立地质量评价

立地质量评价_中国沿海防护林

立地质量评价是按一定利用目的对某一立地单元的质量进行评估，以期获得对利用后的效益预测。由于立地资源具有多种用途，包括生态用途、风景用途、经济用途，具体表现为立地资源具有多种特征，而对某一特征来说，具有该特征的土地单元可有多种可能的选择，即立地资源的发散性；立地资源的可扩性使立地单元可以与其他事物结合而改变其性质、用途，并产生价值的增减。随着自然条件、社会经济条件以及有关政策和利用的改变，其评价标准也有不同。因此，立地质量的评价应充分考虑多用途原则与动态原则。

沿海防护林体系是以水源涵养林和水土保持林为主体的综合防护林体系。因此，作为防护林体系工程建设服务的立地评价应首先评价土地类型的利用现状是否合理，即立地的抗蚀性、立地涵蓄水性能，再结合立地类型的环境条件与区位特征评价土地利用的方向、生产潜力。立地质量评价分为立地潜在质量评价（包括立地抗蚀性、立地涵蓄水能力评价）和现实生产力评价。

所谓立地潜在质量评价是指某一地段在正常经营条件下，自然生态因子所反映的地表潜在侵蚀危险性、立地保水能力等项的等级评价。

（一）抗蚀性评价

作为比较直观的测定因子，我们采用土壤侵蚀潜在危险性程度或土壤水稳性团粒含量（％）作为立地抗蚀性评价指标。

1.土壤侵蚀潜在危险性程度

土壤侵蚀潜在危险性是用抗蚀年限来反映的，即有效上层厚度（单位mm）除以年侵蚀深度ｅ（单位mm/a）就是土层抗蚀年限Ye，根据抗蚀年限Ye，结合立地的影响程度和治理需要，将土壤侵蚀潜在危险性程度分为5级，见表3-16。

表3-16 土壤侵蚀潜在危险性程度分级

分级

Ye = /e（年）

1.无险型

>1000

2.较险型

1000~100

3.危险型

100~10

4.极险型

10~1

5.毁坏型

<1

确定土壤侵蚀潜在危险性程度关键在测定土壤侵蚀强度和土层厚度。鉴于研究地区缺乏充分的定位观测资料，为满足评价需要，土壤侵蚀强度的确定仍用编制1∶20万土壤侵蚀图时面蚀强度的分级指标、沟蚀和重力侵蚀强度用的指标。土层厚度可用目测或实测方法确定。通过计算得出抗蚀年限，确定出土壤侵蚀的潜在危险性等级，以评价立地利用现状下的保土能力。

2.用土壤水稳性团粒含量作为立地抗蚀性评价指标

有研究表明，影响土壤水稳性团粒含量高低的主要因子是土壤中石砾含量（％），其次是有机质。我们用土壤水稳性团粒含量（％）作为立地抗蚀性指标，它与土壤中石砾含量（％）、有机质的关系如下：

式中：SAE——土壤抗蚀性（％）；

——土壤中石砾含量（％）；

——土壤有机质（％）；

复相关系数：R=0.9645

从SAE与的一元线性回归来看，SAE与的决定系数为0.9194，为复相关系数的98.93％，因此可选择土壤中石砾含量（％）作为预测土壤抗蚀性的指标。

SAE=78.6627－0.8259；R=0.9589

从上式看出，当=0时，SAE=78.6627；当=95.24％时，SAE=0。结合土壤侵蚀野外调查的经验将土壤中石砾含量（％）的多少划分为5类，以判别土壤抗蚀性的强弱（表3-17）。

表3-17 土壤抗蚀性与土壤中石砾含量的关系

抗蚀性等级

强

较强

中等

差

极差

水稳性指数

>75

75~70

69~60

59~50

<50

石砾含量（%）

<5

5~10

11~23

24~34

>34

土壤中石砾含量（％）的多少，受土壤侵蚀的影响，也与岩性有关，同时表明土壤的发育程度。它综合反映土壤的抗蚀性强弱，根据其抗蚀性确定土壤的保护与利用方向。

（二）立地涵蓄水能力评价

立地涵蓄水能力是指特定立地条件下对降雨水分的吸持能力，主要由两部分组成，即森林土壤的蓄水能力和森林枯枝落叶层吸持水分的能力。土壤的渗透能力取决于非毛管孔隙，非毛管孔隙使降水凭借重力和一定压力梯度向土体渗透起着主导作用，在饱和持水量中，只有非毛管孔隙中滞留的重力水在调蓄水方面，具有更为重要的作用。因此，近年来有不少研究认为，森林土壤蓄水能力主要取决于土壤非毛管孔隙，以它作为计量土壤蓄水量的基准较为合适。

立地的涵蓄水能力，依据立地土壤非毛管孔隙对各级雨量的吸持能力，分为5级见表3-18：

表3-18 立地土壤涵蓄水能力与土壤非毛管孔隙持水量关系

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

林木现实主产力是采用数量化立地指数法测定。首先分别按立地区或立地亚区的指标树种测定立地指数。指标树种是指某一地区覆盖较大的并能反映现实生产力的树种，各立地区或亚区的指标树种不尽相同。其次测定次要树种的立地指数，以供比较选择。最后运用数量化理论 I建立立地指数评价模型。为便于应用，将数量化模型整理成数量化得分表，得分表用作各立地亚区的立地类型林木现实生产力的评价。只要将某一立地类型立地因子的相应得分相加，即可知其立地指数。

影响立地抗蚀性或涵蓄水能力的因子有土壤中石砾含量（％）、岩性、坡度和土层厚度等。这些因子具有易识别、易确定的优点，都属于造林设计或林业二类调查中登记的调查因子，因此，只要在小班区划调查中对这些因子进行认真测定，减少偏差，就可对某一立地小班的蓄水保土功能和林分现实生产力作出正确评价。

在立地抗蚀性、水源涵养性能和林分现实生产力评价的基础上，从立地条件本身的特性，评价立地现状的合理性，然后考虑自然、经济和社会条件对立地利用在生态、经济和社会效益的期望，提出土地利用方向、林种和经营措施。

立地是林木生长环境因子的综合。立地质量的好坏，直接决定着造林树种选择、林分生长量大小和经营管理方向，也是制定经营措施和更新改造规划设计的重要依据。

黑松是沿海地区造林绿化的主要树种之一，它具有生长快、适应性强等特点，但在不同地区、不同立地条件下林分生长差异较大。为此，我们在对山东省沿海沙质岸黑松防护林进行典型调查基础上，利用数量化分析的方法对林分进行了立地质量评价、立地类型划分与生长预测，对发挥沿海黑松防护林林地生产潜力，提高防护林经营水平都具有极其重要的现实意义。

（一）立地因子选择及其类目划分

根据调查材料的整理分析、同行专家评定及部分研究结果，选择差异显著且对土壤肥力和林木生长影响较大的土壤质地、成土过程、土壤有机质含量、地下水深度、微地貌等5个项目作为评定立地质量的主要因子。每个项目按一定范围划分，共划分16个类目。各立地因子的类目划分标准见表3-19。

表3-19 立地因子类目划分标准

立地因子

分级标准及赋值

1

2

3

4

微地貌

沙洼

沙丘

沙滩

—

成土过程

残积

潮积

风积

—

土壤质地

砾砂（0.5～1.0mm）

粗沙（0.1～0.5mm）

细沙（0.05～0.1mm）

沙壤（0.01～0.05mm）

土壤有机质含量

<0.10%

0.10%～0.25%

>0.25%

—

地下水深度

<1.0m

＞2.5m

1.0～2.5m

—

（二）选配树高与年龄的回归方程

根据调查材料，首先建立以林分年龄为自变量，林分优势木树高为因变量的数学模型，选择4种数学模型进行模拟。

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

根据相关系数最大，标准差最小和计算方便的选配原则，从上述4种模型中，选择适用性较好的黑松优势木树高与年龄的回归方程为：

Y=7.6425/（1+77.8873e-0.4365A）

R=0.9048（1）

回归方程（1）中林分优势木树高随年龄变化趋于稳定的时间，出现在林龄20年，与生产中林木高生长的变化趋势基本一致，因此确定黑松防护林标准年龄为20年。

（三）立地质量数量化评价

首先把调查标地材料编成项目、类目反应表。然后以立地因子（Xi）的不同分级类目（Cjk）为自变量，以各标准地优势木树高调整到标准年龄20年的树高值（Yi）为因变量，用数量化理论I的方法，建立数学模型，其模型为：

运用电脑计算，编制立地质量数量化得分表（见表3-20），对黑松防护林立地质量进行数量化评价。从表3-20可以看出，5个立地因子综合分析，土壤质地各类目的得分从砾沙、粗沙、细沙到沙壤依次增高，得分范围为1.46，偏相关系数为0.27；成土过程从残积、潮积到风积的得分依次增高，得分范围为0.74，偏相关系数为0.21；土壤有机质各类目得分随其含量的增加依次增高，得分范围为0.66，偏相关系数为0.19；地下水深度以1.0～2.5m的得分最高，3个类目的得分范围为0.45，偏相关系数为0.11；微地貌的得分范围为0.39，偏相关系数为0.06。

为判断各立地因子对黑松生长影响的重要性，对偏相关系数进行t检验结果，土壤质地t值4.30，成土过程t值3.33，土壤有机质含量t值2.53，地下水深度t值1.58，微地貌t值0.88，其中前3项的t值均达差异显著水平（表3-21）。

按照各立地因子偏相关系数t值和得分范围大小，评定其立地因子对黑松防护林生长影响的重要程度依次为：土壤质地>成土过程>土壤有机质含量>地下水深度>微地貌。

表3-20 黑松防护林立地质量数量化得分表

项目

类目

土壤质地

成土过程

土壤有机质含量

地下水深度

微地貌

得分

范围偏相关

得分

范围偏相关

得分

范围偏相关

得分

范围偏相关

得分

范围偏相关

土壤

质地

（）

沙壤

1.55

—

1.50

—

1.43

—

1.46

—

1.48

—

细沙

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

砾沙

0.00

—

0.00

—

0.00

—

0.00

—

0.00

—

成土过程（）

风积

—

—

0.78

—

0.76

—

0.74

—

0.72

—

潮积

—

—

0.28

0.78

0.28

0.76

0.30

0.74

0.30

0.72

残积

—

—

0.00

0.23

0.00

0.22

0.00

0.21

0.00

0.22

土壤有机质含量（）

>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（）

沙滩

—

—

—

—

—

—

0.39

—

—

—

沙丘

—

—

—

—

—

—

0.26

0.39

—

—

沙洼

—

—

—

—

—

—

0.00

0.06

—

—

常数项

5.62

—

5.26

—

4.91

—

4.44

—

4.66

—

复相关系数

0.31

—

0.41

—

0.44

—

0.45

—

0.45

—

剩余标准差

1.28

—

1.20

—

1.17

—

1.16

—

1.16

—

表3-21 各立地因子偏相关系数检验分析表

立地因子

偏相关系数

t值

得分范围

备注

土壤质地（）

0.2689

4.30**

1.46

—

成土过程（）

0.2115

3.33**

0.84

—

土壤有机质含量（）

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）立地类型划分

偏相关系数表示每个项目对自变量的贡献。t检验中，t值越大，该因子越重要。由表321各立地因子相关系数t检验结果，土壤质地、成土过程、土壤有机质含量的t值均大于0.05，说明这3个立地因子对黑松生长均有显著影响，而微地貌、地下水深度t值小于0.05，说明该两个立地因子相对影响较小。因此，我们以土壤质地、成土过程、土壤有机质含量等为主导因子进行立地类型划分，共把沿海基干林带黑松防护林林地划分为11种立地类型（表3-22）。从表3-22可以看出，立地类型1到立地类型11，立地质量逐渐变差，标准年龄时的林分优势木平均高依次降低。

表3-22 黑松防护林主要立地类型及生长量表

立地类型号

立地因子

林分优势木平均高（m）

土壤质地

成土过程

土壤有机质含量（%）

地下水深度（m）

1

沙壤

风积

>0.25

1.0～2.5

8.04

2

沙壤

风积

0.10～0.25

1.0～2.5

7.59

3

细沙

风积

>0.25

1.0～2.5

7.47

4

细沙

风积

0.10～0.25

＞2.5

6.66

5

细沙

潮积

0.10～0.25

＜1.0

6.56

6

粗沙

风积

0.10～0.25

1.0～2.5

6.60

7

粗沙

风积

<0.10

＞2.5

5.50

8

粗沙

潮积

<0.10

＜1.0

5.51

9

粗沙

潮积

0.10～0.25

＜1.0

5.22

10

粗沙

残积

<0.10

1.0～2.5

5.39

11

砾砂

残积

<0.10

＞2.5

5.02

注：标准年龄20a。