基于林班尺度的森林立地类型划分与质量评价

doi:10.13466/j.cnki.lyzygl.2018.02.010

摘要/Abstract

摘要：

在广西凭祥中国林业科学研究院热带林业实验中心哨平实验场,以林班为单元,按7hm ²/块密度布设样地调查获取立地因子与林木生长信息,以主成分分析确定立地类型划分主导因子,依据六级分类系统及利用ArcGIS分析叠加技术得到立地类型及图表,综合评价立地质量。结果表明:1)研究区划分2个立地类型小区,3个立地类型组,88个立地类型,其中:立地质量Ⅰ级为零;Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ级立地类型数、面积及占总面积百分数依次为4个,48.87hm ²,1.44%;11个,106.42hm ²,3.14%;52个,2 799.21hm ²,82.65%;19个,432.36hm ²,12.77%。2)立地质量中等及以上立地类型15个,面积155.29hm ²,占4.58%;而较差或差达73个,3 231.57hm ²,占95.42%。

关键词: 林班尺度, 立地类型划分, 立地质量评价, 地位指数, 肥力指标

Abstract:

Sampling plots with a density of 7hm ²/plot were distributed and set up based on the results of National Forest Resource Inventory in the Shaoping Experimental Station of Experimental Center of Tropical Forestry,Chinese Academy of Forestry in Guangxi,China.After previous site selection on the forest map,site investigations and plot setting were conducted for acquisition of site properties.the site types classification guiding factors were found out through the Principal Components Analysis method.According to the “Six-level classification system” from “Forest site classification in China”,the data from field study were overlaid in the ArcGIS software to obtain forest site types and related figures,and the site quality was evaluated through comprehensive evaluation method.Results showed that there were 88 site types which were included in 2 blocks and 3 groups in the study area,being pertained to 5 levels of site quality as follows Level I:none;Level II:4 site types with total area of 48.87 hm ²,accounting for 1.44%;Level III:11 site types with total area of 106.42 hm ²,accounting for 3.14%;level IV:52 site types with total area of 2799.21 hm ²,accounting for 82.65%;and level V:19 site types with total area of 432.36 hm ²,accounting for12.77%.There were 15 site types with the site quality level of middle or above,accounting for a total area of 155.29 hm ²or 4.58% in the whole study area,while the site type with the site quality level being low or lower was 73 with the area of 3 231.57 hm ² accounting for 95.42%.

Key words: compartment scale, site type classification, site quality evaluation, site index, fertility index

中图分类号:

S724

卢立华, 冯益明, 农友, 李华, 农良书, 孙冬婧, 黄德卫, 明安刚. 基于林班尺度的森林立地类型划分与质量评价[J]. 林业资源管理, 2018, 0(2): 48-57.

LU Lihua, FENG Yiming, NONG You, LI Hua, NONG Liangshu, SUN Dongjing, HUANG Dewei, MING Angang. Classification and Quality Evaluation of Forest Site Types by Using Compartments as the Research Scale[J]. FOREST RESOURCES WANAGEMENT, 2018, 0(2): 48-57.

图/表 16

表1

表2

表3

表4

哨平实验场的立地类型及立地质量

立地类型名称		代号		生产力等级		土壤质量等级		立地质量等级		面积 /hm²		占总面积 /%
山丘花岗岩斜坡厚土层厚腐殖质下坡红壤		T37		Ⅰ		Ⅱ		Ⅱ		48.87		1.44
丘陵花岗岩斜坡厚土层厚腐殖质下坡砖红壤性红壤		T43
丘陵花岗岩缓坡厚土层厚腐殖质下坡砖红壤性红壤		T65
丘陵花岗岩斜坡厚土层厚腐殖质下坡红壤		T71
山丘花岗岩斜坡厚土层厚腐殖质上坡红壤		T35		Ⅱ		Ⅲ		Ⅲ		106.42		3.14
山丘花岗岩斜坡厚土层中腐殖质下坡红壤		T36
丘陵花岗岩斜坡厚土层中腐殖质下坡砖红壤性红壤		T40
山丘花岗岩斜坡厚土层中腐殖质下坡砖红壤性红壤		T55
丘陵花岗岩斜坡厚土层厚腐殖质上坡砖红壤性红壤		T56
丘陵花岗岩缓坡厚土层中腐殖质下坡砖红壤性红壤		T63
丘陵花岗岩斜坡厚土层厚腐殖质全坡砖红壤性红壤		T66
丘陵花岗岩缓坡厚土层厚腐殖质全坡砖红壤性红壤		T69
丘陵花岗岩斜坡厚土层厚腐殖质上坡红壤		T70
山丘花岗岩斜坡厚土层厚腐殖质上坡砖红壤性红壤		T74
丘陵花岗岩斜坡厚土层中腐殖质下坡红壤		T75
丘陵紫色砂岩斜坡厚土层厚腐殖质下坡紫色土		T1		Ⅲ		Ⅳ		Ⅳ		950.15		28.05
丘陵紫色砂岩斜坡厚土层中腐殖质下坡紫色土		T2
丘陵紫色砂岩缓坡厚土层厚腐殖质下坡紫色土		T10
山丘紫色砂岩斜坡厚土层厚腐殖质下坡紫色土		T21
丘陵洪积母质缓坡厚土层中腐殖质下坡砖红壤性红壤		T25
山丘花岗岩斜坡厚土层中腐殖质上坡红壤		T38
丘陵花岗岩斜坡厚土层中腐殖质上坡砖红壤性红壤		T46
山丘花岗岩斜坡厚土层中腐殖质上坡砖红壤性红壤		T60
山丘花岗岩斜坡中土层中腐殖质下坡红壤		T64
山丘花岗岩斜坡中土层中腐殖质上坡红壤		T72
山丘紫色砂岩缓坡厚土层厚腐殖质下坡紫色土		T81
丘陵花岗岩缓坡厚土层中腐殖质上坡砖红壤性红壤		T87
丘陵紫色砂岩斜坡厚土层厚腐殖质上坡紫色土		T3		Ⅳ		Ⅳ		Ⅳ		1849.06		54.60
丘陵紫色砂岩斜坡厚土层中腐殖质上坡紫色土		T4
丘陵紫色砂岩斜坡中土层中腐殖质下坡紫色土		T5
丘陵紫色砂岩缓坡厚土层中腐殖质全坡紫色土		T6
丘陵紫色砂岩缓坡厚土层厚腐殖质全坡紫色土		T7
丘陵紫色砂岩缓坡厚土层中腐殖质下坡紫色土		T9
丘陵紫色砂岩斜坡中土层厚腐殖质下坡紫色土		T11
丘陵紫色砂岩缓坡厚土层中腐殖质上坡紫色土		T12
丘陵紫色砂岩缓坡中土层中腐殖质下坡紫色土		T13
丘陵紫色砂岩斜坡厚土层厚腐殖质全坡紫色土		T14
丘陵紫色砂岩缓坡厚土层厚腐殖质上坡紫色土		T15
丘陵紫色砂岩斜坡厚土层中腐殖质全坡紫色土	T16		Ⅳ		Ⅳ		Ⅳ		1849.06		54.60
丘陵洪积母质缓坡厚土层中腐殖质全坡砖红壤性红壤	T18
丘陵紫色砂岩斜坡厚土层厚腐殖质中坡紫色土	T20
丘陵洪积母质缓坡厚土层厚腐殖质全坡砖红壤性红壤	T24
山丘紫色砂岩斜坡厚土层中腐殖质下坡紫色土	T26
丘陵紫色砂岩斜坡厚土层薄腐殖质下坡紫色土	T27
丘陵紫色砂岩斜坡厚土层中腐殖质中坡紫色土	T29
山丘紫色砂岩斜坡厚土层厚腐殖质上坡紫色土	T30
山丘紫色砂岩斜坡厚土层中腐殖质上坡紫色土	T33
丘陵紫色砂岩缓坡中土层厚腐殖质下坡紫色土	T34
丘陵紫色砂岩斜坡厚土层薄腐殖质上坡紫色土	T39
丘陵紫色砂岩缓坡厚土层薄腐殖质下坡紫色土	T44
丘陵紫色砂岩斜坡中土层厚腐殖质中坡紫色土	T45
丘陵洪积母质斜坡厚土层中腐殖质下坡砖红壤性红壤	T47
山丘洪积母质斜坡厚土层中腐殖质上坡砖红壤性红壤	T49
丘陵洪积母质斜坡厚土层厚腐殖质全坡砖红壤性红壤	T53
丘陵紫色砂岩缓坡厚土层薄腐殖质全坡紫色土	T54
山丘紫色砂岩斜坡厚土层中腐殖质中坡紫色土	T57
丘陵紫色砂岩缓坡中土层薄腐殖质下坡紫色土	T58
丘陵紫色砂岩缓坡厚土层薄腐殖质上坡紫色土	T59
山丘紫色砂岩缓坡厚土层厚腐殖质上坡紫色土	T61
丘陵洪积母质陡坡厚土层中腐殖质下坡砖红壤性红壤	T62
丘陵洪积母质斜坡厚土层中腐殖质全坡砖红壤性红壤	T67
山丘紫色砂岩斜坡厚土层薄腐殖质下坡紫色土	T68
丘陵紫色砂岩斜坡厚土层薄腐殖质全坡紫色土	T73
山丘紫色砂岩斜坡厚土层薄腐殖质上坡紫色土	T76
山丘紫色砂岩缓坡厚土层中腐殖质上坡紫色土	T78
山丘洪积母质斜坡厚土层中腐殖质中坡砖红壤性红壤	T79
山丘紫色砂岩缓坡厚土层中腐殖质下坡紫色土	T84
丘陵洪积母质斜坡厚土层中腐殖质中坡砖红壤性红壤	T85
丘陵洪积母质陡坡厚土层中腐殖质中坡砖红壤性红壤	T88
丘陵紫色砂岩斜坡中土层中腐殖质上坡紫色土	T8		Ⅴ		Ⅴ		Ⅴ		432.36		12.77
丘陵紫色砂岩斜坡中土层厚腐殖质上坡紫色土	T17
丘陵紫色砂岩缓坡中土层中腐殖质全坡紫色土	T19
丘陵紫色砂岩缓坡中土层中腐殖质上坡紫色土	T22
丘陵紫色砂岩斜坡中土层中腐殖质全坡紫色土	T23
丘陵洪积母质缓坡厚土层薄腐殖质全坡砖红壤性红壤	T28
丘陵紫色砂岩斜坡中土层中腐殖质中坡紫色土	T31
丘陵紫色砂岩缓坡中土层厚腐殖质全坡紫色土	T32
丘陵紫色砂岩缓坡薄土层中腐殖质全坡紫色土	T41
丘陵紫色砂岩斜坡中土层厚腐殖质全坡紫色土	T42
丘陵紫色砂岩斜坡薄土层中腐殖质全坡紫色土	T48
丘陵紫色砂岩斜坡薄土层中腐殖质上坡紫色土	T50
丘陵紫色砂岩斜坡薄土层中腐殖质下坡紫色土	T51
丘陵紫色砂岩缓坡中土层厚腐殖质上坡紫色土	T52
山丘紫色砂岩斜坡中土层厚腐殖质上坡紫色土	T77
丘陵洪积母质缓坡中土层中腐殖质全坡砖红壤性红壤	T80
丘陵紫色砂岩缓坡薄土层中腐殖质下坡紫色土	T82
丘陵紫色砂岩缓坡薄土层中腐殖质上坡紫色土	T83
丘陵紫色砂岩斜坡薄土层薄腐殖质下坡紫色土	T86
							合计		3386.86		100

表4

图1

表5

表6

图2

表7

图3

表8

图4

表9

表10

表11

表12

参考文献 31

[1]	沈国舫. 森林培育学[M]. 北京: 中国林业出版社, 2001.
[2]	Skovsgarrd J P, Vanclay J K. Forest site productivity:a review of the evolution of dendrometric concepts for even-aged stands[J]. forestry, 2008,81(1):13-31. doi: 10.1093/forestry/cpm041
[3]	李艳洁, 周来, 靳爱仙, 等. 东京城林业局落叶松人工林立地质量评价[J].林业资源管理, 2017(2):53-57.
[4]	徐罗, 亢新刚, 郭韦韦, 等. 天然云冷杉针阔混交林立地质量评价[J]. 北京林业大学学报, 2016,38(5):11-22.
[5]	Charles J E, John H T. Site quality evaluation of loblolly pine on the South Carolina Lower Coastal Plain,USA[J]. Journal of Forestry Research, 2008,19(3):187-192. doi: 10.1007/s11676-008-0033-4
[6]	Curt T, Bouchard M, Agrech G. Predicting site index of Douglas-fir plantations from ecological variables in the Massif Central area of France[J]. Forest Ecology and Management, 2001,149(1/2/3):61-74. doi: 10.1016/S0378-1127(00)00545-4
[7]	范金顺, 高兆蔚, 蔡元晃, 等. 福建省森林立地分类与质量评价[J].林业勘察设计, 2012(1):1-5.
[8]	杜健, 梁坤南, 周再知, 等. 云南西双版纳柚木人工林立地类型划分及评价[J]. 林业科学, 2016,52(9):1-10. doi: 10.11707/j.1001-7488.20160901
[9]	张复礼. 宿松县森林立地类型的划分和评价[J].安徽林业科技, 2004(2):10-11.
[10]	余其芬, 唐德瑞, 董有福. 基于遥感与地理信息系统的森林立地分类研究[J]. 西北林学院学报, 2003,18(2):87-90.
[11]	孟宪宇. 测树学[M].3版. 北京: 中国林业出版社, 2006: 98-112.
[12]	顾云春, 李永武, 杨承栋. 森林立地分类与评价的立地要素原理与方法[M]. 北京: 科学出版社, 1993.
[13]	杨文姬, 王秀茹. 国内立地质量评价研究浅析[J]. 水土保持研究, 2004,11(3):289-292.
[14]	丰绪霞, 刘兆刚, 张海玉, 等. 基于RS和GIS帽儿山林场森林立地分类及质量评价[J]. 东北林业大学学报, 2010,38(8):27-30.
[15]	王永昌, 张金池. 基于遥感技术的云台山立地分类及质量评价[J]. 南京林业大学学报:自然科学版, 2007,31(1):85-89.
[16]	汪炳根, 卢立华. 广西大青山实验基地森林立地评价与适地适树研究[J]. 林业科学研究, 1998,1(4):78-85.
[17]	李志先, 邓绍林. 林朵林场杉木立地分类及质量评价研究[J]. 广西农业大学学报, 1995,14(3):230-234.
[18]	黄国胜, 马炜, 王雪军, 等. 基于一类清查数据的福建省立地质量评价技术[J]. 东北林业大学学报, 2014,36(3):1-8.
[19]	何瑞珍, 孟庆法, 刘志术, 等. 基于RS和GIS技术的森林立地类型分类研究——以河南省商城县国营黄柏山林场为例[J]. 河南科学, 2010,28(7):799-803.
[20]	巩垠熙, 高原, 仇琪, 等. 基于遥感影像的神经网络立地质量评价研究[J]. 中南林业科技大学学报, 2013,33(10):42-47.
[21]	张晓丽, 游先祥. 应用“3S”技术进行北京市森林立地分类和立地质量评价的研究[J]. 遥感学报, 1998,2(4):292-295. doi: 10.11834/jrs.19980411
[22]	卢立华, 何日明, 农瑞红, 等. 灰木莲生长对土壤养分和气候因子的响应. 应用生态学报, 2014,25(4):961-966.
[23]	詹昭宁, 王国祥, 李芬兰, 等. 中国森林立地分类.北京: 中国林业出版社, 1995.
[24]	Meng Shawnx, Huang Shongming, Yang Yuqing, et al. Evalution of population-averaged and subject-specific approaches for modeling the dominant or co-dominant height of lodgepole pine trees[J]. Canadian Journal of Forest Research, 2009,39(6):1148-1158. doi: 10.1139/X09-039
[25]	骆伯胜, 钟继洪, 陈俊坚. 土壤肥力数值化综合评价研究. 土壤, 2004,36(1):104-106.
[26]	阚文杰, 吴启堂. 一个定量综合评价土壤肥力的方法初探. 土壤通报, 1994,25(6):245-247.
[27]	吴玉红, 田霄鸿, 同延安 .等. 基于主成分分析的土壤肥力综合指数评价[J]. 生态学杂志, 2010,29(1):173-180.
[28]	刘世平, 陈后庆, 聂新涛, 等. 稻麦两熟制不同耕作方式与秸秆还田土壤肥力的综合评价. 农业工程学报, 2008,24(5):51-56.
[29]	王建国, 杨林章. 模糊数学在土壤质量评价中的应用研究[J]. 土壤学报, 2001,38(2):176-183.
[30]	高慧璇. 应用多元统计分析[M]. 北京: 北京大学出版社, 2005.
[31]	秦国峰. 马尾松地理种源[M]. 杭州: 浙江大学出版社, 2003.

变量	特征值	百分率/%	累计百分率/%
1	3.373	24.090	24.090
2	1.511	10.793	34.884
3	1.391	9.935	44.819
4	1.205	8.609	53.428
5	1.114	7.957	61.385
6	1.038	7.415	68.800
7	0.941	6.718	75.518
8	0.936	6.688	82.207
9	0.840	6.003	88.209
10	0.689	4.922	93.132
11	0.635	4.534	97.666
12	0.212	1.513	99.179
13	0.115	0.821	100.000
14	0.000	0.000	100.000

主成份	地貌	海拔 /m	母岩 (母质)	土类	坡向	坡位	坡度 /(°)	腐殖质层厚度/cm	土层厚 /cm	枯落层厚 /cm	土壤粘粒含量/%	非毛管孔隙度/%	毛管孔隙度/%	总孔隙度 /%
X(1)	0.72	0.68	-0.63	-0.79	0.48	-0.13	0.03	-0.10	0.03	0.16	0.10	0.50	0.50	0.75
X(2)	0.26	0.41	0.61	0.38	-0.20	0.05	-0.07	-0.31	0.14	0.19	0.11	-0.46	0.54	0.17
X(3)	0.12	0.09	-0.11	-0.16	0.07	0.01	-0.11	0.23	0.66	0.63	-0.50	-0.25	-0.15	-0.30
X(4)	-0.39	-0.26	-0.11	0.05	-0.34	-0.35	0.44	0.29	0.04	0.19	-0.27	0.08	0.42	0.40
X(5)	0.46	-0.27	0.13	0.14	0.09	0.51	-0.33	-0.24	0.39	0.05	-0.08	-0.24	0.06	0.37
X(6)	-0.06	0.01	-0.16	-0.01	-0.04	0.41	0.71	-0.35	0.04	0.33	0.28	-0.01	-0.12	-0.10
X(7)	0.38	0.13	0.33	0.27	0.29	-0.05	0.17	0.58	0.10	0.19	0.18	0.27	-0.14	0.08
X(8)	0.18	0.52	0.12	0.03	-0.14	0.42	0.22	0.31	-0.22	-0.25	-0.25	0.08	-0.02	0.04

分类单位	立地类型小区	立地类型组	立地类型
主导因子	地貌海拔/m	母岩母质	坡度/(°)	土层厚/cm	腐殖质层厚/cm		坡位	土类
分级标准	山丘>350 丘陵≤350	花岗岩紫色砂岩洪积母质	缓≤10 斜10-30 陡≥30	厚≥80 中50-80 薄≤50	厚≥20 中10-20 薄≤10		上坡中坡下坡全坡	砖红壤性红壤红壤紫色土

项目	地位指数
项目	24-26	20-22	18	14-16	10-12
生产力等级	Ⅰ(高)	Ⅱ(较高)	Ⅲ(中)	Ⅳ(较低)	Ⅴ(低)
立地类型/个	4	11	12	42	19
面积/hm²	48.77	106.35	950.01	1849.23	432.50
占总面积/%	1.44	3.14	28.05	54.60	12.77

项目	厚度 /cm	容重 /(g/cm³)	粘粒含量 /%	pH值	有机质 /(g/kg)	全量养分/(g/kg)			速效养分/(mg/kg)
项目	厚度 /cm	容重 /(g/cm³)	粘粒含量 /%	pH值	有机质 /(g/kg)	N	P	K	N	P	K
平均值	21.13	1.44	31.95	4.80	17.46	0.93	0.19	8.38	79.86	1.50	47.70
最小值	7.00	1.00	18.10	3.81	6.65	0.42	0.05	0.25	27.34	0.05	6.22
最大值	46.00	1.70	51.50	6.36	43.57	1.84	0.43	25.34	151.02	7.02	179.90
标准差	6.44	0.13	7.45	0.42	7.58	0.25	0.06	5.32	25.20	1.28	29.97
变异系数	0.30	0.09	0.23	0.09	0.43	0.27	0.30	0.63	0.32	0.85	0.63