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Forest site study in the world-its present and future

世界森林立地研究的现状与发展趋势



全 文 :世界森林立地研究的现状与发展趋势3
马建路  (黑龙江省林业科学研究所, 哈尔滨 150040)
【摘要】 从植被因子、自然地理因子、综合多因子和数量因子 4 种途径对世界森林立地
研究的现状进行了综述. 对比分析了各代表学派 (方法) 产生的历史背景、基本原理、具体
方法、适用条件, 并指出未来世界森林立地研究的发展趋势.
关键词 森林立地 研究现状 发展趋势
Forest site study in the world—— its presen t and future. M a J ian lu (H eilongj iang Institu te
of F oresty , H arbin 150040). 2Ch in. J . A pp l. E col. , 1996, 7 (sup. ) : 105~ 109.
T he curren t situation of fo rest site study in the w o rld is review ed from the view po in t of
vegetat ional, physiograph ical, com bined m ultifacto ria l and num erical app roaches. T he h is2
to rical background, basic p rincip les, p ractical m ethods and app licat ion requ irem ents of
various rep resen tat ive schoo ls o r m ethods are analyed con trastedly, and the developm ent
trend of w o rld fo rest site study is also discussed.
Key words Fo rest site, R esearch p resen t, D evelopm ent trend.
  3 林业部“八·五”重点课题“红松中幼龄林优质稳
产技术研究”的部分内容.
1994 年 10 月 20 日收到, 1995 年 9 月 28 日改回.
1 森林立地研究现状
1893 年, 德国林学家 R am ann 首次提
出立地概念. 莫罗作夫和Cajander 关于林
型和森林立地的研究, 典定了森林立地学
的基础. 从此, 森林立地的研究得到蓬勃发
展, 并衍生了众多学派. 概括起来, 可分为 4
种途径: 植被途径、自然地理途径、综合途
径和数量途径.
1. 1 植被途径
自然植被反映了所有环境因素的代数
和, 是立地条件最佳反映和指示者. 利用植
被因子进行立地分类, 可以使用生长效果,
也可以通过植被的各种性质等.
1. 1. 1 生长效果的应用 具体指标有地位
级、立地指数、生长段和收获级等. 其中应
用最广的是立地指数. 1926 年, 美国学者
B ruce 在编制南方松收获表时, 首次用 50
年优势木平均高作为立地指数的数值[23 ].
同地位级相比, 立地指数能给人对立地质
量产生更直观的数值概念. 而且与立地最
终生产力2材积的关系比其它任何一种量
度更密切, 且受林分密度和树种组成的影
响最小. 在编制图表和使用时, 也较地位级
简捷. 即使是生长段法也常将其换算成立
地指数来评价立地质量. 立地指数通常是
根据树高2年龄的变形曲线拟合出来的, 考
虑到不同立地高生长曲线的形状各异, 又
提出了多态立地指数曲线方法[7, 13 ]. 但重要
的是作为立地指数的优势木, 必须在它们
整个生长发育过程中都处于优势. 因此, 在
天然异龄混交林中, 立地指数可用优势木
在一定径级时的高度来表示[1, 20 ].
生长效果所反映的是立地的综合效
应, 并不能深入反映立地的本质, 且只适于
有林地. 但可把分类和评价与收获及其预
估联系起来, 为多种经营措施提供依据.
1. 1. 2 植被组成、结构等特征的应用 植
应 用 生 态 学 报 1996 年 6 月 第 7 卷 增 刊                     
CH IN ESE JOU RNAL O F A PPL IED ECOLO GY, June 1996, 7 (sup. )∶105~ 109
被是立地条件的指示者. 具指示作用的可
以是乔木树种、下木或地被物, 也可以是整
个群落. 芬兰学派和美国西部的生境类型
分类法最有代表性.
芬兰学派: 由芬兰林学家 Cajander
(1926) 所倡导, 主要思想是强调下木组成,
通过下木中的鉴别种来划分立地类型. 该
系统有 3 级: 立地纲、立地类型和林型. 每
个立地纲内有一个或几个立地类型, 各以
明显差异的下木群落来反映, 而每个立地
类型内包括由林冠层和下木的优势种确定
的、互有演替关系的林型.
芬兰学派适用于植物、气候和土壤多
样性较低的寒带地区, 广泛应用于芬兰、瑞
典和原苏联, 也曾用于加拿大东部和美国
东北部地区, 但在温带地区并不适用.
美国西部的生境类型分类: D auben2
m ire (1952) 在芬兰学派的基础上, 把群落
结构包括进去, 首创了生境类型分类法. 该
分类以多元顶极理论为基础, 利用顶极植
被类型来反映整个环境因子的综合. 生境
是“促使植被向顶极群落演替的所有因子
的总和”. 该分类系统分为 3 级: 1) 系列, 依
据顶极树种的分布反映主要环境因子的异
同; 2) 生境类型, 用植被组成来反映环境的
差异; 3) 生境相, 反映一个生境类型内环境
的微小差异[21 ].
该分类方法除能预估生长外, 还可得
出每个生境类型的一般演替趋势, 预测演
替顶极. 但在种类繁多及顶极种不清的地
区难以使用.
上述 2 种方法都是根据生境所特有
的, 为数不多的顶极种来进行分类. 由于主
要的指示植物也许有, 也许没有, 在分类中
就很难做出判断. 为此, 常将种类繁多的植
物按一种环境因子的梯度进行排列, 编制
指示植物谱. 如再进一步就是生态种组的
方 法, 该 法 产 生 于 德 国, D aubenm ire,
M ueller2Dom bo is 和陈大珂等首先用于北
美和中国[5, 14, 19 ].
其实, 对我国早期立地分类影响最大
的还是原苏联的苏卡乔夫林型学派. 苏氏
晚年的林型得到了世界的广泛承认, 是生
态系统的同义语. 其系统分 6 级 , 林型是最
基本的单位, 在较窄范围内反映了某种特
定的生境条件[10 ]. 但实际上, 林型只根据植
物的优势种来确定. 特别是从分类系统和
命名方法来看, 与群落分类毫无二致, 林型
同群丛相当.
1. 2 自然地理途径
在立地研究中常用的自然地理因子主
要有气候、地文和土壤. 气候是影响一个大
区域植被分布的主要因子, 有不少立地分
类常用其作为高级单位的分类依据[2, 17 ]. 在
立地质量评价方面, 人们也企图把森林生
长与气候因子联系起来. 但要精确地评定
某一森林的立地质量, 单凭气候指标是不
够的.
地文因子包括地形、地质和地貌等,
在复杂山区的立地研究中占有重要地位,
多年来一直是美国东南部山区立地分类的
主体[25 ]. 地形因子作为一种最稳定的立地
特征, 可用航、卫片等来分辨和估测, 使遥
感技术得以应用.
土壤对森林生产力有决定性的影响,
常被作为立地类型划分和立地质量评价的
重要依据. 日本的立地研究即以土壤因子
为基础, 把气候及地形等因子对林木生长
的影响最终归结于土壤上[18 ]. 早期的土壤
分类在很大程度上即被作为立地分类, 美
国大部分沿海地区至今尚在流行[25 ].
总之, 通过自然地理因子进行立地分
类和评价, 仅考虑气候、地文和土壤等因
子, 能对立地性质提供直接的信息. 但就其
对树种的适宜性来说, 则缺乏说明.
近年来, 土壤2立地指数方法在世界得
601 应 用 生 态 学 报              7 卷
到广泛应用, 它是通过建立土壤、地文和气
候等因子与立地指数的关系来进行立地评
价和划分, 使有林地和无林地的立地划分
统一起来, 在植被受到干忧的地区特别有
用.
1. 3 综合途径
目前从世界规模来看, 应用最广的还
是综合途径. 以乌克兰学派和巴登- 符腾
堡立地分类系统为代表.
乌克兰学派的代表人是波格来勃涅
克, 该学派产生于 20 年代末期. 其基本思
想是森林分类要以立地为基础, 而植物种
是立地的最好指示者. 就立地而言, 最主要
的是光、热、水和营养. 在一定气候范围内,
土壤肥力是最基本的. 该分类系统主要分 3
级: 1) 立地条件类型, 土壤养分、水分条件
相似地段的总称; 2) 林型, 气候和土壤相
同的地段综合, 以根本群落为主要标志 (后
来, 林型被认为是森林植物条件类型的同
义语) ; 3) 林分型, 一些相同森林地段的总
称, 可按年龄、组成和生产力的差异来区
分[11 ].
该学派产生于乌克兰, 但它的地体图
是根据原苏联广大地域所做的概括. 其优
点在于能阐明森林组成及生产力的起源,
便于实践应用. 即使用于平原, 也用于山
区.
该学派对我国 50 年代的立地分类影
响很大. 但实际上, 该学派的分类原则并没
有得到系统的应用, 而是借用了它的具体
划分方法.
巴登2符腾堡系统是 K rau ss 于 1926
年前后在该州研究立地多方面关系时提出
的. 其主要工作是立地单元的划分, 具体
方法可概括为: 1) 根据气候、地貌、地史和
植被划分生长区, 天然森林植被是主要依
据; 2) 根据小气候、母岩、土壤和植被划分
生长亚 (小) 区, 以一种或数种占优势的本
地森林类型为其特征; 3) 根据地形、土壤和
植被及它们的相互关系划分立地单元 (以
一种上层林木类型为特征) 并绘制立地图;
4)对各立地单元作营林鉴定.
该法极其重视应用研究, 把分类和生
产力密切联系起来. 还将生产力相似的立
地单元合并成组进行管理. 多年来广泛应
于德国和奥地利, 也曾应用于美国[12 ]. 但在
我国并未得到应用, 不过我国现行的多因
子立地分类在思想上不同程度地受到这种
方法的启示.
受欧美研究工作的影响, 自 40 年代以
来, 加拿大相继提出了一系列多层次的分
类系统. 如 H ills 的“全立地”分类、K rajina
的生物地理气候分类和加拿大生物物理土
地分类委员会的生物物理土地分类等, 并
有不少成功的范例[15~ 17 ].
我国的综合多因子分类以石家琛的 6
级分类系统和森林立地分类系统研究组的
5 级分类系统最具特色. 前者突出强调树种
的适宜性和立地限制因子的重要性, 立地
类型是最基本的单位[2 ]. 而后者重点集中
在主导因子的筛选上, 并完成了全国的立
地分类[8 ].
总起来看, 在综合途径中, 利用地文和
植被类型进行的立地分类及绘制森林立地
图, 对于集约的或粗放的资源管理及总体
规划都有意义. 而由于巴登2符腾堡的分类
和评价方法过于精细, 只适于集约度较高
的经营管理.
1. 4 数量途径
数量途径是一种新兴的方法, 产生于
50 年代, 先驱研究者有 Gaiser ( 1950)、
W illiam s 和 L am bert ( 1959, 1960 ) 和
Greig2Sm ith (1952) 等. 60 年代后, 由于电
子计算机和多元分析方法的普及与运用,
数量分析显示了巨大的优势性: 计算迅速、
准确, 获得信息量大, 结论客观等. 即使一
701增刊         马建路: 世界森林立地研究的现状与发展趋势          
贯要求严谨的各大学派均接受和采用该方
法来验证原来的分类结果.
数量方法用于立地研究大致可分为 2
类: 一类是包括构造数学模型在内的多元
统计分析, 另一类则是数量分类. 目前, 构
造多种数学模型和多元统计分析多是用于
立地质量评价; 而在分类方面则更多地用
于植被. 虽然植被的数量分类只是一种方
法问题, 但划分的植被单元确实代表了不
同的立地质量[3, 4, 6, 22, 23 ].
诚然, 数量方法有诸多优点, 但所有的
数量方法都是启发性的, 就数量分类而言,
它们只告诉我们如何分类或排序, 并不能
证明应该为何分类. 因而对于数学方法的
结果不能认定它准是结论, 重要的是还需
用生态学专业知识去进行解释和判断.
2 世界森林立地发展趋势
  作为具有一定空间地域以及该地域上
对森林或其它植被有影响的环境 2 个核心
内涵的立地, 其空间小至一个点, 大到一个
坡面或地区; 涉及的因子即包括土壤、地
形、气候等自然因子, 也包括植物、动物、微
生物乃至人类等生物因子, 其含义已变得
无所不包了.
以森林多目标管理为基础的定量与定
性相结合的多因子、多层次方法是未来森
林立地研究发展的总趋势.
现行的立地分类与评价研究主要着眼
于森林的经济效益, 随着人类对森林各种
效益的充分认识, 以林业生产与小规模的
自然保护和景观共存, 并与保持生物多样
性共存为核心的“立地特定林业”势必是未
来林业发展的基础和主流[9 ].
随着未来林业集约化的经营管理, 将
需要更加细致的立地分类和评价方法, 遥
感技术、电子计算机和多元统计等先进方
法和手段的介入, 无疑将会使森林立地分
类的准确性和客观性不断提高.
立地研究的地域性很强, 每个地区应
有适合的分类和评价方法. 正象W h it taker
所说的, 无论在哪里都有它自已生态学家
的生态学, 企图为世界立地分类提出可接
受的通用程序注定要失败, 充其量也只是
为不同学派找到共同的语言而已[24 ]. 但有
必要对多学派采用的名词术语进行严格的
定义, 以消除各家一些不必要的分岐.
多年来, 森林立地分类与评价工作大
都是在现实的演替阶段中进行的, 随着现
代森林生态系统定位观测研究的兴起与发
展, 立地分类及评价的定位研究也势在必
行. 通过综合的长期定位监测, 可深入了解
立地各组分在空间和时间上的变化规律,
以达到验证立地分类促进立地研究不断完
善之目的. 这对我国今后的森林立地研究
尤为重要.
致谢 李景文教授和石家琛教授对本文提出修改
意见.
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