哈爾濱市丹清河實驗林場森林立地類型的劃分

鄧淑芹，侯紅亞，張莉

(1.哈爾濱市林業(yè)科學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱 150028；2.哈爾濱市第四十七中學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150080)

哈爾濱市丹清河實驗林場森林立地類型的劃分

鄧淑芹1，侯紅亞1，張莉2

(1.哈爾濱市林業(yè)科學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱 150028；2.哈爾濱市第四十七中學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150080)

摘要采用定性與定量相結(jié)合的數(shù)量化理論方法，通過原二類森林資源調(diào)查資料以及補(bǔ)充外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)，對黑龍江省哈爾濱市林業(yè)局丹清河實驗林場的立地類型進(jìn)行了研究。選用坡度、坡向和土壤A層厚度作為主導(dǎo)因子，坡位作為輔助因子，進(jìn)行立地類型的劃分。將丹清河林場劃分為4個立地類型組，20個立地類型。對實現(xiàn)森林集約經(jīng)營以及充分發(fā)揮林地生產(chǎn)力，均具有重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞丹清河林場；數(shù)量化理論方法；立地類型

立地類型是氣候、地形、土壤等立地條件與植被長期相互影響和作用而形成的統(tǒng)一自然體。不同的立地類型，其土壤、地形等環(huán)境因子組成的小氣候條件存在很大差異性，因此適于不同的林分類型。林分的立地條件對林木的生長和發(fā)展方向有決定性作用，同時也決定了整個林分的品質(zhì)和性質(zhì)[1,2]。立地分類是森林建設(shè)的基礎(chǔ)，也是科學(xué)經(jīng)營森林的重要手段。進(jìn)行立地類型的劃分是全面科學(xué)的評價立地條件品質(zhì)的基礎(chǔ)，同時對因地制宜的營林造林和合理利用林地，以及充分發(fā)掘林地生產(chǎn)力，促進(jìn)林業(yè)向高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)的集約型森林發(fā)展等發(fā)面發(fā)揮著重要作用[3,4]。東北林區(qū)植被資源豐富，地域遼闊，森林類型多樣，正確地進(jìn)行立地類型的劃分，為實現(xiàn)森林的分類經(jīng)營和充分發(fā)揮林地生產(chǎn)力具有重要的現(xiàn)實意義。

1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于依蘭縣北部的黑龍江省哈爾濱市林業(yè)局丹清河實驗林場內(nèi)(129°11′—129°25′ E， 46°31′—46°39′ N)，地處小興安嶺南坡低山丘陵地帶。該地區(qū)屬于中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，夏季氣候濕潤，降雨量集中在7—8月，年降雨量為600 mm左右，年蒸發(fā)量1 250 mm。年日照時數(shù)為2 200 h，年平均氣溫2 ℃，最高氣溫31 ℃，最低氣溫-35 ℃。初霜在9月末，晚霜在5月中旬，無霜期120 d左右，始凍期為10月初，解凍期為5月初。地貌類型屬于低山丘陵，海拔190～1 028 m，平均海拔500 m左右，坡度一般在15°左右。土壤類型有暗棕壤、沼澤土、草甸土，其中以暗棕壤為主，分布于不同的坡向和坡位，占該場總面積的94.9%。該地區(qū)屬于小興安嶺植物區(qū)系，共48科210多種，其針葉混交林以臭冷杉為主，還有以蒙古櫟、黑樺為主的次生林及胡枝子、榛子等植物群落，主要喬木樹種有紅松、臭冷杉、魚鱗云杉、紫椴、楓樺、蒙古櫟、糠椴、春榆、山楊、白樺、水曲柳、黑樺、胡桃楸、黃檗等。

2研究方法

全面搜集和利用當(dāng)?shù)匾延械臍夂颉⑼寥?、植被、地貌、林業(yè)等方面的研究以及區(qū)劃成果的研究材料。在丹青河實驗林場內(nèi)選擇典型的地段作為調(diào)查區(qū)域并結(jié)合當(dāng)?shù)氐亩惿仲Y源調(diào)查資料，對地形、地貌、土壤等進(jìn)行踏查并分級，初步排列出若干種立地類型。

在踏查整個調(diào)查區(qū)林分資源分布狀況的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計出區(qū)域內(nèi)樹種組成以及主要喬灌木的樹種種類和面積比例等。在林區(qū)內(nèi)選擇具有代表性、林分生長狀況良好的林分設(shè)置臨時標(biāo)準(zhǔn)地，共計112塊，臨時標(biāo)準(zhǔn)地分布在不同的立地類型中，設(shè)立的每種立地類型不少于3個重復(fù)。每塊標(biāo)準(zhǔn)地面積為20 m×20 m，對林分狀況和立地因子進(jìn)行調(diào)查，包括林分密度、林齡、胸徑、樹高、枝下高、東西和南北冠幅、優(yōu)勢木樹種、優(yōu)勢木樹高、地形等測量因子，觀察并記錄凋落物數(shù)量、種類、腐殖質(zhì)厚度等因子。在坡面上，等海拔的設(shè)立2 m×2 m小樣方，統(tǒng)計出灌木種類、數(shù)量、蓋度等調(diào)查因子。對地形、地貌、土壤等因子進(jìn)行調(diào)查，在上、中、下三個坡位挖取土壤剖面，詳細(xì)記錄的土壤因子有土壤類型、質(zhì)地、厚度以及A層厚度等，分析土壤理化性質(zhì)和水分動態(tài)。此外，對森林的經(jīng)營歷史、現(xiàn)狀以及當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r以及林木需求狀況等可能影響林分正常生長發(fā)育的干擾因子進(jìn)行調(diào)查。結(jié)合各類調(diào)查資料分析立地類型，并合理地進(jìn)行劃分，再利用設(shè)置的各個觀察點(diǎn)的數(shù)據(jù)，結(jié)合區(qū)域調(diào)查，劃分立地類型組和立地類型。

在立地類型的劃分中，采取定性與定量相結(jié)合的數(shù)量化理論方法[5]。對海拔、坡度、坡向、坡位、土層厚度、A層土厚、土壤類型等因子進(jìn)行數(shù)量化并采取逐步回歸的方法，篩選出主導(dǎo)立地因子，然后以主導(dǎo)立地因子為指導(dǎo)進(jìn)行立地分類，劃分出不同的立地類型。主導(dǎo)立地因子的篩選和立地類型劃分均采用數(shù)量化分析方法，通過分析，選擇相關(guān)性最高的3個立地因子作為主導(dǎo)因子，將各個主導(dǎo)因子隨機(jī)組合即得各立地類型。

3立地類型劃分的原則及依據(jù)

3.1立地類型劃分的原則

根據(jù)森林的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律等原則將立地條件近似或相同的地段進(jìn)行歸類，即立地類型的劃分，在劃分時所遵循的原則如下：(1)構(gòu)成森林立地的自然因子及其組合的一致性。(2)森林生產(chǎn)力水平和宜林性質(zhì)的近似性。(3)森林立地發(fā)生與形成因子及限制因子的一致性。(4)森林立地發(fā)展階段和經(jīng)營方向的一致性[6]。依據(jù)上述四條原則，結(jié)合主導(dǎo)立地因子來劃分立地類型。

3.2立地類型劃分的依據(jù)

表1　各立地因子及指標(biāo)分級

1988年，原林業(yè)部資源司組織有關(guān)單位完成了中國森林立地分類體系的研究，該立地分類系統(tǒng)采用立地區(qū)域、立地區(qū)、立地亞區(qū)、立地類型小區(qū)、立地類型組、立地類型等6個分類級，將全國劃分為8個立地區(qū)域、50個立地區(qū)、166個立地亞區(qū)[7]。根據(jù)這一分類體系，可以確定丹清河實驗林場在中國東部季風(fēng)區(qū)域、小興安嶺森林立地區(qū)、小興安嶺南坡森林立地亞區(qū)。林木的生長發(fā)育受到多種環(huán)境因子的制約，各立地因子的影響程度也各不相同，因此，在丹青河實驗林場內(nèi)，根據(jù)調(diào)查資料，將各個立地因子劃分為若干等級，立地因子調(diào)查按當(dāng)?shù)貙嶋H將調(diào)查的立地因子分級見表1。

根據(jù)上述原則可對丹清河實驗林場確定劃分出立地類型組和立地類型。

4結(jié)果與分析

4.1立地分類主導(dǎo)因子分析

森林的潛在生產(chǎn)力水平是劃分立地類型的一項重要原則，與其立地條件的關(guān)系十分密切。在同一氣候區(qū)內(nèi)，不同立地條件下的生產(chǎn)力有著顯著的差異。溫度和光照等非生物因子是很難控制的，受到地形等立地因子的影響非常明顯，如坡度、坡向的不同可以導(dǎo)致林分中光照、溫度、土壤水分等的差異，從而對林地生產(chǎn)力又產(chǎn)生了直接影響[8]。上述各個因子的差異性可以綜合反映在土壤因子中?？傊寥李愋?、土層厚度以及坡度、坡向等立地因子對林木的生長發(fā)育有著決定性的影響，它們不是單獨(dú)的各自發(fā)揮作用，而是共同發(fā)揮作用來影響林分的發(fā)展方向，從而形成某種立地類型，在這些因子的協(xié)同作用中，發(fā)揮主要作用來決定立地類型的一個或幾個因子，則為立地主導(dǎo)因子[9]。為此，需要掌握林木生長與多種立地因子之間的關(guān)系，將標(biāo)準(zhǔn)地的優(yōu)勢木平均高分別與所調(diào)查的各項立地因子進(jìn)行數(shù)量化理論Ⅰ的運(yùn)算，依據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小決定各個因子的取舍，篩選出主導(dǎo)立地因子，從而為立地類型的劃分提供可靠的依據(jù)。

為了便于在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用，選取海拔、坡度、坡向、坡位、土層厚度、A層厚度、土壤類型等幾個簡單易測的立地因子作為分析因子，即自變量。選取林分優(yōu)勢樹種的平均高作為生長指標(biāo)，即基準(zhǔn)變量。但在運(yùn)算中，既有定性因子，如坡度、坡向、土壤類型等，又有定量因子，如土層厚度、A層厚度等，無法運(yùn)算，為統(tǒng)一起見，應(yīng)用數(shù)量化理論Ⅰ將所有的定性指標(biāo)和定量指標(biāo)全部數(shù)量化。以112塊標(biāo)準(zhǔn)地為樣本單元，將海拔、土壤類型、坡度、土層厚度、坡向、坡位、A層土厚等7個立地因子作為自變量，分別以x1、x2……x7表示，各個標(biāo)準(zhǔn)地中調(diào)整后的優(yōu)勢木平均高作為因變量，建立他們之間的回歸關(guān)系，采用數(shù)量化逐步回歸的方法，逐次刪除偏相關(guān)系數(shù)最小的因子，逐步回歸各步的主要結(jié)果見表2。

由表2可見，在篩選過程中，土層厚度x4首先被刪除，接著坡位x6被刪除，然后是海拔x1和土壤類型x2被刪除。隨著因子個數(shù)的減少，復(fù)相關(guān)系數(shù)R開始變化很小，直到因子個數(shù)為3個時，復(fù)相關(guān)系數(shù)R才有比較明顯的下降。當(dāng)進(jìn)行第5次逐步回歸時，所剩因子為x3、x5、x7，分別為坡度、坡向和A層厚度，經(jīng)t檢驗，全部顯著，因此選用這三個因子作為林木生長和劃分立地類型的主導(dǎo)因子，坡位作為輔助因子。

表2　立地主導(dǎo)因子的逐步回歸過程

4.2立地類型的劃分結(jié)果

根據(jù)丹青河實驗林場地形地貌的特點(diǎn)，并結(jié)合實地調(diào)查分析得到的主導(dǎo)立地因子對其進(jìn)行立地類型的劃分。立地類型的劃分是立地小區(qū)下的二級劃分，即立地類型組、立地類型兩級。

4.2.1立地類型組主要按小的地形地貌不同形態(tài)來劃分，即谷地、緩坡、斜坡、陡坡。

4.4.4立地類型主要是以A層厚度和坡度作為分類標(biāo)準(zhǔn)。由于在谷地時不存在坡度，土層均較厚，故采用土壤類型進(jìn)行分類。斜坡和陡坡的坡向作用對光照、水分等非生物因子產(chǎn)生很大影響，對林分的生長和發(fā)展方向有重要作用，因此，坡向同時作為輔助因子進(jìn)行立地類型的劃分。

據(jù)此，將黑龍江省哈爾濱市丹清河實驗林場的主要立地類型劃分為4個立地類型組，20個立地類型，分類結(jié)果見表3。

表3　丹清河實驗林場立地類型的劃分結(jié)果

東北林區(qū)森林資源豐富，林型多樣，幅員遼闊，立地條件千差萬別，氣候條件復(fù)雜，立地類型也有很大差異，只有正確地進(jìn)行立地類型的劃分，才能科學(xué)地進(jìn)行營林造林，因地制宜，引導(dǎo)森林向集約型經(jīng)營發(fā)展。

5結(jié)語

5.1通過數(shù)量化理論和逐步回歸等數(shù)學(xué)方法對海拔、地形、土壤等7個立地因子進(jìn)行分析，結(jié)果表明，坡度、坡向、土壤類型是影響林分生長的主導(dǎo)立地因子，因而應(yīng)用坡度劃分立地類型組，應(yīng)用坡向+土壤A層厚度+土壤類型對丹清河實驗林場次生林進(jìn)行分類是可靠的，可以反映出林分不同立地條件下的生態(tài)特征。

5.2丹清河實驗林場劃分出4個立地類型組，20個立地類型，基本上包括了丹清河實驗林場的主要地形、地貌以及土壤類型。用來劃分立地類型的主導(dǎo)立地因子簡單易測，為立地類型的劃分提供了簡單可行的方法。

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文章編號：1005-5215(2016)06-0058-03

收稿日期：2016-04-25

作者簡介：鄧淑芹(1968-)，女，黑龍江哈爾濱人，大專，工程師，現(xiàn)從事林業(yè)及濕地研究.

中圖分類號：S718.557

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.06.021