。由圖1可見(jiàn)，當(dāng)立地質(zhì)量得分(宏觀(guān))分類(lèi)數(shù)為9時(shí)出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，宏觀(guān)因子的曲線(xiàn)變化比較平緩，雖然符合聚類(lèi)的目的，但結(jié)合圖2樹(shù)狀圖(宏觀(guān)因子)進(jìn)一步觀(guān)察時(shí)，不難發(fā)現(xiàn){YLK-26}、{YLK-41，YLK-49}、{YLK-33，YLK-36}和{YLK-51，YLK-57}類(lèi)型樣地?cái)?shù)目太少，所以將這4類(lèi)與鄰近的種類(lèi)合并。在重新調(diào)整距離為5時(shí)，恰好可以將研究區(qū)的41塊樣地宏觀(guān)立地質(zhì)量得分分為4類(lèi)。其宏觀(guān)立地質(zhì)量得分排名1～4的樣地為第1類(lèi)(優(yōu))，其特點(diǎn)為地勢(shì)平緩，坡度很小；得分排名5～16的樣地為第2類(lèi)(良)，其特點(diǎn)為地勢(shì)相對(duì)較平緩，坡度相對(duì)較小；得分排名17～34的樣地為第3類(lèi)(一般)，其特點(diǎn)為地勢(shì)相對(duì)較陡，坡度相對(duì)較大；得分排名35～41的樣地為第4類(lèi)(差)，其特點(diǎn)為地勢(shì)陡峭，坡度很大。

圖1　聚合系數(shù)隨分類(lèi)數(shù)變化曲線(xiàn)

圖2　樹(shù)狀聚類(lèi)圖

當(dāng)立地質(zhì)量得分(微觀(guān))分類(lèi)數(shù)為4時(shí)，圖1出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，曲線(xiàn)變化趨于平緩，同時(shí)結(jié)合圖2也可看到，重新調(diào)整距離在5時(shí)，恰好可以將研究區(qū)的41塊樣地立地質(zhì)量分為4類(lèi)，雖然{YLK-53，YLK-56}類(lèi)型樣地?cái)?shù)目很少，但是在圖2中，重新調(diào)整距離在25時(shí)才能合并，故將其單獨(dú)分為一類(lèi)。因此，對(duì)微觀(guān)立地質(zhì)量得分分為4類(lèi)最為合理，其中綜合排名1～9的樣地為第1類(lèi)(優(yōu))，綜合排名10～18的樣地為第2類(lèi)(良)，綜合排名19～39的樣地為第3類(lèi)(一般)，綜合排名40～41的樣地為第4類(lèi)(差)。

3.4綜合立地質(zhì)量分類(lèi)及評(píng)價(jià)

綜合宏觀(guān)立地質(zhì)量得分和微觀(guān)立地質(zhì)量得分分類(lèi)，最終將41塊樣地分成了12類(lèi)(見(jiàn)表7)，很好地避免了由相關(guān)立地因子過(guò)多而造成的權(quán)重難以確定的問(wèn)題。

表7　東北云冷杉針闊混交林綜合立地質(zhì)量分類(lèi)及評(píng)價(jià)

4討論與結(jié)論

(1)森林立地是對(duì)所有影響林木生長(zhǎng)的環(huán)境因子的統(tǒng)稱(chēng)，由于天然針闊混交林人為干擾較少，林分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，林分密度、郁閉度和地下植被覆蓋率均較高，不能準(zhǔn)確測(cè)量林地中所有林木樹(shù)齡的準(zhǔn)確值[3]，所以本研究從地形和土壤的角度，對(duì)森林立地質(zhì)量做出了評(píng)價(jià)。在同一地區(qū)相同氣候條件下，地形和土壤肥力直接影響著樹(shù)種的分布和林木的生長(zhǎng)發(fā)育。而外業(yè)直接測(cè)定的因子(海拔、坡度、坡向及坡位、土層厚度等)與室內(nèi)試驗(yàn)分析因子(土壤性質(zhì)等因子)并沒(méi)有直接相關(guān)性，所以分別采用不同的方法進(jìn)行分類(lèi)評(píng)價(jià)，這樣可以提高各因子權(quán)重的準(zhǔn)確性，最后再將兩類(lèi)因子綜合起來(lái)進(jìn)行整體分類(lèi)評(píng)價(jià)，很大程度上提高了分類(lèi)評(píng)價(jià)結(jié)果的質(zhì)量[22]。由于本文所選取的宏觀(guān)因子不宜改變，而微觀(guān)因子可以通過(guò)一定的措施加以改良，以彌補(bǔ)宏觀(guān)因子的不足。同時(shí)本文所采取的分類(lèi)評(píng)價(jià)法，也可以很好地應(yīng)用在對(duì)無(wú)林地和人工林地的評(píng)價(jià)管理中。本研究沒(méi)有考慮地上林木實(shí)際生長(zhǎng)狀況因素和山地小氣候?qū)ι至⒌刭|(zhì)量的影響，對(duì)于環(huán)境因素指標(biāo)和林木生長(zhǎng)指標(biāo)在天然林立地質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用還有待更加深入的研究。

(2)在宏觀(guān)立地質(zhì)量評(píng)價(jià)中，各宏觀(guān)立地因子經(jīng)過(guò)熵值賦權(quán)法處理后，得出坡度對(duì)立地質(zhì)量的影響最大，其次是坡向、坡位，最后是海拔。由此看出在地勢(shì)平坦、海拔較低、土層較厚的條件下，立地質(zhì)量就越好。而海拔影響最小，可能是由于在本次實(shí)驗(yàn)樣地分布在海拔上差異較小造成的。

在微觀(guān)立地質(zhì)量評(píng)價(jià)中，各微觀(guān)立地因子經(jīng)過(guò)主成分分析之后，根據(jù)第一個(gè)主成分表達(dá)式，得出對(duì)立地質(zhì)量影響最大的土壤因子是土壤密度、有機(jī)質(zhì)、全氮和枯落物厚度。土壤密度的大小與土壤的化學(xué)與礦物組成有關(guān)，土壤密度越高，有機(jī)質(zhì)和全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低，這與楊曉娟等[39]研究的結(jié)果一致。土壤有機(jī)質(zhì)與全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)有密切的正相關(guān)性[40-43]，這是由于在土壤中大部分氮素是有機(jī)的結(jié)合形態(tài)，存在有機(jī)質(zhì)中的氮素也相對(duì)穩(wěn)定，在自然狀態(tài)下，森林土壤有機(jī)質(zhì)的主要來(lái)源是大量的凋落物和龐大的樹(shù)木根系。

根據(jù)分類(lèi)評(píng)價(jià)時(shí)各指標(biāo)因子權(quán)重的大小，建議選取權(quán)重較大的因子(坡度、坡向、土層厚度、坡位、海拔、土壤密度、有機(jī)質(zhì)、全氮和枯落物厚度)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)外，還應(yīng)將林分密度作為一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，這是由于林木的生長(zhǎng)也會(huì)受到林分密度的影響[2]。

(3)在平均樹(shù)高相對(duì)一致的情況下，出現(xiàn)了宏觀(guān)立地質(zhì)量良，微觀(guān)立地質(zhì)量差的狀況。是由于林分密度過(guò)大，土壤養(yǎng)分不能很好地供給林木的生長(zhǎng)，而造成林木平均胸徑較小、生長(zhǎng)狀況較差和土壤貧瘠。建議采取適當(dāng)?shù)牟煞ゴ胧瑴p少林分密度。而在宏觀(guān)立地質(zhì)量差的條件下，出現(xiàn)了微觀(guān)立地質(zhì)量?jī)?yōu)、良和一般這3種狀況。這是由于株數(shù)密度相較小，樹(shù)木之間競(jìng)爭(zhēng)小和林木處于良好的生長(zhǎng)狀態(tài)。在進(jìn)行人工林栽植時(shí)，可以借鑒這3種狀況下的林分密度。在宏觀(guān)立地質(zhì)量?jī)?yōu)，微觀(guān)立地質(zhì)量?jī)?yōu)的狀況下，林分密度小，樹(shù)木生長(zhǎng)良好，這說(shuō)明土壤養(yǎng)分完全可以供給林木生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)植，確保林地在最優(yōu)的狀態(tài)下生長(zhǎng)最好。從研究結(jié)果來(lái)看，宏觀(guān)立地質(zhì)量好的樣地，微觀(guān)立地質(zhì)量并不一定就好。而在研究結(jié)果中并沒(méi)有出現(xiàn)宏觀(guān)優(yōu)—微觀(guān)良、宏觀(guān)優(yōu)—微觀(guān)差、宏觀(guān)一般—微觀(guān)差、宏觀(guān)差—微觀(guān)差的狀況，并不代表沒(méi)有符合這4種狀況的林地，與張勇等[22]對(duì)連云港市云臺(tái)山宜林荒山立地質(zhì)量分類(lèi)及評(píng)價(jià)的研究結(jié)果相似。

(4)采用的數(shù)學(xué)方法和相關(guān)的統(tǒng)計(jì)軟件，均有效地提高了分類(lèi)評(píng)價(jià)的精確度。宏觀(guān)立地質(zhì)量評(píng)價(jià)利用熵值賦權(quán)法確定權(quán)重，受主觀(guān)因素影響較小，使所確定的權(quán)重更好地反映研究樣地的實(shí)際情況；同時(shí)在確定權(quán)重前，對(duì)因子進(jìn)行數(shù)量化和標(biāo)準(zhǔn)化處理，可以消除不同因子間的量綱差異。在微觀(guān)立地質(zhì)量評(píng)價(jià)中，則采用主成分分析法確定權(quán)重，其優(yōu)點(diǎn)可消除評(píng)價(jià)指標(biāo)之間相互影響[44]，但具有一定的主觀(guān)性；而聚類(lèi)分析能夠降低主觀(guān)性的影響；兩種方法相互彌補(bǔ)了各自的不足，并對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)聚類(lèi)，有效避免了主觀(guān)隨意性。為準(zhǔn)確地對(duì)該區(qū)的立地質(zhì)量做出評(píng)價(jià)和森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供一定的參考。

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收稿日期：2015年10月1日。

第一作者簡(jiǎn)介：王璐，女，1990年5月生，北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，碩士研究生。E-mail:wanglu123wl@163.com。通信作者：王海燕，北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，副教授。E-mail:haiyanwang72@aliyun.com。

1)林業(yè)公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)(201504303)。

責(zé)任編輯：王廣建。