全 文 ：第 2 卷 第 3 期
1 9 8 9 年 6 月
林 业 科 学研 究
FO R E S T R E SE A R C H
V o l
。
2
Ju n
. ,
N o
。
3
1 9 8 9
年珠林场杉木人工林立地分类与评价的研究 ’
黄正秋 张万儒 黄雨霖
(中国林业科学研究院林业研 究所 )
关健词 衫木 , 立地 , 土攘 , 叶片营养
森林立地研究是科学造林、 营林的基础 。 它能提供适宜的造林树种 、 育林措施及生产力
预报。 作者 于1 9 8 6一1 9 8 7年通过对年珠林场杉木 (C。, n io g ha 二ia la : : e o la ra ) 人工林 野外 调
查 、 室内分析、 多元数学统计 , 筛选出主导因子进行立地类型划分 , 根据地位指数 、 叶片营
养及环境因子作出立地质量评价 。 同时进一步探讨 了土壤条件与杉木生长的关系 , 从而导出
评估杉木生产力的预报方程 。
一 、 试验地自然地理概况
年珠林场位于江西省分宜县西南部 , 东经 1 1 4 ’3 0 ‘一 1 1 4 “ 4 5 ‘ , 北纬2 7 0 3 0 ‘一 2 7 0 4 5 ‘ 。 该
场属低山丘陵地貌 , 母岩以千枚岩为主 , 土壤为黄、 红壤 , 地带性植被为常绿阔叶林 。 年均
气温 1 7 。 9 ℃ , 日最高气温3 9 . 9℃ , 最低气温 一 8 . 3℃ , 年降雨量为1 5 9 3 . 7 m m , 集中在 4 一
7 月 , 无霜期为2 6 8 d 。
二 、 研 究 方 法
(一) 好外润查方法 【‘’2 ]
在林龄 10 一 15 a 生长正常的杉木林地上设置20 X 20 m 2的样地47 块。 样地内进行植被 、测
树因子及土壤调查 。 选测 5 株优势木的胸径与树高 , 选有代表性的地方挖土壤剖面 , 进 行常
规记载 , 每 20 c m 为一层 , 从下至上取分析土样 , 10 月初在相同林龄样地上按叶 样分 析 标
准 , 采集优势木叶片。
(二 ) 室内分析方法
土壤理化性质及叶片分析按《森林土壤分析标准方法》[ 3 1进行 ; 以 5 株树高优势木标准年
龄 (20 a )的平均高为上层高 , 采用全国杉木协作组编制的地位指数表计算地位指数 [‘〕。
本文于 1 9 88年 9 月收到 。
· 该文为研究生论文 , 承 旅盛炜彤 、 唐守正研兜员 , 我院大岗山实验局 和林研所土集室同志支持与有助, 谨 此一并致
常浮
3 期 黄正秋等 : 年珠林场杉木人工林立地分类与评价的研究 2 8 7
三 、 衫木人工林立地类型的划分
(一 ) 立地因子的分类及分级
1
. 坡位—根据地形 、 逞流量大小 , 结合杉木生长情况分为 : ¹ 山顶与山脊 ; º 坡上部 ;» 坡中部 , ¼坡下部 , ½ 山洼。 2 . 腐殖质层厚度—分为厚 ( > 25 c m ) 、 中 ( 25一15c m ) 、薄
( < 15 c m )
。
3
. 旱季土壤含水量。 4 . 坡向—分为阴坡 、阳坡。 5 . 海拔高度 。 6 . 坡 度。 7 . 石砾含量 。 8 . 土层厚度。 其它一些与杉木生长关系不大 , 或因林场范围较小 , 变异不大的因子
朱参与多元回归分析。
(二 ) 主导因子的选择及立地类型的划分
根据47 块样地调查资料 , 以立地指数为因变量 , 立地因子为自变量 , 运用数量化理论 工
进行多元回归筛选困。 从表 1看出, 偏相关系数的大小正说明各立地因子与杉木 生 长 的 关
系 。 筛选出的主导因子是坡位、 腐殖质层厚度、 土壤旱季含水量。
表 1 4 7块样地资料多元逐步回归筛选结果
入选方差 认了曼咒 坡 位 ( x 口 腐殖质层 土 壤厚 度 含 水 t山 脊 坡 上 部 坡 中 部 坡 下 部 山 洼 ( x Z ) ( x 3 )
F 二 2
.
5 数量化后定性因子各 7 . 5 5 5 2 9 . 12 9 7 10 . 5 0 3 5 1 1 。 7 6 3 5 工3 . 6 5 6 7
(接近 F全; :璧) 类 目得分位
偏相关系致 O。 6 4遨 0 . 422 0 . 233
夏相关系数 0 . 9 30
回归 方程及其显著性 Z 、5 1 = 2 . 4 16 7 4 + 0 . 92 1 9 0 劣 i + 0 . 09 0 3 1, 2 + 0 . 2 02 0 5 x 3 · · · ··· · ·· · ·· · · · ·· ·⋯⋯ ( 1)
户 ’ = 91 . 07 > F 呈鹅 = 4 . 22
偏相 关系数 0 。 6 9 5 Q . 4 5 8
复相关系数 0 . 9 25
试验认为选取坡位与腐殖质层厚度两个因子划分年珠林场立地类型较适宜 。 用坡位的五
级与腐殖质层厚度的三级可将该场划分为u 个立地类型 : ¹ 山脊薄腐型 , º 山 顶 薄 腐 型 ;
» 坡上部薄腐型 , ¼坡上部中腐型 , ½ 坡中部中腐型 , ¾坡中部厚腐型 , ¿ 坡下部中腐型 ,
À坡下部厚腐型 ; Á 沟底厚腐型 ; 山佳中腐型 ; @ 山洼厚腐型 。
四 、 主要立地类型的立地质量评价及生产力预估
(一 ) 立地质蛋的评价与地位指教预报方程的应用
主要立地类型立地质量的高低是用实测杉木优势木平均高 , 查地位指数表而得 。 而杉木
地位指数的预报方程是由定量多元回归方程导出。
5 1 = 5
。
22 5 8 7 + 1
。 0 15 4 7 x l + 0
。 10 0 39 x Z
2 8 8 林 业 科 学 研 究 2 卷
5 1 为杉木地位指数 , x : 为所处坡位得分值 , x : 为腐殖质层厚度值。
该方程复相关系数为0 . 9 2 5 , 经方差分 析 sI 与 x : 、 x : 的线性相关是显著的 。预报值 (s I)
与实际值(sI )之差称为残差 , 用残差相对值 E ‘%〔E ‘到典翼 x l。。% 、检验方 程 的 实 用J ~ ’“ ’ ~ 一 ‘ 一一 ~ “ ~ 一 ’ ‘ ’‘ ~ ~ ” ~ . J ~ 一 ’ ‘ “ 、一 ’ 5 1 - 一 v ’ 子 “ ,’~ 裂~ J 一 ’‘碑 一 声 ’寸
性。一般认为80 % 以 上的样地 E ‘%值在20 %以下 , 说明预报方程精度符合要 求 , 可以用于
生产。 本试验预测有 8 5 %样地的 E ‘%值在 10 %以下 , 说明该方程可以用于生产实践 。 具体
方法是将某一立地类型所处坡位得分值 (表 1 )及腐殖质层厚度值代入上述方程即得预估值 。
若实际值大于或接近预估值 , 说明经营管理好 , 否则就是管理不善或另有其它原因 。 例如 13 号
样地为山洼厚腐型立地 , 查表 l 得 x : = 13 . 6 5 6 7 , x : = 4 0 , 代入方程 得5 1 = 5 . 2 2 5 8 7 + 1 . 0 1 5 4 7
x 1 3
.
6 5 6 7 + 0
.
10 0 3 9 x 4 0 = 2 3
.
1一m , 与实际值 5 1 = 2 2 . 3 2 m 相差不大 , 说明经营管理尚可 。
(二 ) 主典立地因子与杉木地位指教的关系
1
. 地形 与杉木地位指数的关系 年珠林场地形复杂 , 据报道例地形中以坡位对杉 木 生
长的影响最大 , 尤其在陡峻的地方 , 微小的起伏常常形成不同的土壤水热状况与小气候条件 ,
从而影卿 了衫木的生产力。 本文将坡位的五个等级数量化后与杉木地位指数进行相关分析。
两者单相人系数、 偏相关系数分别为0 . 8 1 1 4 , 0 . 6“ O , 均达极显著水平 , 所 以坡位是 影 响
杉木生长最主要的立地 因子 。 不同坡位的土壤理化性状与杉木地位指数的关系见表 2 。
表 2 不同坡位的土滚理化性状
\\ 项坡 洛退
有机”
}
全 N
}
全 P
(% ) { (% ) } (% )
容 重
(g /
e m , )
最 大
持水 t
(% )
毛 管
持水 t
(% )
t 小
持水 t
(% )
非毛管
孔隙度
(% )
毛 管
孔隙度
(% )
总孔晾度
(% )
才O工J性八幼一“,曰O臼.八已口且目
.⋯凡舀月喻户79亡曰已一」洲曰‘26n甘,J八U‘”丹0自七U.⋯,自6比b介」J,月弓吸口01‘曰tiJ 项 山脊坡 上 部坡 中 部坡 下 部山 注 1 。 4 9 11 。 8 581 . 9 4 22 . 15 22 . 5 16 0 。 0 6 80 . 0 8 10 。 0 8 40 . 1 1 40 . 13 2 0 . 0 3 50 . 0 3 70 . 0 4 20 . 0 4 60 . 0 6 3
全 K
( % )
3
.
7 1 3
3
.
9 3 7
3
。
6 8 7
4
.
5 4 0
4
.
2 6 4
1
。
2 7 1
1
.
2 2 7
1
。
20 1
1
.
13 5
1
.
1 10
注 : 表 中数值均为 3 个剖面 O一6 0C m 上层平均值 。
2
. 腐位质层厚度与衫木地位指数的关 系 土壤腐殖质层厚度是林地土壤肥力的重 要 指
标。 本文计算土壤腐殖质层厚度与杉木地位指数的单相关系数达0 . 8 50 , 呈极显著水平 。不同腐
殖质层厚度的土壤理化性状与杉木地位指数的关系见表 3 。
衰 3 不同启殖质耳度的土幼理化性状与杉木立地指教
孔度,0枷翻%管度)晾%毛孔(管度)毛峨%非孔(又又项
一
4启殖质 ( p H }立 地 \\ 目 1 层厚度 {一一 几 丁丫 一{指些全旦竺塑到主呼上竺里」
有机质
( % )
全N
( % )
全 P
( % )
全K
( % )
容 重
( g /
e m 3 )
最 大
持水 t
( % )
2 2
.
8 5
19
.
4 0
16
.
4 8
14
.
4 6
2
.
6 2 1
2
.
4 8 9
1
.
9 1 4
1
。
3 4 7
4
.
4 5 1
4
.
04 6
4
.
3 9 1
3
.
9 9 8
l
。
0 14
1
.
10 1
1
.
2 5 6
1
.
2 9 0
14
.
8 3 1 4 8
‘7 · 4 7一4 0
10
.
8 2
8
.
9 3 ::
“5
{
“3 · “‘
, 4⋯5 7 · 7 ‘
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”5 ·“魂
了3一5 2 ·石6
小t)一591682
水%8.693
‘民曳. ‘r、一njn口j‘护,‘一,几1.猫.匕自月飞,少=,‘U丹J比才
刁月厄/一‘马O曰一月,
持毛(一心3a
月组.性O曰才650OU.⋯口了n.‘吸151勺‘马4洲口勺U亡Jl弓山1人nj‘.⋯4月咭兮目口n八廿灼自1nJ,‘.⋯51匀口毖5:.廿O甘8凡U通q,曰1‘.上
注 : 表中数值均为 3 个 剖面 O 一 6Oc m 土层分析平均值 。
3
. 旱季土攘含水童与衫木地位指数 的关 系 土壤含水量是影响杉木生长的主要物 理 因
子 , 而干旱季节的水分含量尤其重要。 据研究L’】土壤含水量占毛管持水量的百分数 (W * % )在
3 期 黄正秋等 : 年珠林场杉木人工林立地分类与评价的研究 2 8 9
7 0 %以上时 , 杉木生长最好 ; 6 0一70 %次之 , 5 一60 %生长受到影响 , 低于5 % , 受影响较
大 。 作者在 1 9 8 6年干旱的 9 一 10 月测定 。一 40 c m 土层水分含量与杉木地位指数 的 相 关 系
数达。。7 14 5 , 两者关系非常密切 。 表 4 表明试验所得 平左 %值多数低于60 % , 说明年珠林场
在干旱的季节水分供给不足 , 杉木生长不同程度上受影响 。
表 4 旱季主要立地类型土滚含水
量占毛管持水量百分数与杉
木地位指教
蠕协、⋯
坡上 部薄腐型
坡下部中腐型
坡下部 厚腐型
山洼厚腐型
{土类含水盆}土 婆含 水 t立地指数 } {占毛管持水t
! (% ) } (% )
“ ·”‘ ⋯, 8 · , ‘ ’1 ‘, · , ‘
19
·
5 5
{
2 2
·
0 0
{
“3 · 4 4
2 ‘4 2 7 } “3
·
0 2 」 “5 · 4 5
2 3
·
6 4 一 2 3 · “8 1 “0
·
2 4
注 : 表 中数据均为 6 个剖面 。一40 o m 土层分 析 :平均
值。
(三 ) 主要立地类型的杉木地位 指 教与
叶片曹养元素含量的关系
目前 , 国内外有关叶片营养元素含量与
地位指数的关系报道不多 , 本文在这方面作
了粗浅的研究 , 初步探讨了相同年龄的杉木
林分在秋末冬初树液基本停止流动时 , 杉木
叶片营养元素含量与地位指数的关系 , 以此
作为评价立地质量的间接依据。 20 块样地共
1 0 株杉 木 试材的地位指数 (5 1) 与叶片营养
元素含量的相关分析 说 明 (表 5 ) , 叶片全
N
、
P
、
Ca 含量与地位指数正相关显著 , 而
全 K 、 M g 不显著 。 相关最大者为全 P , 其次为全N 、 Ca 。
表 S 杉木立地指数与叶片营养元素含量的相关系致
}
C ·
{
M g
!
全 、
{
全 K ⋯。 · ⋯“‘
F-a {
,
·
0。。。 ⋯一 。· ‘。“ , } 。· 3“, “ { 。 ·。3 3 ‘ { 。·“”3二 {
M g
_
{ ⋯ ’· 0 0 9 “ ⋯ “· 0 2 5 “ { 一 ” · 16 9 8 } “· 1 16 “ _ {全望 · J { ’· ”0 。。 ⋯ ”· 3 , ”” J 。· 5 3 ““” } 。·““ 8”争些 { { 一 ‘·。。。。 { 。·‘。““二 { 。· 3 , , ‘_ _苦少 1 ’ ⋯ } } ‘· 0 00 。 } 。· 了8 。 。一
{ } } { }
经多元回归分析求得叶片中营养元素含量与杉木地位指数相关模式 : SI 二 一 3 . 926 95 +
8 3
。
6 0 6 8 4 P + 5
.
7 4 2 6 6 N + 5
。
7 7 3 6 9 Ca (入选方差 刀 * = 2 。 5 ) , 复相关系数为0 . 8 5 9 , 全 P、 N 、
Ca 偏相关系数分别为0 . 6 38 、 0 . 40 、 0 . 3 96 , 经方差分析表明 SI 与全 P、 N 、 Ca 三者 线性 相
关显著。 将优势木叶片营养元素含量代入该方程 , 预估各立地类型杉木生产力 , 总的趋势与
前面所用方法评价结果一致。 如某一山佳厚腐立地 , 实测杉木地位指数为2 3 . 8 3 m , 而 根据
平均优势木叶片测得的全 P、 N 、 Ca 值分别为。. 1 6 2 6 % 、 l 。 2 47 0 % 、 1 . 0 7 2 7 % , 将 其 代
入上述方程求得的预估值sI = 23 . 02 m , 两者非常接近 。说明叶片分析方法也可用于生产实践 ,
起到间接评价立地质量的作用。 当然林分立地条件、 采样方法与采样条件严格是 研 究 的 前
提 。
五 、 结论与建议
1
. 影响年珠林场衫木生长的主导因子是坡位与腐殖质层厚度 , 用这两个因子将该场划分
为n 个立地类型。
2 9 0 林 业 科 学 研 究 2 卷
2
. 一般山脊 (或坡上部 )薄腐型立地类型 , 土壤理化性状普遍较差 , 地位指数多数 低 于
15 m ; 而山洼 (或坡下部 )厚腐立地类型 , 土壤理化性状普遍良好 , 地位指数多数高于20 m ,
其它立地类型介于两者之间 。
3
. 求得的预估杉木生产力的地位指数方程 :
J户、
5 1 = 5
。
2 2 5 8 7 + 1
.
0 1 5 4 7 x l + 0
。
1 0 0 3 9 x
Z
经检验精度符合要求 , 可用于顶估该场有林地及宜林地杉木生产力。
4
. 杉木地位指数与叶片营养的关系 , 初步认为全 N 、 P、 Ca 正相关显著 , 而全K 、 M g
不显著 , 其相关模式为 :
/ 、
5 1 = 一 3 。 9 2 6 9 5 + 8 3 。 6 0 6 8 4 P + 5 。 7 4 2 6 6 N + 5 。 7 7 3 6 9 C a
复相关系数达0 . 8 5 9 , 此方法也可作为间接评价立地质量的手段 。
参 考 文 献
〔1 〕张万 . 等 , 1 9 8 6 , 森林上城定位研究方法 , 中国林业 出版社 , 2 一 370
〔2 〕林业部规划院 , 19 80 , 森林调查手册 , 科学 出版社。
〔3 〕 中国林科院林研所 , 1 9 8 7 , 森林上城分析标准方法 , 第一 、 三 、 四 、 八分册 , 中国标准出版社 。
〔4 〕全国衫木协作组 , 19 8 3 , 衫木立地条件的系统研究与应用 , 林业科学 , 19 (3 ): 2 4 6一 2 5 3 。
〔5 〕盆文泉 , 1 9 7 9 , 数 t 化 理论及其应用 , 吉林人民出版社。
[ 6 〕吴中伦 , 1 0 8 3 , 衫木, 中国林业出版社 , 3 5 5一 3 5, , 3 3 8一3 3 9 。
ST UD Y ON SIT E CLASSIF !CAT !ON AN D SIT E
QUAL IT Y E V ALUAT ION OF T HE PLANT AT ION O F
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T h e res u lts
sh o w ed tha t t he m a in s ite fa e to r s w e r e s lo Pe Po s it io n a n d th e d eP th o f
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