天水地區(qū)渭河水系立地類型劃分及其造林樹種的選擇調(diào)查研究

蘇成月

（天水市林業(yè)勘察設(shè)計(jì)隊(duì)，甘肅 天水 741000）

1 調(diào)查研究方法及分析

1.1 調(diào)查研究方法

本次調(diào)查內(nèi)容包括天水市森林植被地帶劃分、立地條件類型劃分、適地適樹分析等。具體步驟如下。第一步，搜集天水市渭河流域的氣象資料，結(jié)合地帶性土壤、植被分布的特點(diǎn)，劃分森林植被帶，以≥10 ℃積溫為區(qū)劃熱量帶的主要指標(biāo)，參考絕對(duì)低溫進(jìn)行劃分，以干燥度為區(qū)劃干濕帶的主要指標(biāo)，參考平均降水量和平均相對(duì)溫度區(qū)劃，以相同的地帶性土壤和植被相結(jié)合來劃分森林植被地帶。第二步，在天水市渭河流域森林植被地帶范圍內(nèi)，選點(diǎn)進(jìn)行典型調(diào)查，選擇點(diǎn)要求在地形地貌、土壤植被分布上有一定的代表性，并有較長(zhǎng)的人工林造林歷史，取樣分析土壤水分動(dòng)態(tài)、理化性質(zhì)。第三步，根據(jù)天水市刺槐造林歷史較長(zhǎng)、人工林分布廣泛的特點(diǎn)，選擇刺槐作為劃分類型來評(píng)價(jià)立地質(zhì)量的主要指標(biāo)，同時(shí)兼顧其他造林樹種。調(diào)查采用《甘肅省森林資源調(diào)查設(shè)計(jì)》中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查法。

1.2 調(diào)查數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

為便于準(zhǔn)確比較，需將不同年齡樹高值換算為統(tǒng)一樹高值，本次調(diào)查中所有樹高值均逐年分析，逐年確定樹高，并以其中42 株10 齡以上解析木為基礎(chǔ)，分別求出各齡樹高的回歸模型（如表1所示），將各齡標(biāo)準(zhǔn)地優(yōu)勢(shì)木平均高代入相應(yīng)的回歸方程，得出估算后的10齡優(yōu)勢(shì)木樹高，作為進(jìn)行以后各項(xiàng)分析的基礎(chǔ)。表1中，回歸方程相關(guān)系數(shù)均極顯著。

表1 天水市渭河流域刺槐不同年齡樹高值修正模型Tab.1 Revised model of tree height value of Robinia pseudoacacia at different ages in Weihe River basin of Tianshui City

采用數(shù)量化回歸方法對(duì)刺槐生長(zhǎng)與各立地因子的綜合關(guān)系進(jìn)行逐步分析。在歷時(shí)近3 a 的調(diào)查中，共設(shè)立調(diào)查各類標(biāo)準(zhǔn)地137 塊，做解析木98 株，并測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)5月、6月的土壤水分動(dòng)態(tài)值。

2 天水市渭河流域森林植被地帶的劃分

天水市位于甘肅省東部，東經(jīng)103°43′，北緯33°31′～35°11′。森林植被地帶是指有相似氣候、土壤條件，自然分布著相似的植物種群的區(qū)域范圍，本區(qū)≥10 ℃積溫一般在3 000 ℃左右，無霜期160 d 以上，1 月平均氣溫-5.5～2.2 ℃，極端低溫-23 ℃，符合暖溫帶的指標(biāo)。本區(qū)干燥度在1.33 以上，平均相對(duì)濕度65%以上，年降水量470～600 mm，符合半濕潤(rùn)區(qū)的指標(biāo)。因此，將天水市渭河流域定名為暖溫帶半濕潤(rùn)區(qū)灰褐土森林草原地帶，北部逐漸向中溫帶半干旱區(qū)過渡。

3 立地條件類型的劃分

3.1 劃分立地條件類型的依據(jù)

立地條件是林木生長(zhǎng)所需環(huán)境條件的總和。在所有的環(huán)境條件中，光熱、土壤、水分、土壤養(yǎng)分是基本的生活因子，在天水市渭河流域也隨地形因素的變化而呈現(xiàn)規(guī)律性的變化，這樣地形因素對(duì)上述4個(gè)基本生活因子起著綜合形成造林地、環(huán)境條件的作用，因而在同一森林植物地帶內(nèi)，完全可以利用地形因素的外部特征為依據(jù)來劃分造林地的立地條件類型。

3.1.1 天水市渭河流域土壤、水分、養(yǎng)分隨地形因素的變化而呈現(xiàn)規(guī)律性變化

通過調(diào)查可以看出，一般陰坡、溝底、河川地土壤含水量較高，反之則較低，地形因素實(shí)際上包括地形部位（S23）、坡向（S22）、坡度（S24）、海拔（S25、S26），以及土壤在內(nèi)的各個(gè)立地因子。由于坡向不同，所接受的太陽(yáng)輻射有很大的差異，必然影響到地表水分的收支，在同一地區(qū)降水量相同，但不同坡向不同部位土壤含水量仍有較大的差異，尤以春夏之交差異較大，而這一時(shí)期正好是樹木一年中生長(zhǎng)最旺盛和所需能量最多的時(shí)期，從而對(duì)林木的生長(zhǎng)、樹種分布有巨大影響。

3.1.2 天水市渭河流域人工林生長(zhǎng)狀況與地形因素的關(guān)系

地形因素作為各環(huán)境因子的綜合表現(xiàn)形式，必然在人工林生長(zhǎng)中得到反映，下面以天水市渭河水系人工林最大建群樹種刺槐人工林優(yōu)勢(shì)木生長(zhǎng)狀況調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析說明。

刺槐人工林分布狀況：總面積為99 558 hm2，總蓄積為2 295 404 m3，單位面積蓄積為23.06 m3/hm2。根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)地10齡樹高按不同立地因子分布及生長(zhǎng)狀推況出方差分析，如表2、表3所示。

表2 方差分析表Tab.2 Analysis of variance table

表3 方差分析表Tab.3 Analysis of variance table

天水市渭河流域地貌特征、地形部位可分為梁頂、梁坡、谷坡、溝底、河谷，根據(jù)現(xiàn)有造林地的實(shí)際情況區(qū)分為山脊、上位、中位、下位、谷、平地等六類地形，方差分析表明，不同地形部位對(duì)人工林生長(zhǎng)的影響有顯著差異；坡向分為3組，即陽(yáng)坡、陰坡、半陽(yáng)半陰坡，為便于分析，去除坡向因子影響較小的梁、溝、川灘等無坡向地段，方差分析表明，坡向?qū)Υ袒鄙L(zhǎng)有明顯的影響，陽(yáng)坡、陰坡、半陽(yáng)半陰坡差異極其顯著，但陰坡與半陽(yáng)半陰差異并不顯著。

3.1.3 各立地因子對(duì)刺槐人工林生長(zhǎng)影響的綜合分析

根據(jù)上述方差分析的結(jié)果，將各項(xiàng)因子進(jìn)行合并，最后形成3 個(gè)項(xiàng)目（地形部位、坡向、土壤）、9 個(gè)因子〔地形部位分為梁頂、梁坡、溝底、溝坡、川灘五項(xiàng)；坡向分陰坡、陽(yáng)坡兩項(xiàng)；土壤按外業(yè)調(diào)查所得腐殖質(zhì)厚度分為中層（厚度＞30 cm）和薄層（厚度≤30 cm）2 項(xiàng)〕，并列出相應(yīng)的數(shù)量化回歸反應(yīng)表。按矩陣預(yù)算要求刪去反應(yīng)表中各項(xiàng)目?jī)?nèi)第一個(gè)類目（依次為梁頂、陰坡、中層腐殖質(zhì)3 個(gè)），然后進(jìn)行系列運(yùn)算。求得增廣矩陣及聯(lián)立方程組，用克拉姆法解聯(lián)立方程組，求得各項(xiàng)回歸系數(shù)，然后得到如下回歸方程：

式中：y為樹高；X依次為梁頂、溝底、川灘、陽(yáng)坡、薄層腐殖質(zhì)層；復(fù)相關(guān)系數(shù)γ=0.652 99；無回歸剩余標(biāo)準(zhǔn)差S=1.277 8。

通過以上分析可以看出，在天水市渭河流域與地形因素有關(guān)的各立地因子對(duì)人工林生長(zhǎng)雖然都有影響，但存在明顯差異，其中以不同地形部位所起的作用最大，這樣就可以進(jìn)一步明確以地形部位為主，然后考慮其他因素來劃分立地類型。

3.2 立地條件類型的命名

根據(jù)上述計(jì)算數(shù)據(jù)的分析，以地形因素中地形部位為主，結(jié)合其他因素來劃分立地類型是正確的，在其他因子中，土壤因素固然重要，但與地形部位因素也密切相關(guān)，而不同坡向?qū)ν寥浪?、樹木生長(zhǎng)影響較大，需單獨(dú)考慮。因此，地形部位加上坡向基本上可以滿足劃分類型的要求，據(jù)此，將天水市渭河流域宜林地主要立地條件類型劃分為：梁峁頂部、梁陽(yáng)坡、梁陰坡、溝陽(yáng)坡、溝陰坡、溝坡下部、溝底、川灘。

3.3 天水市渭河流域各立地類型適生造林樹種

3.3.1 梁峁頂部

海拔2 200 m 以下，植被蓋度40%以上，土壤為輕度侵蝕腐殖質(zhì)灰褐土。適于營(yíng)造防護(hù)林，適宜樹種為油松、酸棗、旱柳、山楊、山杏、甘肅山楂、沙棘、胡頹子、山桃、爬地柏、黃刺梅等。

3.3.2 梁陰坡

植被蓋度40%～70%，輕度侵蝕中腐殖灰褐土，較濕潤(rùn)。適于營(yíng)造用材林及防護(hù)林。適宜樹種為油松、華山松、落葉松、刺槐、河北楊、山楊、酸梨、遼東櫟、沙棘、紫穗槐、胡枝子等。

3.3.3 梁陽(yáng)坡

植被蓋度20%～50%，強(qiáng)度侵蝕低腐殖質(zhì)灰褐土型，粗骨土黃棉土等。適于營(yíng)造防護(hù)林，適宜樹種為側(cè)柏、刺槐、沙棘，農(nóng)田大田埂為花椒、文冠果等。

3.3.4 溝陰坡

植被蓋度40%～70%，灰褐土型粗骨土、紅黃土、紅土，侵蝕嚴(yán)重。適于營(yíng)造防護(hù)林、造林時(shí)應(yīng)輔以工程措施，適宜樹種為刺槐、河北楊、旱柳、臭椿、白榆、沙棘、溝臺(tái)地、大地埂適宜栽植核桃、花椒等經(jīng)濟(jì)樹種。。

3.3.5 溝陽(yáng)坡

植被蓋度10%～30%，黃土或紅土母質(zhì)，土壤貧瘠干旱，侵蝕嚴(yán)重。適于營(yíng)造防護(hù)林，造林前應(yīng)先施以工程措施，改良小地形立地條件（修水平臺(tái)、挖魚鱗溝、穴內(nèi)換土添加保水劑等），適宜樹種為側(cè)柏、刺槐、山杏、沙棘、山桃、文冠果。

3.3.6 溝底或溝坡下部

植被蓋度30%～50%，多沖積黃土，有潛水露頭，較濕潤(rùn)。適于營(yíng)造用材林、特用經(jīng)濟(jì)林，宜種植油松、華山松、白皮松、落葉松、柳、榆、水楸、白臘、杜仲等。

3.3.7 川灘地、淺山臺(tái)地（包括四旁）

為沖擊平原或河谷階地，土壤水分、肥力狀態(tài)良好，熱量充足。適于營(yíng)造經(jīng)濟(jì)林、用材林、風(fēng)景林，適宜種植樹種為泡桐、毛白楊、銀毛楊、垂柳、金絲柳、銀杏、國(guó)槐、欒樹、櫻花、紫葉李、木槿、雪松、水杉、合歡、梓樹、楸樹，以及蘋果、梨、桃、杏、梨、柿、葡萄、花椒等經(jīng)濟(jì)林種。

4 結(jié)語(yǔ)

通過數(shù)據(jù)分析計(jì)算，得到了天水市渭河流域全面系統(tǒng)的立地類型劃分指標(biāo)。本文僅調(diào)查分析了天水市渭河流域的立地類型，而長(zhǎng)江流域西漢水系、嘉陵江水系立地類型劃分尚待今后完成。