晉西黃土丘陵溝壑區(qū)立地分類研究

劉 菊，梁守倫，孫拖煥，楊 靜

(山西省林業(yè)科學(xué)研究院，山西 太原 030012)

晉西黃土丘陵溝壑區(qū)立地分類研究

劉 菊，梁守倫，孫拖煥，楊 靜

(山西省林業(yè)科學(xué)研究院，山西 太原 030012)

依托山西省森林資源“二類”調(diào)查成果數(shù)據(jù)，采用綜合多因子分類方法，通過研究晉西黃土丘陵溝壑區(qū)的區(qū)域分布特征、天然林區(qū)域分布特征、氣象差異及溝壑密度，將晉西黃土丘陵溝壑區(qū)劃分為兩個(gè)亞區(qū)，為科學(xué)構(gòu)建植被模式夯實(shí)基礎(chǔ)。

晉西；黃土丘陵溝壑區(qū)；立地分類；綜合多因子分類方法

森林立地分類是通過外業(yè)調(diào)查，根據(jù)立地條件的異同劃分立地類型，不同立地類型具有不同的生態(tài)特性。立地類型劃分是林業(yè)科學(xué)的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)理論研究，是實(shí)現(xiàn)科學(xué)造林、育林、營林的關(guān)鍵技術(shù)?？茖W(xué)劃分立地類型并進(jìn)行植被構(gòu)建的研究，對(duì)提高工程建設(shè)成效，加快生態(tài)環(huán)境建設(shè)有重要的科學(xué)意義。

1 研究區(qū)概況

《山西省森林立地類型劃分及造林模式研究》對(duì)山西省森林進(jìn)行了立地分類，晉西黃土丘陵溝壑區(qū)在山西省的森林立地分類系統(tǒng)中屬于晉西北黃土丘陵立地區(qū)(Ⅰ)晉西黃土丘陵溝壑亞區(qū)(Ⅰ-B)，該亞區(qū)又分為2個(gè)立地類型小區(qū)。筆者采用的是《中國森林立地分類》的分類系統(tǒng)，本區(qū)域?qū)儆谥袊至⒌貐^(qū)劃系統(tǒng)中的暖溫立地帶(Ⅲ)，黃土高原暖溫帶立地區(qū)域(19)，黃土丘陵立地區(qū)(B)，晉陜黃土丘陵溝壑立地亞區(qū)。

在大量調(diào)查和分析的基礎(chǔ)上，筆者認(rèn)為該亞區(qū)內(nèi)東西差異較大，按一個(gè)亞區(qū)進(jìn)行立地類型劃分不能準(zhǔn)確反映該區(qū)的實(shí)際情況，不利于區(qū)域植被恢復(fù)技術(shù)的研究。所以，筆者重新進(jìn)行了立地亞區(qū)和立地小區(qū)的區(qū)劃。

2 研究內(nèi)容與方法

依據(jù)區(qū)域自然地理特征、天然林分布特征，結(jié)合區(qū)域內(nèi)的氣象數(shù)據(jù)、溝壑密度進(jìn)行立地亞區(qū)區(qū)劃，以地貌類型為依據(jù)進(jìn)行立地小區(qū)區(qū)劃。

本研究依托山西省森林資源“二類”調(diào)查成果數(shù)據(jù)，所用資料和其它有關(guān)數(shù)據(jù)主要來源于山西省氣象局、山西省測(cè)繪局、山西省林業(yè)科學(xué)研究院和山西省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院等。以晉西黃土丘陵溝壑區(qū)為研究對(duì)象，采用綜合多因子分類方法，分析了現(xiàn)有林分的起源及分布特征，結(jié)合近28年來的氣象資料和區(qū)域地形地貌指標(biāo)，逐級(jí)控制，進(jìn)行立地類型劃分。

3 結(jié)果與分析

3.1 區(qū)域分異特征

晉西黃土丘陵溝壑區(qū)地表組成物質(zhì)和地貌，在宏觀上有明顯的東西分異和垂直分異特征，南北分異特征不明顯。

基巖類型的分布表現(xiàn)出明顯的東西分異，黃土堆積的厚度具有東厚西薄的東西分異特征。地質(zhì)構(gòu)造、基巖與黃土的組合分布類型的東西分異，導(dǎo)致晉西黃土丘陵溝壑區(qū)地貌和地勢(shì)顯著的東西分異。東部為典型的黃土丘陵溝壑區(qū)，西部沿黃地帶為土石丘陵溝壑區(qū)。

地表組成物質(zhì)和地貌地勢(shì)的東西分異，控制了晉西黃土丘陵溝壑區(qū)自然景觀、自然資源和土地開發(fā)利用方向的東西分異。地勢(shì)總體上呈現(xiàn)東北高西南低的趨勢(shì)。不同海拔高度帶內(nèi)的地表組成物質(zhì)和地貌的組合類型有明顯的不同。500 m～1 000 m主要是土石丘陵，位于沿黃地帶；1 000 m～1 500 m主要是黃土丘陵。

3.2 天然林的區(qū)域分布特征

該區(qū)域的地帶性頂極群落是以油松、遼東櫟為主的群落。油松、遼東櫟、側(cè)柏、刺槐(萌生)、山楊及其它軟闊類的天然林分布情況見表1至表5.

表1 油松天然林分布

表2 遼東櫟天然林分布

表3 側(cè)柏天然林分布

表4 刺槐(萌生)天然林分布

表5 山楊及其它軟闊類天然林分布

從天然林的分布特征可以看出，區(qū)域內(nèi)油松林、遼東櫟林的天然分布基本都在海拔1 000 m以上(表1，表2)。側(cè)柏林、刺槐(萌生)林2個(gè)主要群落雖然分布范圍較寬，但其主要分布也都在1 000 m以上(表3，表4)。從表5可以看出，此區(qū)域內(nèi)有5個(gè)縣分布有天然山楊林，其垂直分布范圍是1 000 m～1 400 m，其中以1 100 m～1 300 m為主，占總面積的70.49%.說明山楊在此區(qū)域的主要分布范圍是1 100 m～1 300 m.

結(jié)合區(qū)域的東西分異特征，可以將其分為東、西2個(gè)區(qū)域，海拔1 000 m線是東西差異的重要分界線。

3.3 氣象差異

19個(gè)氣象站近年的年均氣溫以及各站點(diǎn)的海拔見第10頁表6，圖1.

從表6，圖1中可以看出，隨著海拔的升高，平均氣溫有明顯的降低趨勢(shì)。說明在區(qū)域范圍內(nèi)，雖然緯度差異對(duì)平均氣溫有一定的影響，但海拔對(duì)平均氣溫的影響更大。在海拔小于1 000 m的站點(diǎn)，年均溫為9 ℃～12 ℃，這部分站點(diǎn)位于西部的黃河沿岸。而海拔高于1 000 m的站點(diǎn)，年均溫7 ℃～9 ℃，這部分站點(diǎn)位于東部丘陵區(qū)。

3.4 溝壑密度

在ArcGIS空間分析模塊下，利用1∶10 000 DEM數(shù)據(jù)對(duì)溝道進(jìn)行提取。自北向南分別從東、西部各選6塊區(qū)域(盡量選擇完整的小流域)，使兩兩緯度大致相同，海拔具有明顯差異。以閾值100進(jìn)行溝壑密度的計(jì)算，結(jié)果見第10頁表7.

表6 氣象站海拔與年均氣溫

圖1 年均氣溫與海拔的關(guān)系

由表7可以看出，海拔1 000 m以上的流域位于項(xiàng)目區(qū)東部，溝壑密度為5.502 km/km2～8.966 km/km2；海拔1 000 m以下的流域位于項(xiàng)目區(qū)西部，溝壑密度為8.818 km/km2～10.598 km/km2，與劉玲、陳濤、李俊、湯國安等研究黃土高原區(qū)得到的溝壑密度一致。說明區(qū)域內(nèi)海拔1 000 m以上的流域與1 000 m以下的流域的溝壑密度存在顯著的差異，特別是同一緯度的2個(gè)流域的溝壑密度差異更為顯著。

表7 晉西黃土丘陵溝壑區(qū)密度情況

3.5 亞區(qū)區(qū)劃結(jié)果

根據(jù)以上分析，將該區(qū)縱向劃分為2個(gè)亞區(qū)，分界線大致在海拔1 000 m的位置，具體分界線結(jié)合實(shí)際地形。利用地理信息系統(tǒng)繪制晉西黃土丘陵溝壑區(qū)分區(qū)圖，見第11頁圖2.西部是土石丘陵溝壑亞區(qū)，東部是黃土丘陵溝壑亞區(qū)，為了不影響全省立地區(qū)劃系統(tǒng)及其代號(hào)的編排，將其代碼編為Ⅰ-B1和Ⅰ-B2.

3.6 立地小區(qū)的劃分

將立地亞區(qū)以地貌類型為依據(jù)進(jìn)一步劃分為可在不同地段重復(fù)出現(xiàn)的立地小區(qū)，并以其地貌命名。例如，地貌為土石山，則命名為“土石山立地類型小區(qū)”(簡稱土石山小區(qū))；地貌為黃土丘陵，則命名為“黃土丘陵立地類型小區(qū)”(簡稱黃土丘陵小區(qū))。在同一亞區(qū)內(nèi)同名立地類型小區(qū)，有相同的立地類型。利用山西省地貌類型圖與晉西黃土丘陵溝壑區(qū)分區(qū)圖疊加，將其不同地貌的界線轉(zhuǎn)到晉西黃土丘陵溝壑區(qū)分區(qū)圖上，由此確定各小班的地貌類型及所屬小區(qū)，見第11頁圖3.

4 結(jié)論與討論

1) 本研究在劃分立地類型時(shí)，綜合考慮了中國森林立地分區(qū)和山西省森林立地分類系統(tǒng)。在代號(hào)的編排上，與全省立地區(qū)劃系統(tǒng)相協(xié)調(diào)。

2) 晉西黃土丘陵溝壑區(qū)，地域差異十分明顯，地形、地貌、氣候、植被等在自然界中均有明顯的分布規(guī)律，能正確反映立地特征，符合立地客觀實(shí)際。野外實(shí)地調(diào)查結(jié)果顯示，本研究結(jié)果與諸因子所形成的立地在自然界中的反映相一致。

3) 在本研究基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步分析林分的分布特征、生長狀況和林分的立地特征等，提出適合的植被構(gòu)建模式。

圖2 晉西黃土丘陵溝壑區(qū)分區(qū)圖

圖3 晉西黃土丘陵溝壑區(qū)立地小區(qū)區(qū)劃圖

[1] 田國啟，鄺立剛，朱世忠，等.山西省森林立地分類與造林模式.北京:中國林業(yè)出版社,2010.

[2] 劉 玲，師 忱，孫江濤，等.晉西黃土丘陵溝壑區(qū)流域特征研究.干旱區(qū)資源與環(huán)境,2013,27(4)：146-152.

[3] 陳 濤，朱金兆，馬 浩，等.黃土高原溝壑區(qū)溝道提取時(shí)閾值范圍的研究.長江科學(xué)院院報(bào),2008(3)：28-30；34.

[4] 李 俊，湯國安，張 婷，等.利用DEM提取陜北黃土高原溝谷網(wǎng)絡(luò)的匯流閾值研究.水土保持通報(bào),2007,27(2)：75-78.

[5] 鄺立剛，梁守倫，雍 鵬.山西省立地類型區(qū)劃.山西林業(yè)科技,2008(4):1-4.

Site Classification of the Loess Hilly-gully Areas in West Shanxi

Liu Ju, Liang Shoulun, Sun Tuohuan, Yang Jing

(ShanxiAcademyofForestrySciences,Taiyuan030012,China)

Based on the forest resource inventory data of Shanxi province, area distribution of the loess hilly-gully areas, distribution characteristics of natural forest, meteorological difference and gully density was studied. The loess hilly-gully areas in west Shanxi was divided into 2 sub-regions by using comprehensive multi-factor classification methods. The results could provide scientific basis for vegetation pattern construction.

West Shanxi; Loess hilly-gully areas; Site classification; Comprehensive multi-factor classification methods

2016-02-20

國家林業(yè)局“948”項(xiàng)目(2010-4-01)

劉 菊(1982— )，女，山東成武人，2006年畢業(yè)于山西大學(xué)，工程師。

S757.3

A

1007-726X(2016)02-0008-04