摘要:文章探讨了地形因子(地貌、海拔、坡向、坡位、坡度等)和土壤因子(土壤厚度、腐殖质厚度)对异龄林胸径树高、生物多样性、各龄级林木生长等方面的影响,并从多方面分析立地因子影响异龄林的原因,为科学掌握异龄林的动态变化规律和正确评价异龄林地位质量提供依据。
关键词:地形因子;土壤因子;胸径
前言:
我国第8次清查的结果显示,全国森林面积2.08亿公顷,森林覆盖率21.63%,其中天然林面积1.22亿公顷,占到我国森林总面积的59%。在未来很长的时间内,将担负我国林木产品和生态效益生产的大部分。天然林多数是异龄林,其组成常常是多个树种混交的,可以分为多个层次的,年龄结构复杂。因此,研究立地因子对异龄林的影响,对科学掌握异龄林的动态变化规律和正确评价异龄林地位质量均有重要的实用价值。
1、异龄林与立地因子的基本概念
1.1异龄林的基本概念
异龄林是指林木年龄相差一个龄级以上的林分。在异龄林中,将由所有龄级的林木所构成的林分称为全龄林,全龄林的林木年龄分布范围中一定有幼龄林木、中龄林木、成熟龄林木及过熟龄林木。一般耐荫树种构成的天然林,尤其是择伐后形成的林分,通常是异龄林,多数天然林为异龄林。与同龄林相比,异龄林的防护作用和对风、雪等自然灾害以及病虫害的抵抗能力强,但是其经营管理技术比较复杂。
异龄林与同龄林不同,它的林冠是不整齐和不匀称的,较常见的情况是最小径级的林木株数最多,随着直径的增大,林木株数开始急剧减少,达到一定直径后,株数减少幅度渐趋平缓,而呈现近似双曲线式的反J形曲线。同龄林分的立木株数按径级分布往往表现为不同偏度、峰度和峭度的正态分布曲线。因此,异龄林与同龄林有完全不同的立木株数按径级分布模型。1.2 立地因子的基本概念
立地指存在于一个特定位置的环境条件(生物、土壤、气候、地文)的综合。因此可以认为立地是在一定时间里与生长在它上面的植物无关的。反映异龄林的立地的因子有很多,包括地形因子包括海拔、坡度、坡向、坡位等,土壤因子包括土地类型、土层厚度、黑土层厚度等,气象因子包括光照、热量、水分、空气湿度、风向、风力等,母质母岩因子包括母质种类、母岩种类等[1]。本文综合已有的研究成果,主要探讨地形因子(地貌、海拔、坡向、坡位、坡度等)和土壤因子(土壤厚度、腐殖质厚度)对异龄林的影响。
2、立地因子对异龄林生长的影响
不同立地因子对林木生长的小气候条件及其土壤的理化性质产生不同的影响,使异龄林的生长发育表现出不同的特征,因而不同的立地因子组合,在不同的地段,表现出不同的作用程度。但从一定的大范围地域,立地因子对异龄林的影响具有一定的规律性。
2.1 对胸径树高的影响
地形因子对异龄林胸径、树高和蓄积生长的影响是通过地形因子对林地土壤肥力、养分和光照的影响进而影响林木的生长。随海拔和坡度的升高,林木的胸径和树高逐渐变小,而下坡位林木生长明显优于上坡位,南坡向的林木所受的光照和水热条件要好于北坡向,南坡向的林木相当喜阳,北坡向的林木比较耐荫,所以对于大部分的针叶树。
袁晓红[2]等的研究表明在研究区域南坡杉木明显比北坡要生长的好,南坡的杉木林胸径较大,且存有径级较大的活立木于并且同一胸径下,生长于南面坡的杉木,其树高和生长速度高于北坡。
2.2 对林地生物多样性的影响
立地因子很大程度上制约着处于某个立地下物种的种类和数量。随着海拔的上升,山地植物呈带状分布,海拔越高,植被越稀疏,物种多样性明显下降。坡度达到一定程度,异龄林林下植被也呈减少趋势,坡度越陡,土层越薄,土壤营养物质也越少,越贫瘠,灌木和草本生长受到抑制。并且不同坡位物种多样性也差异很大,山谷的植被覆盖度和物种多样性也明显高于山脊。
郑成洋[3]等对福建黄岗山东南坡和西北坡乔木树种的研究表明物种丰富度随海拔的变化趋势是:随海拔升高,科、属、种的数量呈下降的趋势;东南坡科、属、种的数量在海拔800-1000 m达到最大值,西北坡在海拔1500-1600 m达到最大值。
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2.3对各龄级林木生长的影响
对于某一树种,各年龄阶段所需的营养,光照和水热等会有明显的差异,在一般情况下,合理的异龄林的直径年龄结构分布为负指数分布最多。幼龄林比例最大,随着年龄的增长呈反J型下降。但由于不同的立地条件,使的异龄林结构发生变化,并且受到各立地因子的制约非常的明显,从而使异龄林的直径年龄结构出现多峰或单峰的变化。谢宝东等[4]在对南方山地立地条件对杨树人工林的研究中表明随着坡度的逐渐增大,4年生杨树的胸径树高和蓄积量均呈下降趋势;4年生杨树在平地上的生长量最大,阳坡次之,阴坡生长量最小;4年生杨树在中、下坡位的生长较好,在上坡位最差;随着土壤厚度的增加,3年生杨树D、H和V逐渐增大。张毓涛等[5]的研究表明天山云杉适宜在阴坡和半阴坡分布,而同一龄级在东北坡和东坡的幼树密度明显高于所有样地幼树的平均密度,天山云杉虽为耐阴树种,但其幼苗的生长需要一定的光照,半阳坡利于其更新。
3、立地因子对异龄林影响的原因分析
3.1地形因子
地形因子主要通过影响与林木生长直接有关的水热因子和土壤条件及小气候变化,而对林木生长产生影响。特别是对于山地,地形对林木生长发育的作用显得尤为重要。
地貌和海拔的梯度变化,引起立地温度、雨量、光照、湿度的变化,使土壤肥力状态随之变化,如同砂岩坡地厚土厚腐立地类型林地。随地貌、海拔的升高,大气气温逐渐降低,水热条件也明显改变,大气浓度也严重的影响着植物的生长和发育。
林地坡位的变化受水、热、气的制约差异较大,特别是水,不仅影响表土的剥蚀与堆积,而且影响土体水分、营养的再分配,形成不同坡位土壤肥力状态差异较大,从而影响林地生产力。山脊(顶)部雨水冲刷林地较严重,不仅使土体物理性质差,营养物质贫瘠,而且脊部立地因子制约,矿质元素矿化减慢,有效养分减少,养分质量更低劣;洼地一般为径流汇集区与静风区,径流水将细粒泥砂和丰富的营养物质汇集到此,改善了土层结构,营养有效(含速效)养分增多,土壤肥力状态更加优化,林地生产力提高。
坡向的差异影响日照的长短和强度,使不同坡向小环境的水热状况和土壤理化性质发生较大的差异,导致树木的生长、发育表现出不同的特征。
3.2土壤因子
土壤母质的不同所造就的土层深厚不同,质地疏松度不同,土壤肥沃湿润且排水较好的土质和土层厚度影响着土壤水分、养分的总贮藏量和根系分布的空间范围。
土层厚度的增加,土体营养物质和水分的贮量增加,同时根系生长空间增大,根际系统范围增加,根部营养生理活动的效率增加,林地生产力增加.腐殖质层厚增加,有机质和其他养分的数量增加,同时反映营养物质积累的时间更长,养分的矿化和熟化程度越高,养分的质量越高,同时土壤腐殖质的增加,能改善土体的物理性质,如低山立地类型区花岗岩小区坡地立地组林地,随腐殖质层厚度增加,土壤肥力状态结构更加优化,物理化学性能同步改善,林地生产力明显增加。
4、结语:
立地因子对异龄林的影响,不仅存在着单个立地因子对林木生长的影响,也存在着多个因子相互关联相互作用后产生的一系列效果。全国几乎所有的天然林都属于异龄林,弄清楚立地因子与异龄林生长的关系,对林业行业的发展与进步具有特殊的意义,将会大提高林业工作的效率。
参考文献:
[1]覃林,陈平留,刘健.闽北异龄林地位因子的研究[J]. 中南林业调查规划,1997,16(3):55-58
[2]袁晓红,李际平.杉木人工林南北坡向树高-胸径生长曲线研究[J]. 西北林学院学报, 2012,27(2):180-183
[3]郑成洋,刘增力,方精云.福建黄岗山东南坡和西北坡乔木物种多样性及群落特征的垂直变化[J].生物多样性, 2004,12(1): 63-74.
[4]谢宝东,方升佐,綦山丁,黄河,李华勇.南方山地立地条件对杨树人工林生长的影响[J]. 南京林业大学学报(自然科学版),2006,30(4):55-58
[5]张毓涛,李吉玫,常顺利; 李翔; 芦建江.天山中部天山云杉种群空间分布格局及其与地形因子的关系[J]. 应用生态学报,2011,22(11):2799-2806
论文作者:徐罗
论文发表刊物:《基层建设》2016年31期
论文发表时间:2017/1/21
标签:因子论文; 林木论文; 土壤论文; 生长论文; 林地论文; 胸径论文; 海拔论文; 《基层建设》2016年31期论文;