低质低效杉木立地特征与低质低效林分类

低质低效杉木立地特征与低质低效林分类

杉木是我国南方最重要的树种之一，分布广泛，人工经营和栽培历史悠久。杉木材料细腻，生长速度快，加工方便，深受群众喜爱。然而，由于长期的管理和使用，一些砧木的地理分布强度降低，砧木的生产力降低，因为它们适合土地和树木，所以有些林是小的、老的和老的。这导致森林形成不是材料。因此，有必要正确界定低质量杉木次生林的分类标准，为低质量低效森林的管理和转型提供重要依据。在本文中，我们分析了杉木生长过程中形成低质量效率的原因和布局的主要特征。11.1样地设置及其水质效因子的测定为全面反映研究区域内杉木林的真实状况,调查收集了长江中上游地区的四川、云南、贵州、湖南、湖北5省全部及江西部分的最近2～3次一类森林资源清查的样地资料329块,据此计算林分的蓄积量、自然生长量和生长率等因子.此外,还在四川、湖南、湖北等省有代表性的区域设置详测样地进行重点调查,详细测定林分土壤、植被、生物量、林分结构、水文功能等质效因子,将其作为典型样本资料.1.2低质低效指标因子的选择研究的基本思路、低质低效林分的基本定义见参考文献在低质低效指标因子的选择中考虑到如下情况:长江中上游地区林分类型多样,立地条件复杂22.1杉木群落生长过程及分析方法将样地的单位面积蓄积量、树高、生长量等林分因子与林分年龄描散点图,根据散点分布特点选择生长过程曲线方程进行拟合,并划分生长等级.生长过程见图1、图2、图3.生长过程分析方法以树高等级的划分为例说明如下:1)建立林分生长方程:=11.29106/(1+2.74899e式中,2)用两倍标准差剔除法确定上下限,,式中,б3)根据上下限范围,用平均离差法将全部杉木群落样地划分为6个等级,以罗马字母Ⅰ至Ⅵ表示,以Ⅰ等级为最好,其余类推.2.1.1杉木天然林生长状况从杉木各蓄级年龄-蓄积散点图可以看出,现存的大部分杉木天然林分为中幼年林,林龄大于502.1.2树高分布图和生长率分布从杉木的年龄—树高分布图和对生长率的分析得出,202.2综合因子的提取表现林分质效高低的因子很多,如林分蓄积、林分平均高、林分生长量、林分生长率等.但这些因子在表现林分质效中所起的作用大小不同,即权重不同,且它们之间可能还存在着相互关系.因此采用主成分分析法,把错综复杂的因子归结成几个综合因子.其分析计算结果见表1.表中,2.3样地标准化指数及判别函数根据数量化得分结果对样地进行聚类分析.因选取的样地数较多,这里我们采用爬山法,利用已有电算程序,对329个样地数据进行逐步聚类.根据样地标准化指数和的频率分布特点,最后将样地聚为3类,第3类包含样地数111个,其样地标准化指数和小于或等于36,第2类包含样地数137个,其样地标准化指数和小于63并大于36,第1类包含样地数81个,其样地标准化指数和大于或等于63.因此,我们根据聚类结果,把样地分为3个等级,第3类为Ⅲ等级,第2类为Ⅱ等级,第1类为Ⅰ等级.建立类型判别函数.采用蓄积、树高、直径、生长量、生长率和郁闭度的等级作为判别因子,用Fisher判别方法进行判别,得判别函数:=0.00623类样本的类中心在判别坐标系中的坐标分别为:第1类0.0879;第2类0.1554;第3类0.2218.阈值点第1类正判样本数为79个,正判率97.5%,第2类正判样本数为130个,正判率94.9%,第3类正判样本数109个,正判率99.2%.相关比为0.8483.根据所建立的判别函数对所有样地进行判别归类,将杉木林划分为3组综合质效类型,第Ⅰ类为生长较好的正常林分,第Ⅲ类为极低质低效型林分,第Ⅱ介上述二者之间,以低质型、生长潜力型和综合低质低效型为主.各类型所包括的生长等级及主要因子平均值见表2和表3.2.4主导立地因子的分异性长江中上游地区杉木分布范围广,立地类型多样,在不同地区影响其生长的主导立地因子不一定相同,故采取逐步回归分析方法,确定影响最显著的主导因子.2.4.1年龄-树高导向曲线在林分质效的表现因子中,与立地因子关系最密切的是树高,因此首先建立年龄-树高的调整方程,其导向曲线为:2.4.2立地条件类型的划分杉木主要分布在中低海拔.由于样地资料在各海拔中分布不均,故选取海拔800～1200m人为影响较小的样地,对坡向、坡位、坡度、土壤厚度等立地环境因子与标准年龄的林分高进行逐步回归分析,海拔因子不参与分析.其结果如表4所示.从表4的结果看,除海拔外,其他几个因子对杉木生长影响的大小依次为坡位、土壤厚度、坡度和坡向.因此,低质低效杉木林的立地条件类型主要可由海拔、坡位、土层厚度、坡度和坡向5因子各等级的组合来构成.2.5极低质低效型杉木林前已述及,林分生产力、林分结构和水保功能强弱是我们划分低质低效次生类型的指标和依据.根据主成分分析结果,林分蓄积量、林分平均高和5年蓄积生长量可以全面反映林分生产力,林分郁闭度、灌木草本盖度和土壤厚度等较全面反映了林分结构与功能.从林分这些综合质效表现因子及形成的原因考虑,我们把低质低效杉木林划分为以下4个类型:(1)极低质低效型即Ⅲ等级杉木林,这种类型林分的蓄积等级、生长量等级和树高等级绝大部分大于或等于5,其质效因子和立地条件都处于极低水平;(2)生长潜力型这种林分为Ⅱ等级中树高等级和生长率等级小于2的那一部分林分,其质效综合评价得分较低,林分的蓄积量较低,但其平均树高和生长率较大,也就是说,其立地条件较好,生长潜力力较大;(3)低质型为Ⅱ等级中的部分林分,其蓄积量较小,林分乔木层生长很差,但林分的郁闭度较大,下层植被较多,林分的总体植被覆盖率大,保水保土能力较强;(4)综合低质低效型这种林分为Ⅱ等级中的部分林分,其蓄积、生长量、郁闭度和立地条件都处于较低水平,其基本特征为,林分乔木层郁闭度在0.3～0.6之间,一般都有部分灌木和草本层植物,其平均灌木盖度约40%,平均草本盖度约60%,林分的蓄积量和平均树高都明显偏低.低质低效杉木林划分的技术参数标准如表5所示.表中蓄积量、树高和5年的蓄积生长量是各因子生长过程曲线模型展开后所得之值,表示各因子的平均值,凡低于表中对应年龄各因子值的林分,均称为低质低效林.2.6低质低效杉木次生林的形成缘由杉木属于“偏途顶极群落”,没有纯粹的原始天然林,所有的杉木次生林都是在人工林的基础上,因砍伐、火烧等原因被破坏后,重新萌生发育演潜而来的.因此,杉木低质低效次生林的的形成绝大部分是人为原因.一部分低质林的形成是因为林分的气候条件不适于杉木生长,如在一些高海拔地区,人工林经破坏后,萌生的杉木同灌木混生,形成低质低效杉木残次林.一部分低质林的形成是因为林分本身由多代人工林发育而成,消耗地力过多,没有得到施肥补充,且林分基本上是杉木纯林,林下灌木和草本较少,林地枯落物少,分解还原少,林地的肥力已衰退到不适宜杉木生长的地步,因而形成低质低效杉木次生林.3低质低效杉木林的主要成因(1)根据对低质低效次生林的定义,我们将蓄积量、树高和林分5年蓄积生长量均低于同类林分的均值,且灌木草本盖度小,土壤条件差的林分称为低质低效林.依据其主要特征的不同,又进一步将低质低效林分为极低质低效型、低质型、综合低质低效型和生长潜力型4种类型.(2)根据对样地资料的分析,影响杉木生长的主要立地因子是海拔高度、坡位、土层厚度、坡度和坡向,它们的组合可以构成不同的杉木立地条件类型.(3)形成低质低效杉木林的主要原因是不合理经营,部分是由于立地条件不适合,如海拔太高或土层太薄,地力衰退.(4)本文中以不同年龄时期林分蓄积量、林分平均高和林分5年蓄积生长量为生产力指标,以林分郁闭度、灌木草本盖度、土壤条件、地表侵蚀状况等为主要特征,用综合多因素的方法对杉木低质低效林进行了系统分类研究,其结果深入浅出,可操作性强.(5)本文中根据杉木主要结构特征指标进行了杉木低质低效林的