全 文 ：黄河三角洲莱州湾柽柳低效次生林质效等级评价*
夏江宝1 摇 刘玉亭1 摇 朱金方1,2 摇 许景伟3**摇 陆兆华1,2 摇 刘京涛1 摇 刘摇 庆1
( 1滨州学院山东省黄河三角洲生态环境重点实验室, 山东滨州 256603; 2中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院恢复生态
研究所, 北京 100083; 3山东省林业科学研究院, 济南 250014)
摘摇 要摇 以黄河三角洲莱州湾柽柳次生灌木生态林为对象,选取林分生长和土壤理化性状等
24 项指标,采用综合因子法研究柽柳林低效的主要影响因子和低效林划分的主要参数.结果
表明: 柽柳树木生长指标与反映土壤质量状况的主要指标相关性不明显,仅依据树木的生长
状况不能反映柽柳林的低效程度,需采用树木生长和土壤改良指标来综合判断.土壤含盐量、
林龄、土壤含水量、单株地上茎和叶生物量及地径是反映低效柽柳林分质效高低的主要指示
因子,其次为土壤容重、孔隙度及土壤养分特征.莱州湾柽柳低效林可划分为生长潜力型、轻
度低质型、中度低效型、中度低质低效型和重度低质低效型 5 大类型.依据聚类分析的类平均
值探讨了其林分特征、低效原因及经营改造方法.
关键词摇 柽柳低效林摇 生长指标摇 土壤理化指标摇 分类摇 黄河三角洲
文章编号摇 1001-9332(2013)06-1551-08摇 中图分类号摇 S756. 5, S758. 8摇 文献标识码摇 A
Quality level assessment of lowly efficient Tamarix chinensis secondary shrubs in Laizhou Bay
of Yellow River Delta. XIA Jiang鄄bao1, LIU Yu鄄ting1, ZHU Jin鄄fang1,2, XU Jing鄄wei3, LU Zhao鄄
hua1,2, LIU Jing鄄tao1, LIU Qing1 ( 1Shandong Provincial Key Laboratory of Eco鄄Environmental Sci鄄
ence for Yellow River Delta, Binzhou University, Binzhou 256603, Shandong, China; 2 Institute of
Restoration Ecology, College of Chemical and Environmental Engineering, China University of Min鄄
ing and Technology, Beijing 100083, China; 3The Research Institute of Forestry in Shandong,
Ji爷nan, 250014, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(6): 1551-1558.
Abstract: Taking the Tamarix chinensis secondary shrubs in Laizhou Bay of Yellow River Delta as
test objects, and by using synthetic factor method, this paper studied the main factors causing the
lowly efficiency of T. chinensis secondary shrubs as well as the main parameters for the classification
of lowly efficient T. chinensis secondary shrubs. A total of 24 indices including shrubs growth and
soil physical and chemical properties were selected to determine the main affecting factors and pa鄄
rameters in evaluating and classifying the lowly efficient shrubs. There were no obvious correlations
between the indices reflecting the shrubs growth and soil quality, and thus, only using shrub growth
index to reflect the lowly efficiency level of T. chinensis was not enough, and it would be necessary
to combine with soil quality factors to make a comprehensive evaluation. The principal factors re鄄
flecting the quality level of lowly efficient T. chinensis shrubs included soil salt content and moisture
content, stand age, single tree爷s aboveground stem, leaf biomass, and basal diameter, followed by
soil density, porosity, and soil nutrient status. The lowly efficient T. chinensis shrubs in the Bay
could be classified into five types, namely, shrub with growth potential, slightly low quality shrub,
moderately lowly efficient shrub, moderately low quality and lowly efficient shrub, and seriously low
quality and lowly efficient shrub. The main features, low efficiency causes, and management meas鄄
ures of these shrubs were discussed based on the mean cluster value.
Key words: lowly efficient Tamarix chinensis shrub; growth index; soil physical and chemical indi鄄
ces; classification; Yellow River Delta.
*国家科技支撑计划项目(2009BADB2B0502,2011BAC02B01鄄05)和国家自然科学基金项目(31100468)资助.
**通讯作者. E鄄mail: xujingweisd@ 163. com
2012鄄08鄄07 收稿,2013鄄03鄄21 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 6 月摇 第 24 卷摇 第 6 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jun. 2013,24(6): 1551-1558
摇 摇 低效林的经营改造是林业生态建设的重要内容
之一.在改善现有林分结构、提高林分生态效能及低
效林改造技术的研究中,首先需要明确哪些林分属
于质量低劣、效益低下的林分,其次需要确定其低效
程度.因此,低效林分类和评价体系的建立是因地
(林)制宜进行低效林改造的必要前提和重要保障.
在生产经营活动中,通常将显著低于立地生产力及
功能效益正常水平的林分确定为低效林[1] . 低效林
改造技术规程中提出了生态型和经济型低效林的评
判标准[2],但缺少低效林等级划分或质效分类的依
据.国内许多学者将林分生产力[3-4]、林分结构和生
态功能[5]等指标作为界定与评价低效林的主要参
数.国外相关研究表明,土壤和植物体内的 C、N、P
化学计量特征[6]、土壤水分利用[7]、生物多样性特
征[8]及人为干扰程度[9]等都可作为反映植被退化
及低效特征的指示因子. 可见,因立地条件、树木种
类、林分功能甚至林分起源等的不同,对低效林分的
分类、界定及评价方法存在一定差异. 近年来,我国
低效林的分类与评价研究主要集中在长江中上游的
冷杉(Abies religiosa)林[4]、云杉(Picea asperata var.
asperata)林[10]、次生栎 (Quercus acutissima)林[11]、
云南松(Pinus yunnanensis)林[12]等林分,苏南的低
质、低效杉木(Cunninghamia lanceolata)林[3],东北小
兴安岭林区的低质林[5,13],福建省低质、低效红树
林[14],以及黄河三角洲退化人工刺槐(Robinia pseud鄄
oacacia)林[15]等,而涉及黄河三角洲柽柳(Tamarix
chinensis)低效林的质效等级评价研究较少.
位于山东省昌邑市北部沿海地带的黄河三角洲
莱州湾柽柳林湿地,是目前我国唯一以柽柳为主要
保护对象的国家级海洋生态特别保护区.近年来,受
自然因素和人为干扰的影响,柽柳林分质量不断下
降,生物多样性降低,生态功能退化,低效柽柳林面
积逐步扩大.柽柳是盐碱地土壤改良和沙漠地绿化
造林的重要树种[16-18] . 作为黄河三角洲建群种之
一,柽柳在维持滨海湿地生态系统平衡及基因库保
存中起着重要作用[19-20] .目前相关研究主要集中在
柽柳的空间分布[21-22]及其对土壤环境的响应[23]、
土壤微量营养元素的空间异质性[24]、土壤微生物分
布[25]、生态位[26]及其改良土壤效应[27]等方面,而对
柽柳低效生态林的分类与评价研究尚未见报道. 因
此,亟需对该区域柽柳低效林进行保护、改造和经营
管理,而低效林质效等级评价是实施经营管理技术
的基础和前提.鉴于此,本研究以黄河三角洲莱州湾
柽柳次生灌木生态林为对象,采用野外调查与室内
测试分析相结合的方法,研究柽柳低效林的林分特
征、主要影响因子及划分依据,旨在为柽柳低效林的
科学经营提供理论依据和技术指导.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
山东昌邑 国 家 级 海 洋 生 态 特 别 保 护 区
(37毅03忆07义—37毅07忆12义 N,119毅20忆19义—119毅23忆49义 E)位
于黄河三角洲莱州湾南岸,属于温带半湿润季风型
大陆性气候,年均降水量为 620 mm,降水多集中在
7—9 月,年蒸发量为 1764 ~ 1859 mm. 年均气温
12郾 9 益左右,极端最高气温 39. 2 益,极端最低气温
-19. 0 益,无霜期 195 ~ 225 d.地质构造属于华北地
台渤海凹陷的一部分,地层为第四纪堆积层,土壤母
质为近代黄河冲积物,土壤类型主要为潮土,土壤可
溶性盐含量 0. 3% ,含水量 7. 9% ,容重 1. 34
g·cm-3,总孔隙度 50. 8% ,有机质 0郾 4% ,全 N、全 P
含量分别为 284 和 487 mg·kg-1 . 浅层水矿化度在
1. 5 ~ 2. 0 g·L-1,水质偏碱. 保护区植被类型以灌
木和草本为主,优势灌木树种为柽柳;草本植物主要
有盐地碱蓬(Suaeda salsa)和二色补血草(Limonium
bicolor)等.研究区主要分布在高潮线以上的近海滩
涂上,地面坡降在 0. 3译,地势平坦,海拔为 5 m,地
下水埋深在 3 m以上.因属于滨海堆积平原海岸,柽
柳生长的影响因子中,坡度及土层厚度等定量因子
基本一致;坡位、坡向等定性因子不存在差异.
1郾 2摇 研究方法
1郾 2郾 1 样地设置摇 2011 年 6 月,在研究区柽柳典型
分布地带,沿垂直于海岸带的方向设置 2 条调查样
带. 依据柽柳生长状况及距离海岸带远近,每隔
300 ~ 400 m,选取标准样地 1 个, 每样地设置 10 m伊
10 m的调查样方 3 个,共选取 20 个标准样地,分别
调查柽柳平均林龄为 8 a 的树高、地茎、密度、盖度
和生物量,共测定树木 678 株.
在每个样地内采用三点采样法分 0 ~ 30 cm、
30 ~ 60 cm和 60 ~ 100 cm 采集土壤样品.将样品密
封带回实验室,风干、磨碎,过 1 mm 筛,密封保存,
备测定.
1郾 2郾 2 测定方法摇 采用环刀浸水法测定土壤样品的
容重和孔隙度;烘干法测定土壤含水量.采用电位法
测定土壤 pH值;采用重量法测定土壤可溶性盐分;
采用元素分析仪(Elementar Vario EL芋)测定土壤
总有机碳(TOC),重铬酸钾容量法测定土壤有机质
含量;采用 2 mol·L-1 KCl溶液浸提,流动注射分析
2551 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
仪 (德 国 SEAL, AutoAnalyzer 3 ) 测 定 硝 态 氮
(NO3 - 鄄N)和铵态氮 ( NH4 + 鄄N);用 0. 5 mol · L-1
NaHCO3溶液浸提鄄钼锑抗比色法测定土壤速效磷;
用火焰原子吸收法测定水溶性 K+、Na+、Ca2+、Mg2+
含量,水土比均为 5 颐 1[23] .低效林综合评价采用模
糊数学隶属函数法,计算公式如下:
如果指标与质效呈正相关:
X(u)= (X i-Xmin) / (Xmax-Xmin) (1)
如果指标与质效呈负相关:
X(u)= 1-(X i-Xmin) / (Xmax-Xmin) (2)
式中:X(u)为隶属函数值;X i为各聚类林型的某指标
类均值;Xmin、Xmax分别为聚类林型中某指标内的最
小值和最大值.
1郾 3摇 数据处理
数据经 Excel 2003 整理后,用 SPSS 11. 5 软件
进行相关分析(a= 0. 05)、主成分分析和聚类分析,
并构建聚类分析图.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 柽柳林树木生长指标及其影响因子的相关性
由表 1 可以看出,树木高度除与 Ca2+含量极显
著相关外,与 K+、Na+、Mg2+含量和非毛管孔隙度均
显著相关,与其他影响因子则不具显著相关性.地径
粗度仅与树龄显著相关.树木东西、南北冠幅与林分
密度、土壤总孔隙度、含盐量、Ca2+含量显著相关,与
非毛管孔隙度、K+、Na+、Mg2+含量均极显著相关.单
株茎生物量与有机质含量极显著相关,与有效磷、
K+、Na+、Ca2+含量显著相关. 单株叶生物量与 18 个
影响因子均无显著相关性.可见,柽柳树木的生长指
标并不能完全反映低效林下的土壤物理结构、养分
状况及有效离子含量等特性.因此,仅依据树木的生
长状况或土壤理化指标对柽柳低效林进行分类存在
一定缺陷.需将生长指标和土壤理化参数相结合来
进行综合评价.
2郾 2摇 柽柳林各质效因子的主成分分析
树木生长和林地土壤理化指标对林分低效的影
响程度不同,并且各因子间存在交互作用.对这些指
标进行主成分分析,可归纳出不同退化程度低效林
的指示因子.
摇 摇 由表 2 可以看出,前 6 个主成分的累计贡献率
为 83. 4% ,能够反映测试指标的大部分信息,因此
取前 6 个符合综合数值分析要求的主成分.其中,主
成分 Y1 的贡献率最大,为 38. 5% , K+、Na+、Ca2+、
Mg2+因子负荷量较大,在莱州湾滨海盐碱湿地生境
下,除 K+表现为营养成分外,其他阳离子表现为盐
胁迫因子,因此,该类表述为 K+和盐分胁迫因子.主
成分 Y2 中林龄、林分密度、NO3 -负荷量较大,其
中林龄的负荷量最大 . 主成分Y3中土壤含水量、
表 1摇 柽柳生长指标及其影响因子的相关系数
Table 1摇 Correlation coefficients between tree growth indices and the impact factors of Tamarix chinensis
因子
Factor
树高
Tree
height
地径
Basal
diameter
东西冠幅
East鄄west
crown diameter
南北冠幅
North鄄south
crown diameter
单株茎生物量
Biomass of
single tree stem
单株叶生物量
Biomass of
single tree leaf
林龄 Stand age -0. 357 -0. 451* -0. 369 -0. 437 -0. 005 -0. 324
林分密度 Stand density -0. 012 -0. 260 -0. 527* -0. 547* 0. 064 -0. 262
土壤容重 Soil density -0. 251 -0. 348 -0. 262 -0. 307 0. 165 -0. 353
总孔隙度 Total porosity 0. 346 0. 185 0. 450* 0. 474* 0. 263 0. 055
非毛管孔隙度 Non鄄capillary porosity 0. 493* 0. 252 0. 598** 0. 593** 0. 170 -0. 162
毛管孔隙度 Capillary porosity 0. 268 0. 147 0. 358 0. 387 0. 255 0. 103
土壤含水量 Soil water content -0. 040 0. 243 -0. 027 -0. 004 -0. 105 -0. 108
土壤含盐量 Soil salt content -0. 404 0. 100 -0. 523* -0. 527* -0. 398 -0. 230
pH 0. 276 0. 053 0. 241 0. 252 0. 149 -0. 376
有机质 Organic matter 0. 270 0. 203 0. 420 0. 415 0. 622** 0. 217
有效磷 Available P 0. 261 0. 038 0. 157 0. 129 0. 460* 0. 003
NH4 + 0. 275 0. 210 0. 309 0. 326 0. 196 0. 285
NO3 - -0. 305 -0. 161 -0. 405 -0. 424 -0. 152 -0. 273
总有机碳 TOC 0. 361 0. 024 0. 410 0. 389 0. 290 -0. 127
K+ -0. 555* -0. 103 -0. 664** -0. 659** -0. 485* 0. 001
Na+ -0. 491* -0. 016 -0. 600** -0. 594** -0. 447* 0. 004
Ca2+ -0. 653** -0. 248 -0. 573** -0. 557* -0. 495* 0. 195
Mg2+ -0. 512* -0. 044 -0. 609** -0. 606** -0. 383 0. 100
* P<0. 05;** P<0. 01.
35516 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 夏江宝等: 黄河三角洲莱州湾柽柳低效次生林质效等级评价摇 摇 摇 摇 摇
表 2摇 柽柳林主成分分析中各因子的负荷量及贡献率
Table 2摇 Contribution rate and factor loading of Tamarix chinensis by principal component analysis
因子
Factor
主成分 Principal component
Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
林龄 Stand age -0. 160 -0. 695 -0. 213 0. 162 0. 001 -0. 153 0. 342
林分密度 Stand density -0. 159 -0. 639 -0. 114 -0. 111 -0. 037 0. 449 -0. 545
树高 Tree height 0. 671 0. 233 0. 194 0. 120 -0. 390 0. 402 -0. 181
地径 Basal diameter 0. 314 0. 521 0. 334 0. 142 -0. 120 0. 621 0. 167
东西冠幅 East鄄west crown diameter 0. 775 0. 418 0. 121 0. 175 -0. 169 -0. 054 0. 231
南北冠幅 North鄄south crown diameter 0. 781 0. 460 0. 123 0. 147 -0. 153 -0. 007 0. 232
单株茎生物量 Biomass of single tree stem 0. 524 -0. 054 0. 044 0. 632 0. 256 0. 163 -0. 240
单株叶生物量 Biomass of single tree leaf 0. 074 0. 447 -0. 374 0. 258 0. 643 0. 089 0. 015
土壤容重 Soil density -0. 389 -0. 401 0. 443 0. 498 -0. 186 -0. 286 -0. 136
总孔隙度 Total porosity 0. 762 -0. 044 0. 181 -0. 461 0. 368 0. 025 0. 036
非毛管孔隙度 Non鄄capillary porosity 0. 708 0. 196 0. 289 -0. 141 -0. 117 -0. 363 -0. 092
毛管孔隙度 Capillary porosity 0. 684 -0. 100 0. 132 -0. 486 0. 444 0. 120 0. 063
土壤含水量 Soil water content -0. 327 0. 443 0. 765 -0. 086 0. 127 -0. 103 -0. 093
土壤含盐量 Soil salt content -0. 782 0. 079 0. 544 -0. 037 0. 057 0. 123 0. 103
pH 0. 531 -0. 567 0. 134 -0. 290 -0. 098 0. 267 0. 314
有机质 Organic matter 0. 568 -0. 089 0. 141 0. 486 0. 393 -0. 077 0. 205
有效磷 Available P 0. 511 -0. 524 0. 116 0. 233 0. 289 0. 168 -0. 120
NH4 + 0. 250 0. 581 -0. 586 0. 044 -0. 120 -0. 020 -0. 113
NO3 - -0. 351 -0. 629 0. 237 0. 158 -0. 035 0. 147 0. 366
总有机碳 TOC 0. 627 -0. 119 0. 479 -0. 089 0. 099 -0. 357 -0. 307
K+ -0. 941 0. 183 0. 095 -0. 027 0. 102 0. 124 0. 043
Na+ -0. 922 0. 231 0. 224 0. 001 0. 093 0. 148 0. 053
Ca2+ -0. 885 0. 294 -0. 181 -0. 050 0. 129 -0. 054 0. 094
Mg2+ -0. 876 0. 269 0. 232 0. 007 0. 219 0. 061 -0. 107
贡献率 Contribution rate (% ) 38. 5 15. 9 10. 1 7. 2 6. 1 5. 7 4. 6
累积贡献率 Cumulative contribution rate (% ) 38. 5 54. 4 64. 5 71. 7 77. 8 83. 4 88. 1
NH4 +、含盐量负荷量较大,其中土壤含水量负荷量
最大. 主成分 Y4 中单株茎生物量、土壤容重、毛管
孔隙度、有机质、总孔隙度负荷量较大,其中单株茎
生物量负荷量最大.主成分 Y5 中单株叶生物量、毛
管孔隙度负荷量较大,其中单株叶生物量负荷量最
大.主成分 Y6 中地径负荷量最大.
2郾 3摇 柽柳林的聚类分析
依据上述 24 项指标对 20 个样地进行聚类分
析,分成 5 种林分类型,较好地反映了柽柳低效林的
分布状况(图 1). 由表 3 可以看出,5 类林型中,第
玉类林分树木的高度、地径、冠幅及地上生物量等生
长指标最高,土壤容重、孔隙度、有机质等改良土壤
指标较好;第吁类林分树木生长差,土壤退化严重;
而其他 3 类林分的主要指标变化不明显,说明聚类
分析得到的 5 种林型不能仅由主要指标的类平均值
大小来划分其质效等级. 可采用模糊数学隶属函数
法对莱州湾柽柳低效林质效等级进行评价.
2郾 4摇 柽柳林的林型划分及林分特征
依据主成分分析结果,柽柳低效林的质效综合
评价指标共有 16 个:树木高度、地径、单株茎生物
量、单株叶生物量、土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙
度、土壤含水量、含盐量、有机质、NH4 +、NO3 -、K+、
Na+、Ca2+、Mg2+ . 各林型主要因子的隶属函数值见
表 4.
由表 4 可以看出,5 类林型的质效评价结果为:
玉类>域类>芋类>郁类>吁类.根据聚类分析和林型
质效综合评价结果,结合低效林分类的基本原则:生
长指标好、生物量高的评为“质冶,土壤改良效应好
图 1摇 柽柳林的聚类分析图
Fig. 1摇 Clustering analysis plot of Tamarix chinensis shrubs.
1 ~ 20: 样地号 Sampling plots No.
4551 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
表 3摇 柽柳林聚类分析的类平均值
Table 3摇 Mean value of cluster analysis of Tamarix chinensis forest
因子
Factor
林分类型 Forest type
玉 域 芋 郁 吁
树龄 Stand age (a) 6. 75 8. 57 8. 67 9. 00 8. 00
林分密度 Stand density (plant·hm-2) 300 1685 5533 3520 600
树高 Tree height (m) 1. 82 1. 68 1. 78 1. 45 0. 84
地径 Basal diameter (cm) 3. 34 2. 38 2. 46 2. 43 2. 70
东西冠幅 East鄄west crown diameter (m) 1. 98 1. 70 1. 09 0. 96 0. 42
南北冠幅 North鄄south crown diameter (m) 2. 01 1. 63 1. 04 0. 97 0. 43
单株茎生物量 Biomass of single tree stem (kg) 115. 78 126. 44 135. 43 100. 78 79. 86
单株叶生物量 Biomass of single tree leaves (kg) 268. 04 59. 28 70. 25 53. 50 42. 92
土壤容重 Soil density (g·cm-3) 1. 15 1. 21 1. 24 1. 19 1. 27
总孔隙度 Total porosity (% ) 45. 7 44. 0 44. 0 43. 7 38. 9
非毛管孔隙度 Non鄄capillary porosity (% ) 3. 5 3. 3 2. 9 2. 8 2. 4
毛管孔隙度 Capillary porosity (% ) 42. 2 40. 7 41. 1 40. 9 36. 5
土壤含水量 Soil water content (% ) 11. 6 11. 0 10. 7 10. 1 8. 6
土壤含盐量 Soil salt content (% ) 0. 3 0. 3 0. 4 0. 4 1. 2
pH 8. 47 8. 54 8. 55 8. 61 8. 11
有机质 Organic matter (g·kg-1) 2. 43 2. 40 2. 18 1. 82 1. 40
有效磷 Available P (mg·kg-1) 12. 25 14. 61 16. 46 13. 06 2. 55
NH4 + (mg·kg-1) 23. 91 21. 94 19. 52 19. 59 17. 43
NO3 - (mg·kg-1) 6. 69 7. 83 7. 40 8. 75 8. 40
总有机碳 TOC (mg·kg-1) 104. 12 129. 67 106. 45 93. 77 72. 85
K+ (mg·kg-1) 60. 14 60. 27 67. 49 81. 76 152. 76
Na+ (mg·kg-1) 434. 63 336. 50 562. 91 773. 54 2554. 27
Ca2+ (mg·kg-1) 301. 69 282. 92 278. 25 324. 60 481. 88
Mg2+ (mg·kg-1) 39. 37 36. 64 49. 91 51. 97 141. 68
玉:生长潜力型 Potential type; 域:轻度低质型 Slightly low quality type; 芋:中度低效型 Moderately low efficiency type; 郁:中度低质低效型Moder鄄
ately low quality and low efficiency type; 吁:重度低质低效型 Seriously low quality and low efficiency type.下同 The same below.
表 4摇 各类林型主要因子的隶属函数值
Table 4摇 Subordinate function value of principal factors of different forest types
主要因子
Principal factor
林分类型 Forest type
玉 域 芋 郁 吁
树高 Tree height (m)+ 1. 000 0. 857 0. 959 0. 622 0. 000
地径 Basal diameter (cm)+ 1. 000 0. 000 0. 083 0. 052 0. 333
单株茎生物量 Biomass of single tree stem (kg)+ 0. 646 0. 838 1. 000 0. 376 0. 000
单株叶生物量 Biomass of single tree leaf (kg)+ 1. 000 0. 073 0. 121 0. 047 0. 000
土壤容重 Soil density (g·cm-3)- 0. 000 0. 500 0. 500 0. 333 1. 000
总孔隙度 Total porosity (% )+ 1. 000 0. 753 0. 744 0. 705 0. 000
毛管孔隙度 Capillary porosity (% )+ 1. 000 0. 742 0. 805 0. 774 0. 000
土壤含水量 Soil water content (% )+ 1. 000 0. 812 0. 688 0. 497 0. 000
土壤含盐量 Soil salt content (% )- 1. 000 1. 000 0. 898 0. 841 0. 000
有机质 Organic matter (g·kg-1)+ 1. 000 0. 971 0. 757 0. 408 0. 000
NH4 + (mg·kg-1)+ 1. 000 0. 696 0. 323 0. 333 0. 000
NO3 - (mg·kg-1)+ 0. 000 0. 553 0. 345 1. 000 0. 830
K+ (mg·kg-1)+ 0. 000 0. 001 0. 079 0. 233 1. 000
Na+ (mg·kg-1)- 0. 956 1. 000 0. 898 0. 803 1. 000
Ca2+ (mg·kg-1)- 0. 885 0. 977 0. 000 0. 772 1. 000
Mg2+ (mg·kg-1)- 0. 974 1. 000 0. 874 0. 854 0. 000
合计 Total 12. 461 10. 773 9. 074 8. 650 5. 163
+ 正指标 Positive index; - 负指标 Negative index.
的评为“效冶,莱州湾柽柳低效林可分为 5 个等级:
生长潜力型、轻度低质型、中度低效型、中度低质低
效型和重度低质低效型. 各林分特征及其经营措施
如下:
55516 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 夏江宝等: 黄河三角洲莱州湾柽柳低效次生林质效等级评价摇 摇 摇 摇 摇
玉)生长潜力型:该林型树龄在 6 ~ 7 a,密度较
小,土壤含盐量在 0. 2% ~ 0. 3% ,土壤含水量在
11郾 1% ~13. 1% .林分特征为:树木生长最高,地径
最粗,地上生物量最高;林地土壤疏松,通气透水性
能最好;水分含量高、盐分含量低,降盐改土功能好;
有机质含量最高,但速效养分含量处于中等水平.该
林型应以封育保护为主,避免人为干扰. 因密度偏
小,林分结构单一,可采取人工补植柽柳幼苗和其他
耐盐碱灌木,种植草本植物的等措施,营造灌木混交
林、灌草结构模式.
域)轻度低质型:该林型树龄在 8 ~ 9 a,土壤含
盐量在 0. 2% ~ 0. 4% ,土壤含水量在 10. 5% ~
12郾 5% .林分特征为:树木高度、地径及地上生物量
低于生长潜力型,林地土壤通气透水性能、降盐效果
较好,TOC、有机质及速效养分含量较高,改良土壤
效应好.该林型林分密度有增大的空间,可采取人工
促进柽柳林的更新、幼苗补植、保灌和护草等措施.
芋)中度低效型:该林型树龄在 7 ~ 11 a,土壤含
盐量在 0. 3% ~ 0. 5% ,土壤含水量在 10. 5% ~
11郾 8% .林分特征为:树木在生长高度上优于地径,
单株茎生物量最高,即生长、形态指标较好. 改良土
壤盐碱能力弱,土壤密实,通气透水性能差;有机质
及速效氮含量低,改良土壤效应弱.该林型林分密度
偏大,可通过间伐、修枝等技术降低林分密度,控制
柽柳生产力;清除残次林分,以保证树木的正常生
长.
郁)中度低质低效型:该林型树龄在 8 ~ 10 a,土
壤含盐量在 0. 3% ~ 0. 5% , 土壤含水量在
8. 4% ~10. 2% .林分特征为:树木生长状况和地上
生物量低,存在枯梢、枯枝现象.土壤盐碱含量高,土
壤有机质、速效养分以及 TOC 含量低,即树木生长
及改良土壤理化性状均呈现退化趋势. 该林型主要
与人为干扰和破坏有一定关系,如旅游、过度抽取地
下水等;虫害芳香木蠹蛾东方亚种(Cossus cossus ori鄄
entalis)为害严重. 该林型应避免人为干扰,可实施
病虫害防治及灌溉等措施;对生长衰退,难以复壮的
低效林分,可采取间断性择伐及重造等措施.
吁)重度低质低效型:该林型树龄在 9 ~ 10 a,土
壤含盐量在 1. 0% ~ 1. 2% ,土壤含水量在 7. 9% ~
8. 9% .林分特征为:残次林、低疏林多,林木生长缓
慢;土壤密实、通气透水性能差,次生盐碱化严重,土
壤有机质及速效养分含量低,盐胁迫离子含量高,土
壤理化性质恶化严重.该林型属于树种不适林.建议
轮伐和择伐,补植、补播耐盐碱的乡土草本植物,如
二色补血草、白剌(Nitraria sibirica)、盐地碱蓬等.
3摇 讨摇 摇 论
3郾 1摇 低效林分类的依据
树木生长指标[10]、林地土壤理化性质[5,15]、地
上、地下生物量[28]、光照和营养元素含量[29]及植物
自然更新机制[30]等都可以反映植被退化及低质低
效水平.本研究采用综合因子法,依据树木生长和土
壤改良指标来划分柽柳林的低效程度. 这与小兴安
岭低质林划分中将树木生长过程和林地土壤理化性
状相结合的方法类似[5],而与苏南低质低效杉木林
主要依据林木生长过程为主要指标的分类标准不
同[3] .莱州湾柽柳林带属于沿海防护林体系的重要
组成部分.在今后研究中,应进一步结合其生态防护
功能进行评价,突出沿海防护林的主导功能,如防海
风、海潮、海雾,消浪固沙及生物多样性增减等.在长
江中上游低质低效次生林的研究中[10],由于立地条
件复杂、空间异质性高,因此首先对立地类型进行了
分类,并依据林木生长指标进行低效等级划分.而对
于莱州湾柽柳滨海盐碱湿地,研究区海拔、坡度及土
壤层厚度等无明显差异,土壤水分及降盐、改土等指
标受柽柳生长的影响较大[22] .在同一立地类型上进
行不同林型的质效等级划分,将更加合理和具有实
际指导意义.可见低效林划分依据具有一定的区域
性、异质性和局限性[31] .在低效程度的划分上,应综
合考虑立地类型、区域特性、树木种类、生产、生态功
能以及影响植被群落空间分布的主要限制因子.
3郾 2摇 低效林指示性指标
随着林型、立地条件及功能的不同,表现林分质
效的主要指标有一定差异.例如,苏南低质低效杉木
林低效的指标主要为蓄积量、树高和郁闭度[3];小
兴安岭低质林主要为林分密度、物种多样性、林分径
级和土壤微量元素含量等[5];长江中上游次生栎林
主要为蓄积量、郁闭度和生长率[11],冷杉林主要为
蓄积量、胸径和生长率[4];福建低质低效红树林主
要为树高、郁闭度、病虫害、林龄及生物入侵程度
等[14];黄河三角洲低质低效刺槐人工林主要为土壤
容重、孔隙度、林分郁闭度、树木材积、有机质和含盐
量等[15] .莱州湾柽柳林质效高低的指示因子可归纳
为:盐分、林龄、土壤含水量、单株地上茎和叶生物量
以及地径,即以林分生长状况和水盐指标为主,其次
为土壤容重、孔隙度及养分特征. 可见,在立地类型
一致的条件下,林分结构、林分生产力和生态功能指
6551 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
标是低效林质量效益的主要指示因子.
3郾 3摇 低效林等级划分
在低效林分类上,主要采用单因子或综合因子
分类法对林分生长过程进行分析,据此划分林分质
效等级[5],以林木生长过程和生长潜力分析为主.
随生境条件和研究对象的不同,不同地区低效林的
分类结果有较大差异. 苏南低质低效杉木林划分为
正常林分、低质低效型和极低质低效型 3 类[3];长江
中上游次生栎林、冷杉林等低效林划分为生长潜力
型、低质型、极低质低效型和综合低质低效型 5
类[4,10] .上述分类均以林分等级划分为主.小兴安岭
林区低质林划分为非经济型、低密度型、草原型、生
长潜力型和高肥低效型[5];福建省低质低效红树林
划分为低矮林分型、稀疏林分型、病虫危害型、生物
入侵型和老龄林型[14] .这两种分类以林分特征和低
效原因划分为主. 本研究选择林龄、林分密度、树木
高度、地径、地上生物量等生长指标,结合土壤容重、
孔隙度等基本物理参数和土壤盐碱含量、养分状况
等化学指标,采用模糊数学隶属函数法, 以林分等
级划分为主,将柽柳低效林分为生长潜力型、轻度低
质型、中度低效性、中度低质低效型和重度低质低效
型 5 大类.该分类以综合因子分类法为主,借助了相
关分析、主成分分析、聚类分析及模糊数学隶属函数
等方法,分类结果体现了林分的功能和特征.这为建
立科学、统一的低效林分类方法提供了一定的技术
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作者简介 摇 夏江宝,男,1978 年生,博士,副教授. 主要从事
植被恢复与生态重建研究,发表论文 30 余篇. E鄄mail: xiajb
@ 163. com
责任编辑摇 李凤琴
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