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《森林培育学》讲义

       

《森林培育学》讲义

绪论和前言

一、森林培育及森林培育学的概念

1. 森林培育的概念

可从两个方面理解:

⑴森林培育是林业的基础,是用科学手段营造或更新森林并加以抚育保护的一项建设事业。

林业是国民经济的重要部门,从根本上讲是对森林资源的利用和再生产,其发展基础是扩大资源和更新资源。而森林培育则是扩大和更新森林资源的一项建设事业,在无林地上造林以扩大森林资源、在迹地上更新森林资源以及保护和经营管理天然林资源都包括在森林培育的范围之内。

⑵森林培育是通过树木和森林利用太阳能和其它物质进行生物转化,生产人类所需的食物、工业原料、生物能源等的一种生产过程,同时也是通过树木和森林的存在,创造并保护人类和生物生存所需环境的生产过程。

2. 森林培育学的概念

森林培育学(Silviculture)原来为造林学,它是从日文借用过来的,沿用很久了,一直有人以为不贴切,“造”字有制作和建造的意思,这样容易把造林理解为纯粹的人为过程,从而疏忽了依靠自然力来培育森林方面的内容,特别是在新中国刚刚成立的头30年,受苏联林学体系的影响,他们把它分为人工造林和天然林培育两个不同的课程,所以更名为森林培育学。

森林培育学是研究营造和培育森林的理论和技术的学科,其研究内容包括良种壮苗的生产、无林地造林、森林(人工林和天然林)的更新营造和造林后的抚育管理等方面。所以本门科的内容包括:林木种子(种子篇)、苗木培育(种苗学)、森林营造(造林学)、森林抚育和森林主伐更新(营林学)等5篇。

森林培育是把以树木为主体的生物群落作为生产经营对象,它的活动必须在生物群落与其生态环境相协调统一的基础上来进行,因此对生物体(以树木为主)及其群落的本质和系统的认识,以及对生态环境(包括非生物环境和生物环境)的本质和系统的认识就是森林培育必需的知识基础。生命科学,尤其是其中的植物学、生理学、遗传学、群落学等,以及环境科学,尤其是其中的气象学、地质学、水文学、土壤学等,是为森林培育提供基础理论和知识的主要源泉。

二、 森林培育学的发展历史

森林培育学最早于1764年独立成为一门学科,以德国人R. Harger所著的《造林学》一书为象征(这也是世界上第一部森林培育学教材)。1865年德国人Catter所著的《造林学指南》一书为造林学科的发展奠定了基础(所以一般都说造林学起源于德国)。其后各国陆续出版了许多有关造林学方面的专著,比较有代表性的包括1916年美国人Toumey所著的《实用造林学》、1919年日本人本多静六所著的《造林学要论》、1921年英国人Troup所著的《印度树种造林学》以及50年代美国人BakerSmith所著的《育林学实践》。等等。

我国于19121913年,在中等农林院校开设《造林学》课程,讲授美国和日本的教材。直到1933年造林学才成为一个学科。

我国著名林学家陈嵘于1933年出版《造林学概要》和《造林学各论》,为我国造林学科的发展奠定了基础。文化大革命期间1959年由华东华中协作组(以马大浦为主)编写的《造林学》教材及1961年由北京林学院造林教研组(沈国舫为主)编写全国统编教材《造林学》,改革开放为各学科的发展提供了条件,又出现了新的教材1981年出版的《造林学》(孙时轩主编),内容更全面,进入新世纪以来,由沈国舫为主的专家组编写21世纪教材《森林培育学》

三、森林培育(造林)的目的特性

1. 森林效益及造林目的

森林对人类生活具有重要意义,可分为直接作用和间接作用,主要表现在以下几个方面:

①森林可提供各种原材料(如建筑用材、矿柱材、纸浆材、薪材等)及林产品(如果实、药材、油料等);

我国将森林分为5大林种:用材林、经济林、防护林、薪炭林、特种用途林

②森林可以使大气层维持稳定的氧的比例;生态效益

③森林可保护农、林业赖以发展的土壤环境;

④森林具有水源涵养能力,可以保护水源免受破坏和污染;

⑤森林是动物、昆虫、菌类、鸟类等的栖息地,也是重要的基因库;

⑥森林有重要的休息、美学等方面的价值。社会效益

2. 森林培育(造林)的特性

造林,尤其是营造用材林,是恢复和扩大森林资源的重要手段,主要包括以下几个特点:

①生产周期长 森林从营造到收获常需要几年、十几年、几十年甚至上百年,生产经验的总结、科学技术成果的推广、造林资金的周转、林产品的获得都需要较长时间才能达到,因此在人工林培育过程中的各项措施都应着眼于缩短造林和营林周期;

②造林地的复杂性 人工林一般在条件较差的立地上营造,因此在造林过程中贯彻适地适树、因地制宜的原则极为重要,诸如树种选择、造林密度、造林方法等措施都应与造林地的条件相适应;

③人工林与外界环境的关系 人工林是开放的生态系统,与周围环境进行着不断的物质和能量的交换,因此在造林时必须考虑人工林对环境的适应,同时也应考虑当前以及长期对环境的影响;

④造林的技术工作 除研究林木与环境的关系外,还需研究人类活动(包括造林工作及其他活动)与林生长和环境的关系,因此也涉及到社会和经济条件。

四、森林培育(造林)与系统工程

造林需要实现两个目标,一是生产人类所需的各种林产品,经营管理好一个复杂的生产系统;二是不断改善环境,创造人类生存所需的生态系统。这两个目标从根本上讲是一致的,高产需要良好的自然环境,良好的生态系统必能高产。从总体上讲,这两个目的可以合二为一,即是在自然界的系统基础上,改善并建立人类所需的生态系统。因此从系统工程的角度来考虑,造林是一项系统工程,如三北防护林工程、天然林保护工程、退耕还林工程、环北京绿化工程等。造林不仅仅是一项技术,同时涉及到社会、经济和政治等领域的问题。为了提高造林成效,必须把造林这项工程作为系统来处理,即按系统工程的思想方法对造林进行规划、设计、施工、经营管理和研究。

五、森林培育学今后的研究方向及任务

1. 新世纪林业发展的六大重点工程:

①天然林保护工程;

②“三北”和长江中、上游地区等重点防护林体系建设工程;

③退耕还林还草工程;

④环北京地区防沙、治沙工程;

⑤野生动植物保护及自然保护区建设工程;

⑥重点地区以速生丰产用材林为主的林业产业基地建设工程(唯一的产业工程)。

2. 森林培育学的发展趋势

目前我国在林业方面存在诸如造林成活率低、造林质量不高、造林树种单一等方面的问题,从森林培育学的角度来看需要进行造林技术改造。其目标主要包括以下几个方面:

① 提高造林成活率(75%以上)。主要措施包括:a造林的指导思想从数量转变到质量上;b抓好良种工作,改变见种就采、有种就造的现状;c真正做到适地适树;d加强造林后的抚育管理。

② 发展良种基地,逐步扩大我国造林用种的良种比例。

③ 以提高育苗质量为中心,实现育苗技术的科学化、苗木生产规范化、苗林质量标准化。

④ 统筹安排,建立多树种、多层次的人工林体系。

面对21世纪到来对森林培育工作提出的新方向、新任务、新要求,森林培育工作在总体上要处理好以下几个大问题。

(1)森林多目标经营和定向培育的关系问题

国家对整个林业的要求是多目标、多样化的,从森林整体来说也是多功能的,但对每一个具体地区,每一片具体森林,其要求又是有所侧重的。为更有效地满足全国对森林的多样需求,必须实行分类经营、定向培育的方针。森林培育要明确定向,这个“向”可以是单纯的“向”,如水源涵养、纸浆用材或木本油料生产等,也可以是复合的“向”,如用材与水土保持结合、林果结合、风景游憩与自然保护结合等。定向目标可以有主次,培育措施要与所定的向相适应。在定向培育森林时又不要忘记森林本身还是有多功能的,需要适当协调注意发挥森林的最佳综合效益。在这方面,森林培育既是科学问题,又是一项技艺,可以充分利用知识和手段,达到尽善尽美的境界。

(2)森林培育的数量和质量的关系问题

在我国林业建设的相当一段时间里,重量轻质问题相当突出,这固然有其客观的需要,如原森林覆盖率低、造林任务大,主要依靠群众参与等。但久而久之,森林资源的数量和质量不协调的问题越来越大。我国森林资源的数量(面积、蓄积量)虽然绝对数也不算少,但森林的质量太差,生产力低,效益不高,与社会经济的要求相差太远,这已成了突出的矛盾。要把提高森林质量和生产力水平放到今后森林资源建设的重点位置上来,这是时代的迫切需要,也是森林培育工作面对的艰巨任务,在这方面,科学技术应当起关键的作用。

(3)森林的自然化培育和集约化培育的关系问题

中国目前森林面积1.75亿公顷,森林覆盖率18.21%,但森林覆盖率仅相当于世界平均水平的61.52%,居世界第130位。人均森林面积0.132公顷,不到世界平均水平的1/4,居世界第134位。森林蓄积124.56亿立方米,人均森林蓄积9.421立方米,不到世界平均水平的1/6,居世界第122位。人工林保存面积0.53亿公顷,即7.95亿亩,蓄积15.05亿立方米,人工林面积居世界首位。在全世界堪称为一个人工林大国。这是与我国森林破坏历史长,荒山荒地多的国情相对应的。但是,由于种种原因,我国人工林的质量效益低,生产力水平低的情况相当普遍。虽然也有少量优质高产的人工林存在,但人工林的平均生产力水平低于天然林,更低于其潜在的生产能力(现实生产力仅为潜在生产力的1/3~1/2),显露了我国森林培育工作的突出弱点。再加上人工林由于树种单纯、培育期短等固有特点,其生态效益一般低于同地区的中等天然林,这个问题已引起了全世界的广泛注意。在我国,这就造成了一对矛盾,一方面是需要大幅度提高森林生产力以满足国民经济对林业的多种需求,这就要求森林培育的集约化(包括良种化、机械化、工程化、人工生境调控等);另一方面,对森林生态效益的广泛关注要求森林培育的自然化(包括封山育林的应用,复层混交林的培育等)。如何以先进的科学技术为指导,把森林培育的集约化和自然化更好地协调起来或明确分工,为总的发展目标服务,这又是摆在新世纪森林培育工作面前的重大课题。

(4)森林培育与其他产业和工程的配合关系问题

随着科学技术的发展和生产生活的需要。土地利用也总的走向集约化、综合化。在区域、流域或景观层次合理安排土地利用,使农、林、牧、水产各业各得其所,又和水利、交通、电力等工程协调发展,这当然是一门重要的学问,也是一项重要的工作;但在地块或林分的层次上,如何使森林培育与其他各业搭配起来的综合发展,也逐渐成为了一种发展方向。林农复合经营曾经是我国一些地区的传统经营方式,在世界上一些国家发展方兴未艾,而经过近二三十年的发展,这种以林为主的复合经营的形式更加丰富、更加多样化了,技术上日趋成熟,效益上更为显著,是一个值得继续开拓的领域。这方面的开拓也对森林培育工作提出了更高、更新的要求。

第一篇 森林培育的基本原理

第一章 森林立地

森林立地主要研究森林立地因子、分类和评价等内容,它是实现科学育林十分重要的应用技术基础。通过森林立地研究,能够选择最有生产力的造林树种,提出适宜的育林措施,并预估将来的森林生产力及木材产量,进而能够对森林的分类经营、森林经营的各种效益、木材生产成本和育林投资做出估计。它将对提高育林质量、发展持续高效林业、天然林的保护和更新、恢复和扩大森林资源发挥重要作用。世界各国,特别是林业发达国家,都已开展了深入细致的立地研究工作,其中许多研究成果已在林业生产建设中发挥了重要的作用。

我国位于亚洲大陆东部,地跨寒温热三带,面积达960万km2。南北相距约5000km,东西宽约5200km。地貌以山地丘陵为主(占国土面积的43%),其次为高原(占26%)、盆地(占19%)、平原(占11%)。我国地貌类型繁多,有西北部的大沙漠景观,又有西部高山的冰川地貌,有著名的内蒙古、黄土、青藏和云贵四大高原,又有塔里木、准噶尔、柴达木和四川盆地;南北水热分布差异明显,如闽浙山地东南坡、广西十万大山、海南五指山,年降水量高达2000mm以上,而西北干旱区域年降水量一般仅为100~200mm;我国森林土壤种类丰富,共有10个纲、46个土类、170个亚类;因气候条件和地貌类型的多样性形成了各种各样的森林类型;山区面积广大,约占全国土地面积的2/3以上;还有1亿多公顷疏林地和宜林荒山荒地需待绿化。由于上述地貌、气候、土壤和生物的广泛差异性,必然对林业生产措施产生重要的影响,因此,在我国有必要对这些因子进行系统的研究、分类和评价,即进行全面的森林立地研究。

第一节 森林立地的基本概念

立地是近年来林学文献常用的概念,在全面分析森林立地之前,弄清所涉及到的一些名词术语的含义十分必要。

1.立地与生境(site and habitat)

“立地”是林学上的概念,“生境”生态学上的概念,两者的具体含义在不同的国家具有不同的含义,含义也不尽相同。

今天,林学上的“立地”和生态学上的“生境”内涵已趋于相同。一般来讲,立地有两层含义,第一,它具有地理位置的含义;第二,它是指存在于特定位置的环境条件(生物、土壤、气候)的综合。因此,可以认为立地在一定的时间内是不变的,而且,与生长于其上的树种无关。

2.立地质量与立地条件(site quality and site condition)

立地质量是指某一立地上既定森林或其他植被类型的生产潜力,所以,立地质量与树种相关联,并有高低之分。立地质量包括气候因素、土壤因素及生物因素。一个既定的立地,对于不同的树种来说,可能会得到不同的立地质量评价结果。

立地条件是指在造林地上凡是与森林生长发育有关的自然环境因子的综合。在一定程度上立地质量和立地条件是可以通用的(沈国舫,1992)。

3.立地质量评价(site quality assessment)

就是对立地的宜林性或潜在的生产力进行判断或预测。立地质量评价的目的,是为收获预估而量化土地的生产潜力,或是为确定林分所属立地类型提供依据。立地质量评价的指标多用立地指数(site index),也称地位指数,即该树种在一定基准年龄时的优势木平均高或几株最高树木的平均高(也称上层高)。

4.立地分类与立地类型(site classification and site type)

每一立地有其自身的特性,大面积的造林地并非存在充分一致的立地条件。就科学研究而言,对某一立地因子进行精细的研究是一件非常重要的工作,但进行造林规划设计时,就很少以这样的单一因子研究为基础。在森林培育学实践中,立地分类可从狭义和广义分类两方面来理解。狭义上讲,将生态学上相近的立地进行组合,叫立地分类,组合成的单位,称为立地条件类型,简称

立地类型(或称植物条件类型)。立地类型是土壤养分和水分条件相似地段的总称。广义上说,立地分类包括对立地分类系统中各级分类单位进行的区划和划分。一般意义上的立地分类,多指狭义分类。

第二节森林立地的研究历史及发展趋势(P12自学)

第三节 森林立地因子概述

在进行森林立地分类与评价时,一般采用的立地因子(site factors)主要包括三大类,物理环境因子、森林植被因子和人为活动因子。物理环境因子包括气候、地形和土壤,森林植被因子主要指植物的类型、组成、覆盖度及其生长状况等。在这些因子中,对森林培育而言,主要研究和应用的则是那些起主导作用的因子。

一、物理环境因子

1.气候

包括树木在内的绿色植物赖以生存的立地,主要受太阳能、水分、二氧化碳和各种化学养分的总生理有效供给量的支配,而控制这种供给的原动力来自于空间,即被定义为区域气候的太阳辐射和降水。

当然,年总辐射和降水水平是非常重要的,但一年中由于干、湿季和冬、夏季总辐射和降水分布的不同,也限定了植物的生长条件。如我国由北向南,形成了寒温带针叶林、温带针阔叶混交林、暖温带落叶阔叶林、亚热带常绿阔叶林及热带季雨林及雨林等森林植被类型。此外,在同一个热量带内还由于纬度不同及大地形的干扰,水热条件还有一定差别,使得森林植被类型的种属组成及森林的生产力上发生变化。如温带的北部和南部虽都是以红松为主的针阔叶混交林,但北部混有北方针叶树,如鱼鳞云杉、红皮云杉等,阔叶树种类少,南部则混生温性针叶树种冷杉及暖温性阔叶树种千金榆等。

气候不仅影响到森林植被类型,而且也影响到林木的生长及生产力。北方的红松由小兴安岭向南到长白山南部,生产力是不断提高的,南方的杉木地跨北、中、南三个亚热带,生产力以中亚热带南部最高,南、北亚热带较低,而马尾松生产力则由北亚热带向南亚热带逐渐提高。总之,气候决定了植物赖以生存的水热条件,从而形成了植被类型的分布格局。

大气候主要决定着大范围或区域性森林植被的分布,而小气候明显地影响树种或群落的局部分布。由于气候的这一特性,在立地分类系统中气候一般作为大地域分类的依据或基础,在立地类型的划分中并不考虑气候因子。在生产力评价上目前气候因子通常只用于提供粗略生产力的指标,提供一个不同气候带(区域)间的生产力的相互比较概念,还不能建立起气候与林木生长关系的精确模型。

如在《中国森林立地分类>一书中,作者把气候条件作为立地区域分类(regional classification)的主要依据,在立地区域、立地带或立地区的划分时,主要是将水热条件的变化与森林植被的变化结合起来考虑的。小气候对林木生长的影响也很重要,但也很少用于立地质量评价和分类。这是因为小气候变化常常与地形变化紧密相关,而地形的变化还伴随着土壤等因子的改变。如坡向、坡位的不同,小气候与土壤条件同时发生改变,因此很难单独获得小气候因素与林木生长良好的相关的精确资料。

2.地形

地形包括海拔、坡向、坡度、坡位、坡型、小地形等。地形主要影响到与林木生长直接有关的水热因子和土壤条件。

Ø 在一些特殊景观地段,地形表面的地质物质、形状或地形学属性等会改变气候的影响力,地形将通过坡度和坡向等特征影响到达地面的太阳辐射量,在山区,海拔的影响能够直接作用于降水量,但地形对水分的再分配,主要表现在降水到达地面后的运移方式。

Ø 地表物的深度和通透性在控制着水分是自由排走还是在植物根际区保留一段时间;景观地形位置(如山顶、山脚或河漫滩)则更多地影响立地的水分状况。土壤特征属性更多地影响水分保持和养分交换,而一些重要的立地属性是由气候和地形来描述的。

Ø 对于山地,地形对林木生长发育的作用显得尤为重要。在同一山区,特别是由低山到高山,由于地势不同形成明显的植被垂直带谱,在一定的区域范围内,海拔的升高可使温度降低,蒸发量减少,无霜期缩短,降水量以及大气、土壤湿度增加,从而可能使土壤肥力提高,植被生长茂密或植被类型发生更替等。

Ø 局部地形的特点是:①比其他生态因子稳定、直观,易于调查和测定;②常常与林木生长高度相关,地形稍有变化就能在林木生长上明显反映出来;③每一个局部地形因素。如坡向的阳坡与阴坡,坡位的山脊、山坡与山洼,都能良好地反映着一些直接生态因子(小气候、土壤、植被等)的组合特征。如山脊(或坡的上部)反映着阳光充足、干燥、风大,土层较薄(为残积母质),水分较少,生长比较耐瘠薄的地被植物;山洼(或坡麓)则反映着比较阴湿、风微、土层厚(通常为坡积土),而生长着喜湿喜肥的地被植物。

Ø 局部地形对森林生产力有重要的影响,一个局部地形因素有综合反映环境特征的作用,目前国内外的森林立地工作者都在用地形来划分立地类型,并与林木生长建立回归模型,评价立地质量。

3.土壤

土壤包括土壤种类、土层厚度、土壤质地、土壤结构、土壤养分、土壤腐殖质、土壤酸碱度、土壤侵蚀度、各土壤层次的石砾含量、土壤含盐量、成土母岩和母质的种类等。

土壤是林木生长的基质,是森林立地的基本因子。土壤因素本身受气候、地质、地形等多种因素的影响,形成不同地理区域的土壤差异性,而不同的土壤也决定了不同树种的分布和生长潜力。在评价造林地的生产潜力以及制定造林技术措施时,一般都离不开对土壤条件的分析。为了查清土壤的结构和采集用于分析理化性质的土样;常常需要挖掘一定深度的土壤才具代表性,然而取样太多,会增加工作量和费用,取样太少又难以代表实际情况。

因此,在实际操作当中,往往采用那些控制土壤有效水分的因子作为主要的评判因子,如基岩或黏土层深度,它们决定了根层的深度并控制着影响该层水分贮量的土壤质地。土壤养分状况一般则显得重要性低一些。尽管有些因子难以测定,但作为基础研究,在土壤一立地研究方面对控制森林生长起重要作用的因子进行大量测定工作是很常见的。此外,土壤与其他环境因子间的关系也极为密切,譬如,土层厚与地形、腐殖质与植被、盐碱与地下水位等都存在密切的关联性。

由于土壤因子有如下一些特性:

①对林木生长所需的水、肥、气、热具有控制作用;

②与林木生长均有高度相关性;

③比较容易测定;

④综合性强,它全面反映了林木根系生长空间和肥力水平。因此,土壤因子与林木生长的关系在国内外有广泛研究,国外立地的一些早期研究,也多以土壤为主,日本的立地分类仍以土壤作为基础。但由于土壤的不直观性以及绘制立地图比较困难,在我国,除了平原地区外,一般不采用土壤单因子评价立

地质量,而是结合地形因子联合评价立地质量,进行立地分类。总而言之,土壤因子是森林立地分类与评价的重要依据。

4.水文

包括地下水深度及季节变化、地下水的矿化度及其盐分组成,有无季节性积水及其持续期等。对于平原地区的一些造林地,水文起着很重要的作用。据杜历(1995)的研究,宁夏银北地区,地下水位高,土壤盐渍化重,控制地下水位上升是灌区土壤改良的关键,该灌区地下水位控制在1.8m以上时,一般不会发生返盐现象。

在平原地区的立地分类中,水文因子特别是地下水位经常成为主要考虑的因子之一。而在山地的立地分类则一般不考虑地下水位问题。

二、植被因子

那些反映生态系统特征、组成森林群落的主要植物种的存在,相对多度及相对大小,是立地质量的指示者,从大的森林类型到林下植被,从不同生态特性的建群树种,到一些非建群植物种分布,在不同层次及不同程度上反映着森林生长的环境特征。

如从西藏林芝的墨脱县到林芝县的色季拉山依次分布的有热带雨林、季雨林,亚热带常绿阔叶林,暖温带落叶阔叶林,温带针阔混交林,寒温带针叶林,这些大的森林植被类型是组成林芝地区地理景观的主要成分,这些植被显然对水热条件有不同的要求,从而反映从寒温带、温带、暖温带到亚热带、热带的大气候带的植被差别。

从树种分布讲。云、冷杉代表寒温带湿润地区的树种,高山松代表暖温带耐旱树种,而马尾松则代表喜湿热的亚热带树种。

在植被未受严重破坏的地区,植被状况能反映出立地的质量,特别是某些生态适应幅度窄的指示植物,更可以较清楚地揭示造林地的小气候、土壤水肥状况规律,帮助人们深化对立地条件的认识。例如,蕨菜生长茂盛指示宜林地生产力高;高山松、华山松、云、冷杉等指示酸性土壤;黄连木、野花椒等指示土壤中钙的含量高;柏木、青檀、侧柏天然林生长地母岩多为石灰岩;仙人掌群落指示土壤贫瘠和气候干旱等。

由于森林植被类型及树种分布综合地反映着不同的大气候条件,因此,在立地分类中,它们主要作为大区域划分(区域分类)的依据,在前苏联、北欧、加拿大等寒温带森林中,广泛应用植物种或植物群落的指示意义来评价立地并可作为立地分类系统中基层分类单元的分类依据。但在中国,多数造林地植被受破坏比较严重,用指示植物评价立地受到一定的限制。

三、人为活动因子

土地利用的历史沿革及现状反映了各项人为活动对上述各项因子的作用。不合理的人为活动,如取走林地枯枝落叶、严重开采地下水,会使立地劣变,发生土壤侵蚀,降低地下水位。

由于人为活动因子的多变性和不易确定性,在森林立地分类中,一般只作为其他立地因子形成或变化的原动力之一进行分析,而不作为立地条件类型的组成因子。

四、森林立地主导因子

上面分别说明了立地分类与评价中主要立地因子的意义及作用。我国森林地理环境十分复杂,一般情况下任何单一立地因子都无法全面反映多级的环境特征和正确地评价立地质量,必须采用多因子综合的方法。实际上影响森林类型和森林生长的因素是众多的、综合的,因此当揭示的影响因子愈多,愈能综合,对森林立地质量的评价愈逼近真实。

1.主导因子的概念

从理论上讲,一块造林地上作用于林木生长的环境因子相当多,如果全部罗列出来也许会有数百之多,然而,各个因子所起的作用差异很大,有些因子对林木生长发育的作用微不足道,有的因子却起着决定性的作用,这些起决定性作用的因子,在造林学上称之为主导因子。一般而言,在分析立地与林木的关系时,没有可能也没有必要对所有立地因子进行调查分析,只要找出主导因子,就能满足造林树种选择和制定造林技术措施的需要。

2.主导因子的确定方法

由于立地因子干变万化,要找出主导因子并不存在一个万能处方,关键是要对具体问题做具体的分析。

主导因子可以从两个方面去探索。

一方面是逐个分析各环境因子与植物必需的生活因子(光、热、气、水、养)之间的关系,从分析中找出对生活因子影响面最广、影响程度最大的那些环境因子;

另一方面则是找出处于极端状态,有可能成为限制植物生长的那些环境因子,按照一般规律,成为限制因子的多是起主导作用的因子,如干旱、严寒、强风、过大的土壤含盐量等。把这两方面结合起来,从造林地如何保证林木生长所需的光、热、水、养等生活因子着眼,逐个分析各环境因子的作用程度,注意到各因子之间的相互联系,特别注意那些处于极端状态有可能成为限制因子的环境因子,主导因子就不难找出。

主导因子的确定可采用定性分析与定量分析相结合的方法,具体方法参见本章第四节森林立地质量评价中地位指数的间接评价方法。

在分析主导因子时还需要补充说明两点:

第一点是探索主导因子不能只凭主观分析,而要依靠客观调查,要善于从各环境因子对林木生长影响程度的客观现象中总结出主导因子,对不同生态要求的树种,立地条件中的主导因子是不同的,应分别加以调查和探索;

第二点是主导因子的地位离不开它所处的具体场合,场合变了,主导因子也会发生变化。前面提到的坡向在一些场合下起重要作用,而在另一些场合就没有明显作用了,低纬度地区的平缓坡就是一个例证。所以不能用固定的眼光来看待主导因子。

第四节 森林立地质量评价

通常用林地上一定树种的生长指标来衡量和评价森林的立地质量。由于不同树种的生物学特性并非一致,各立地因子对不同树种生长指标的贡献或限制存在一定的差异,立地质量也往往因树种而异。同一立地类型,有的适宜多个树种生长,有的则仅适宜于单个树种生长,通过森林立地质量评价,便可确定某一立地类型上生长不同树种时各自的适宜程度。这样就可在各种立地类型上配置相应的最适宜林种、树种,实施相应的造林经营措施,使整个区域达到“适地适树”和“合理经营”,土地生产潜力得以充分发挥,实现“地尽其用”的最终目的。

一、森林立地质量评价的方法

森林立地质量评价历史悠久、方法甚多。它始于18世纪初的德国,19世纪初以来,各国林学家、生态学家对立地评价方法进行了大量的研究和探讨。由于各国自然地理背景、历史条件、经营目标和研究者经历的不同,形成了许多不同的森林立地质量评价方法。

这些方法可以概括为直接评价和间接评价两种类别。直接评定法指直接利用林分的收获量和生长量的数据来评定立地质量,如地位指数法、树种间地位指数比较法、生长截距法等。间接评价方法是指根据构成立地质量的因子特性或相关植被类型的生长潜力来评定立地质量的方法,如测树学方法、指示植物法、地文学立地分类法、群体生态坐标法、土壤一立地评价法、土壤调查法等。当前,国内采用的立地质量评价方法主要为地位指数的间接评价方法。下面仅对此方法进行介绍。

地位指数的间接评价方法是一种定量分析的方法,也称多元地位指数法。这种方法能解决有林地和无林地统一评价以及多树种代换评价的问题,因而被认为是最终解决问题的根本方法,一般用多元统计方法构造数学模型,即多元地位指数方程,以表示地位指数与立地因子之间的关系,用以评价宜林地对其树种的生长潜力,其可表示为:

SI=,(x1,x2,……,xn,Zl,Z2,……,Zn)

式中:SI一立地指数;

xi——立地因子中定性因子(i=1,2…,n);

Zi;——立地因子中可定量因子(i=1,2…,n)。

多元地位指数法的基本内容为:采用数量化理论I或多元回归分析的方法,建立起树种的立地指数即该树种在一定基准年龄时的优势木平均高或几株最高树木的平均高(也称上层高)与各项立地因子如气候、土壤、植被以及立地本身的特性,还有人在预测方程中包含了诸如养分浓度、C/N、pH值等土壤化学特性之间的回归关系式,根据各立地因子与立地指数间的偏相关系数的大小(显著性),筛选出影响林木生长发育的主导因子,说明不同主导因子分级组合下的立地指数的大小,并建立多元立地质量评价表,以评价立地的质量。不同的立地因子组合将得到不同的立地指数,立地指数大者立地质量高(具体计算方法就不详细的讲,自己看教材P21)

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