立地質(zhì)量評(píng)價(jià)_中國(guó)沿海防護(hù)林

立地質(zhì)量評(píng)價(jià)是按一定利用目的對(duì)某一立地單元的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，以期獲得對(duì)利用后的效益預(yù)測(cè)。由于立地資源具有多種用途，包括生態(tài)用途、風(fēng)景用途、經(jīng)濟(jì)用途，具體表現(xiàn)為立地資源具有多種特征，而對(duì)某一特征來(lái)說(shuō)，具有該特征的土地單元可有多種可能的選擇，即立地資源的發(fā)散性；立地資源的可擴(kuò)性使立地單元可以與其他事物結(jié)合而改變其性質(zhì)、用途，并產(chǎn)生價(jià)值的增減。隨著自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件以及有關(guān)政策和利用的改變，其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也有不同。因此，立地質(zhì)量的評(píng)價(jià)應(yīng)充分考慮多用途原則與動(dòng)態(tài)原則。

沿海防護(hù)林體系是以水源涵養(yǎng)林和水土保持林為主體的綜合防護(hù)林體系。因此，作為防護(hù)林體系工程建設(shè)服務(wù)的立地評(píng)價(jià)應(yīng)首先評(píng)價(jià)土地類型的利用現(xiàn)狀是否合理，即立地的抗蝕性、立地涵蓄水性能，再結(jié)合立地類型的環(huán)境條件與區(qū)位特征評(píng)價(jià)土地利用的方向、生產(chǎn)潛力。立地質(zhì)量評(píng)價(jià)分為立地潛在質(zhì)量評(píng)價(jià)（包括立地抗蝕性、立地涵蓄水能力評(píng)價(jià)）和現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力評(píng)價(jià)。

所謂立地潛在質(zhì)量評(píng)價(jià)是指某一地段在正常經(jīng)營(yíng)條件下，自然生態(tài)因子所反映的地表潛在侵蝕危險(xiǎn)性、立地保水能力等項(xiàng)的等級(jí)評(píng)價(jià)。

（一）抗蝕性評(píng)價(jià)

作為比較直觀的測(cè)定因子，我們采用土壤侵蝕潛在危險(xiǎn)性程度或土壤水穩(wěn)性團(tuán)粒含量（％）作為立地抗蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.土壤侵蝕潛在危險(xiǎn)性程度

土壤侵蝕潛在危險(xiǎn)性是用抗蝕年限來(lái)反映的，即有效上層厚度（單位mm）除以年侵蝕深度ｅ（單位mm/a）就是土層抗蝕年限Ye，根據(jù)抗蝕年限Ye，結(jié)合立地的影響程度和治理需要，將土壤侵蝕潛在危險(xiǎn)性程度分為5級(jí)，見表3-16。

表3-16 土壤侵蝕潛在危險(xiǎn)性程度分級(jí)

分級(jí)

Ye = /e（年）

1.無(wú)險(xiǎn)型

>1000

2.較險(xiǎn)型

1000~100

3.危險(xiǎn)型

100~10

4.極險(xiǎn)型

10~1

5.毀壞型

<1

確定土壤侵蝕潛在危險(xiǎn)性程度關(guān)鍵在測(cè)定土壤侵蝕強(qiáng)度和土層厚度。鑒于研究地區(qū)缺乏充分的定位觀測(cè)資料，為滿足評(píng)價(jià)需要，土壤侵蝕強(qiáng)度的確定仍用編制1∶20萬(wàn)土壤侵蝕圖時(shí)面蝕強(qiáng)度的分級(jí)指標(biāo)、溝蝕和重力侵蝕強(qiáng)度用的指標(biāo)。土層厚度可用目測(cè)或?qū)崪y(cè)方法確定。通過(guò)計(jì)算得出抗蝕年限，確定出土壤侵蝕的潛在危險(xiǎn)性等級(jí)，以評(píng)價(jià)立地利用現(xiàn)狀下的保土能力。

2.用土壤水穩(wěn)性團(tuán)粒含量作為立地抗蝕性評(píng)價(jià)指標(biāo)

有研究表明，影響土壤水穩(wěn)性團(tuán)粒含量高低的主要因子是土壤中石礫含量（％），其次是有機(jī)質(zhì)。我們用土壤水穩(wěn)性團(tuán)粒含量（％）作為立地抗蝕性指標(biāo)，它與土壤中石礫含量（％）、有機(jī)質(zhì)的關(guān)系如下：

式中：SAE——土壤抗蝕性（％）；

——土壤中石礫含量（％）；

——土壤有機(jī)質(zhì)（％）；

復(fù)相關(guān)系數(shù)：R=0.9645

從SAE與的一元線性回歸來(lái)看，SAE與的決定系數(shù)為0.9194，為復(fù)相關(guān)系數(shù)的98.93％，因此可選擇土壤中石礫含量（％）作為預(yù)測(cè)土壤抗蝕性的指標(biāo)。

SAE=78.6627－0.8259；R=0.9589

從上式看出，當(dāng)=0時(shí)，SAE=78.6627；當(dāng)=95.24％時(shí)，SAE=0。結(jié)合土壤侵蝕野外調(diào)查的經(jīng)驗(yàn)將土壤中石礫含量（％）的多少劃分為5類，以判別土壤抗蝕性的強(qiáng)弱（表3-17）。

表3-17 土壤抗蝕性與土壤中石礫含量的關(guān)系

抗蝕性等級(jí)

強(qiáng)

較強(qiáng)

中等

差

極差

水穩(wěn)性指數(shù)

>75

75~70

69~60

59~50

<50

石礫含量（%）

<5

5~10

11~23

24~34

>34

土壤中石礫含量（％）的多少，受土壤侵蝕的影響，也與巖性有關(guān)，同時(shí)表明土壤的發(fā)育程度。它綜合反映土壤的抗蝕性強(qiáng)弱，根據(jù)其抗蝕性確定土壤的保護(hù)與利用方向。

（二）立地涵蓄水能力評(píng)價(jià)

立地涵蓄水能力是指特定立地條件下對(duì)降雨水分的吸持能力，主要由兩部分組成，即森林土壤的蓄水能力和森林枯枝落葉層吸持水分的能力。土壤的滲透能力取決于非毛管孔隙，非毛管孔隙使降水憑借重力和一定壓力梯度向土體滲透起著主導(dǎo)作用，在飽和持水量中，只有非毛管孔隙中滯留的重力水在調(diào)蓄水方面，具有更為重要的作用。因此，近年來(lái)有不少研究認(rèn)為，森林土壤蓄水能力主要取決于土壤非毛管孔隙，以它作為計(jì)量土壤蓄水量的基準(zhǔn)較為合適。

立地的涵蓄水能力，依據(jù)立地土壤非毛管孔隙對(duì)各級(jí)雨量的吸持能力，分為5級(jí)見表3-18：

表3-18 立地土壤涵蓄水能力與土壤非毛管孔隙持水量關(guān)系

立地土壤涵蓄水能力

1

2

3

4

5

土壤非毛管孔隙持水量（mm）

<25.0

25.0~49.9

50.0~99.9

100.0~150.0

>150.0

林木現(xiàn)實(shí)主產(chǎn)力是采用數(shù)量化立地指數(shù)法測(cè)定。首先分別按立地區(qū)或立地亞區(qū)的指標(biāo)樹種測(cè)定立地指數(shù)。指標(biāo)樹種是指某一地區(qū)覆蓋較大的并能反映現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的樹種，各立地區(qū)或亞區(qū)的指標(biāo)樹種不盡相同。其次測(cè)定次要樹種的立地指數(shù)，以供比較選擇。最后運(yùn)用數(shù)量化理論 I建立立地指數(shù)評(píng)價(jià)模型。為便于應(yīng)用，將數(shù)量化模型整理成數(shù)量化得分表，得分表用作各立地亞區(qū)的立地類型林木現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的評(píng)價(jià)。只要將某一立地類型立地因子的相應(yīng)得分相加，即可知其立地指數(shù)。

影響立地抗蝕性或涵蓄水能力的因子有土壤中石礫含量（％）、巖性、坡度和土層厚度等。這些因子具有易識(shí)別、易確定的優(yōu)點(diǎn)，都屬于造林設(shè)計(jì)或林業(yè)二類調(diào)查中登記的調(diào)查因子，因此，只要在小班區(qū)劃調(diào)查中對(duì)這些因子進(jìn)行認(rèn)真測(cè)定，減少偏差，就可對(duì)某一立地小班的蓄水保土功能和林分現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力作出正確評(píng)價(jià)。

在立地抗蝕性、水源涵養(yǎng)性能和林分現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，從立地條件本身的特性，評(píng)價(jià)立地現(xiàn)狀的合理性，然后考慮自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)條件對(duì)立地利用在生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的期望，提出土地利用方向、林種和經(jīng)營(yíng)措施。

立地是林木生長(zhǎng)環(huán)境因子的綜合。立地質(zhì)量的好壞，直接決定著造林樹種選擇、林分生長(zhǎng)量大小和經(jīng)營(yíng)管理方向，也是制定經(jīng)營(yíng)措施和更新改造規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。

黑松是沿海地區(qū)造林綠化的主要樹種之一，它具有生長(zhǎng)快、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，但在不同地區(qū)、不同立地條件下林分生長(zhǎng)差異較大。為此，我們?cè)趯?duì)山東省沿海沙質(zhì)岸黑松防護(hù)林進(jìn)行典型調(diào)查基礎(chǔ)上，利用數(shù)量化分析的方法對(duì)林分進(jìn)行了立地質(zhì)量評(píng)價(jià)、立地類型劃分與生長(zhǎng)預(yù)測(cè)，對(duì)發(fā)揮沿海黑松防護(hù)林林地生產(chǎn)潛力，提高防護(hù)林經(jīng)營(yíng)水平都具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（一）立地因子選擇及其類目劃分

根據(jù)調(diào)查材料的整理分析、同行專家評(píng)定及部分研究結(jié)果，選擇差異顯著且對(duì)土壤肥力和林木生長(zhǎng)影響較大的土壤質(zhì)地、成土過(guò)程、土壤有機(jī)質(zhì)含量、地下水深度、微地貌等5個(gè)項(xiàng)目作為評(píng)定立地質(zhì)量的主要因子。每個(gè)項(xiàng)目按一定范圍劃分，共劃分16個(gè)類目。各立地因子的類目劃分標(biāo)準(zhǔn)見表3-19。

表3-19 立地因子類目劃分標(biāo)準(zhǔn)

立地因子

分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及賦值

1

2

3

4

微地貌

沙洼

沙丘

沙灘

—

成土過(guò)程

殘積

潮積

風(fēng)積

—

土壤質(zhì)地

礫砂（0.5～1.0mm）

粗沙（0.1～0.5mm）

細(xì)沙（0.05～0.1mm）

沙壤（0.01～0.05mm）

土壤有機(jī)質(zhì)含量

<0.10%

0.10%～0.25%

>0.25%

—

地下水深度

<1.0m

＞2.5m

1.0～2.5m

—

（二）選配樹高與年齡的回歸方程

根據(jù)調(diào)查材料，首先建立以林分年齡為自變量，林分優(yōu)勢(shì)木樹高為因變量的數(shù)學(xué)模型，選擇4種數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬。

log（Y）=0.837-1.1231/A

R=0.8027

Y=7.8909（1-e0.0967A）1.4857

R=0.7938

Y=7.6425/（1+77.8873e-0.4365A）

R=0.9048

Y=0.6712A0.7428

R=0.8332

根據(jù)相關(guān)系數(shù)最大，標(biāo)準(zhǔn)差最小和計(jì)算方便的選配原則，從上述4種模型中，選擇適用性較好的黑松優(yōu)勢(shì)木樹高與年齡的回歸方程為：

Y=7.6425/（1+77.8873e-0.4365A）

R=0.9048（1）

回歸方程（1）中林分優(yōu)勢(shì)木樹高隨年齡變化趨于穩(wěn)定的時(shí)間，出現(xiàn)在林齡20年，與生產(chǎn)中林木高生長(zhǎng)的變化趨勢(shì)基本一致，因此確定黑松防護(hù)林標(biāo)準(zhǔn)年齡為20年。

（三）立地質(zhì)量數(shù)量化評(píng)價(jià)

首先把調(diào)查標(biāo)地材料編成項(xiàng)目、類目反應(yīng)表。然后以立地因子（Xi）的不同分級(jí)類目（Cjk）為自變量，以各標(biāo)準(zhǔn)地優(yōu)勢(shì)木樹高調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)年齡20年的樹高值（Yi）為因變量，用數(shù)量化理論I的方法，建立數(shù)學(xué)模型，其模型為：

運(yùn)用電腦計(jì)算，編制立地質(zhì)量數(shù)量化得分表（見表3-20），對(duì)黑松防護(hù)林立地質(zhì)量進(jìn)行數(shù)量化評(píng)價(jià)。從表3-20可以看出，5個(gè)立地因子綜合分析，土壤質(zhì)地各類目的得分從礫沙、粗沙、細(xì)沙到沙壤依次增高，得分范圍為1.46，偏相關(guān)系數(shù)為0.27；成土過(guò)程從殘積、潮積到風(fēng)積的得分依次增高，得分范圍為0.74，偏相關(guān)系數(shù)為0.21；土壤有機(jī)質(zhì)各類目得分隨其含量的增加依次增高，得分范圍為0.66，偏相關(guān)系數(shù)為0.19；地下水深度以1.0～2.5m的得分最高，3個(gè)類目的得分范圍為0.45，偏相關(guān)系數(shù)為0.11；微地貌的得分范圍為0.39，偏相關(guān)系數(shù)為0.06。

為判斷各立地因子對(duì)黑松生長(zhǎng)影響的重要性，對(duì)偏相關(guān)系數(shù)進(jìn)行t檢驗(yàn)結(jié)果，土壤質(zhì)地t值4.30，成土過(guò)程t值3.33，土壤有機(jī)質(zhì)含量t值2.53，地下水深度t值1.58，微地貌t值0.88，其中前3項(xiàng)的t值均達(dá)差異顯著水平（表3-21）。

按照各立地因子偏相關(guān)系數(shù)t值和得分范圍大小，評(píng)定其立地因子對(duì)黑松防護(hù)林生長(zhǎng)影響的重要程度依次為：土壤質(zhì)地>成土過(guò)程>土壤有機(jī)質(zhì)含量>地下水深度>微地貌。

表3-20 黑松防護(hù)林立地質(zhì)量數(shù)量化得分表

項(xiàng)目

類目

土壤質(zhì)地

成土過(guò)程

土壤有機(jī)質(zhì)含量

地下水深度

微地貌

得分

范圍偏相關(guān)

得分

范圍偏相關(guān)

得分

范圍偏相關(guān)

得分

范圍偏相關(guān)

得分

范圍偏相關(guān)

土壤

質(zhì)地

（）

沙壤

1.55

—

1.50

—

1.43

—

1.46

—

1.48

—

細(xì)沙

0.78

1.55

0.72

1.50

0.74

1.43

0.79

1.46

0.81

1.48

粗沙

0.27

0.31

0.32

0.28

0.34

0.29

0.32

0.27

0.35

0.26

礫沙

0.00

—

0.00

—

0.00

—

0.00

—

0.00

—

成土過(guò)程（）

風(fēng)積

—

—

0.78

—

0.76

—

0.74

—

0.72

—

潮積

—

—

0.28

0.78

0.28

0.76

0.30

0.74

0.30

0.72

殘積

—

—

0.00

0.23

0.00

0.22

0.00

0.21

0.00

0.22

土壤有機(jī)質(zhì)含量（）

>0.25%

—

—

—

—

0.60

0.60

0.66

0.66

0.63

0.63

0.10%～0.25%

—

—

—

—

0.35

0.19

0.32

—

0.30

—

<0.10%

—

—

—

—

0.00

—

0.00

0.19

0.00

0.18

地下水深度（）

1.0～2.5m

—

—

—

—

—

—

0.45

0.46

—

—

>2.5m

—

—

—

—

—

—

0.37

0.45

0.35

0.46

<1.0m

—

—

—

—

—

—

0.00

0.11

0.00

0.11

微地貌（）

沙灘

—

—

—

—

—

—

0.39

—

—

—

沙丘

—

—

—

—

—

—

0.26

0.39

—

—

沙洼

—

—

—

—

—

—

0.00

0.06

—

—

常數(shù)項(xiàng)

5.62

—

5.26

—

4.91

—

4.44

—

4.66

—

復(fù)相關(guān)系數(shù)

0.31

—

0.41

—

0.44

—

0.45

—

0.45

—

剩余標(biāo)準(zhǔn)差

1.28

—

1.20

—

1.17

—

1.16

—

1.16

—

表3-21 各立地因子偏相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)分析表

立地因子

偏相關(guān)系數(shù)

t值

得分范圍

備注

土壤質(zhì)地（）

0.2689

4.30**

1.46

—

成土過(guò)程（）

0.2115

3.33**

0.84

—

土壤有機(jī)質(zhì)含量（）

0.1924

2.53*

0.66

=1.96

地下水深度（）

0.1023

1.58

0.45

—

微地貌（）

0.0571

0.88

0.39

=2.58

（四）立地類型劃分

偏相關(guān)系數(shù)表示每個(gè)項(xiàng)目對(duì)自變量的貢獻(xiàn)。t檢驗(yàn)中，t值越大，該因子越重要。由表321各立地因子相關(guān)系數(shù)t檢驗(yàn)結(jié)果，土壤質(zhì)地、成土過(guò)程、土壤有機(jī)質(zhì)含量的t值均大于0.05，說(shuō)明這3個(gè)立地因子對(duì)黑松生長(zhǎng)均有顯著影響，而微地貌、地下水深度t值小于0.05，說(shuō)明該兩個(gè)立地因子相對(duì)影響較小。因此，我們以土壤質(zhì)地、成土過(guò)程、土壤有機(jī)質(zhì)含量等為主導(dǎo)因子進(jìn)行立地類型劃分，共把沿?；闪謳Ш谒煞雷o(hù)林林地劃分為11種立地類型（表3-22）。從表3-22可以看出，立地類型1到立地類型11，立地質(zhì)量逐漸變差，標(biāo)準(zhǔn)年齡時(shí)的林分優(yōu)勢(shì)木平均高依次降低。

表3-22 黑松防護(hù)林主要立地類型及生長(zhǎng)量表

立地類型號(hào)

立地因子

林分優(yōu)勢(shì)木平均高（m）

土壤質(zhì)地

成土過(guò)程

土壤有機(jī)質(zhì)含量（%）

地下水深度（m）

1

沙壤

風(fēng)積

>0.25

1.0～2.5

8.04

2

沙壤

風(fēng)積

0.10～0.25

1.0～2.5

7.59

3

細(xì)沙

風(fēng)積

>0.25

1.0～2.5

7.47

4

細(xì)沙

風(fēng)積

0.10～0.25

＞2.5

6.66

5

細(xì)沙

潮積

0.10～0.25

＜1.0

6.56

6

粗沙

風(fēng)積

0.10～0.25

1.0～2.5

6.60

7

粗沙

風(fēng)積

<0.10

＞2.5

5.50

8

粗沙

潮積

<0.10

＜1.0

5.51

9

粗沙

潮積

0.10～0.25

＜1.0

5.22

10

粗沙

殘積

<0.10

1.0～2.5

5.39

11

礫砂

殘積

<0.10

＞2.5

5.02

注：標(biāo)準(zhǔn)年齡20a。