崇陽縣毛竹立地分類

賴玉玲 殷陸華 陳賜輝 劉振興 陳亞剛 羅梓珊 張卓文

摘要：以崇陽縣較大面積集中連片的毛竹林分為研究對象，對42個標準地數據進行了統計分析。以坡向（x1）、坡位（x2）、坡度（x3）、腐殖質層厚度（x4）、土層厚度（x5）及母巖類型（x6）為自變量，以毛竹平均胸徑（y）為因變量，對其進行逐步回歸分析，確定影響毛竹生長的主導因子，并以此作為依據進行立地類型劃分。結果表明，影響崇陽毛竹胸徑大小的主導因子是土層厚度（x5）、母巖類型（x6）及坡位（x2），回歸方程為：y=6.332+0.358 x2+0.060 x5-0.662 x6。通過因子分析，將6個立地因子劃分為2個主成分，其中第一個主成分映了土壤因子方面的信息，第二個主成分反映了地形因子方面的信息。應用主成分聚類分析方法可將進行崇陽縣毛竹立地劃分為4種類型：頁巖中下坡厚土層立地類型、頁巖上坡中土層立地類型、石灰巖中下坡中土層立地類型及石灰巖上坡薄土層立地類型。應該分別不同立地類型，確定毛竹林經營的主要方向，并制定相應的生產描述措施以促進毛竹林高產、穩產與高效。

關鍵詞：毛竹；立地類型；生長特性；崇陽

中圖分類號：S718.51+6文獻標識碼：A文章編號：1004-3020（2016）05-0030-05Site Type Classfication of Phyllostachys pubescens in ChongyangLai Yulin（1）Yin Luhua（2）Chen Cihui（3）Liu Zhengxing（3）Chen Yagang（3）Luo Zishan（1） Zhang Zhuowen（1）

（1. Colloge of horticulture and forestry， Huazhong Agriculture UniversityWuhan430070；2.Chongyang Forestry

BureauXianning437500；3.Chongyang County Guihua Forest Farm Adiministrative BureauXianning437545）

Abstract： Large area Moso bamboo stands in Chongyang had been taken as reseach object， and data from 42 plots had been analyzed in this paper. Taking slope direction （x1）， slope position （x2）， slope gradient（x3）， thickness of soil humus layer （x4）， soil layer thickness （x5）， and parent rock types （x6） as independent variables， and diameter at breast height（y）as dependent variable， stepwise regression analysis had been done in order to determine main factors affecting Moso bamboo growth， and to divide site types with these main factors. The result showed that the dominant factor which affecting the growth of Moso bamboo diameter at breast height were soil thickness （x5）， parent rock types （x6） and slope position （x2）， and the regression equation was y=6.332+0.358 x2+0.060 x5-0.662 x6. With factor analysis， 6 site factors could be divided into 2 principal components， i.e. the first one reflecting the information of edaphic factor， and the second one reflecting the information of terrain factor. With plot data it could be divided into 4 site types by means of principal component cluster analysis.The main management direction for each site type should be determined， and the corresponding production plan formulated in order to promote Moso bamboo forest high yield， stability and efficiency.

Key words：Phyllostachys edulis；site type；growth；Chongyang

毛竹Phyllostachys edulis是我國南方最重要的經濟竹種。崇陽縣土地總面積199 4667 hm2，其中林業用地138萬hm2，其中毛竹面積26萬hm2，立竹量6 500萬株，年產竹筍12萬t，年砍竹材450萬根，產值16億元。毛竹廣泛分布在全縣12個鄉鎮68個行政村和2個國有林場，集中連片。崇陽不僅是毛竹生產適宜區和豐產區，還是全國的毛竹的中心產區之一。

長期以來，崇陽縣的竹林經營理念和管理技術還處在一個比較落后的水平，與浙江省安吉等地毛竹豐產區相比，存在著較大的差距。近年來，隨著縣域經濟實力的增強，崇陽縣提出了將毛竹產業發展與生態文明建設和旅游業結合起來的發展方向，推動崇陽縣由竹業大縣向竹業強縣的轉變。因此，探討立地條件對毛竹林分生長的影響，找出該區域影響毛竹林生長的主導因子，并以此劃分立地類型是毛竹林分集約經營的基礎，也是毛竹當前要解決的關鍵生產問題。

從20世紀80年代開始，我國就對毛竹的立地類型劃分進行了大量的研究。1989年，蔣英文編制了江西省毛竹數量化地位指數表＼[1＼]，隨后，江西省毛竹區劃課題組于1991年通過主要立地因子與毛竹生長的回歸分析，編制出了毛竹數量化立地質量評價表，找出了影響毛竹生長的主導因子，并劃分了立地類型，從而為江西省的毛竹立地生產力起到一定的預測作用[2]。此后，全國多個省份相繼對各自省份的毛竹立地類型進行了細致的研究。馬明東等于1991年用主導因子逐級控制綜合分類方法將四川長寧縣楠竹林分劃分出七個立地類型[3]。1992年，陳存及等對福建省毛竹立地類型與立地級進行了劃分[4]。同年，浙江省林業勘察設計院的毛竹區劃課題組按該省毛竹各適宜區域，對立地類型進行了歸類、分級和立地質量評價[5]。

竹林立地因子組成眾多，包括降雨、溫濕度等氣候因子，海拔、坡度等地形因子，母巖類型、土壤肥力等土壤因子，它們相互影響，共同作用于竹林的生長。舒常慶等篩選出影響湖南省會同縣肖家鄉毛竹立地的主導因子是坡度、土壤質地和腐殖質層厚度[6]。程曉陽等認為土層厚度是導致各立地條件下毛竹胸徑呈極顯著差異的主要原因，而土層厚度對竹高則沒有顯著影響[7]。崔鴻俠等研究發現坡度、腐質層厚度和坡位是影響毛竹胸徑生長的主要因子[8]。孫鴻宇等認為郁閉度、坡位和立竹度是影響江蘇省宜興地區毛竹枝下高的主要因子[9]。毛竹的生長受多種立地因子的影響，不同地區有不同的主導因子。因此，應根據毛竹林不同經營目的，針對不同的坡位、坡度和土壤等立地條件狀況，采用不同的經營類型。

湖北林業科技第45卷第5期賴玉玲，等：崇陽縣毛竹立地分類1材料與方法

1.1試驗區概況

崇陽縣地理位置為東經112°32′～114°29′，北緯29°12′～29°41′，屬亞熱帶季風氣候，日照充足，溫和多雨。平均氣溫167℃，極端最高氣溫407 ℃，極端最低氣溫-149 ℃，無霜期259 d，年雨量1 395 mm。夏季酷暑持續時間較短，冬季嚴寒冰凍較少。

試驗區毛竹土壤母巖主要是頁巖及石灰巖類型。由頁巖發育的紅壤pH值45～65，由石灰巖發育的石灰土，pH值70～75。土質疏松、石礫含量輕（10%～30%），腐殖質層較厚，通透性好，保水保肥能力較強。

試驗地林內雜草雜藤較多，植被蓋度70%。林木郁閉度在05以上，土層厚度在60～80 cm。

1.2研究方法

1.2.1標準地設置與調查

標準地設置：在試驗區內，分別不同坡向（x1）、不同坡位（x2）、不同坡度（x3）、不同腐殖質層厚度（x4）、不同土層厚度（x5）及不同母巖類型（x6），選擇經營水平一致林相比較整齊且有代表性的地段設置標準地，面積均為20 m ×15 m，共42塊。標準地四周設置 3 m 左右的緩沖帶，當坡度大于5°時，對其進行坡度改正。

地形測定方法：采用黃禮祥方法將坡位分為上坡、中坡及下坡[10]。坡度使用坡度儀測定。坡向分陰坡、半陰半陽坡和陽坡三個基本指標，南坡為陽坡，東、西坡或偏向坡均為半陰半陽坡，北坡為陰坡。

土層厚度和腐殖質層厚度的測定方法：在標準地內，沿S型路線隨機設立樣方點3個。在樣方內開挖寬約80 cm，深度直達母質層的土壤剖面，用皮尺測量土層厚度和腐殖質層厚度。腐殖質層厚度是測量土壤表面色暗且疏松的部分，取三個剖面測定的平均值。境內毛竹生長的母巖類型只有石灰巖和頁巖兩種類型。

標準地調查：對標準地進行常規每木檢尺，包括每株立竹的地徑、胸徑、枝下高、冠幅等生長因子。同時調查記錄標準地的地點（用GPS定位）、坡位、坡向、坡度、腐殖質層厚度、土層厚度、母巖類型等立地因子。

1.2.2數據處理

在數據處理時坡度取其正弦值。坡向、坡位和母巖類型為描述性指標，需將其數量化：樣方的坡位定義上坡為1，中坡為2，下坡為3；樣方的坡向定義陽坡為1，半陰半陽坡為2，陰坡為3[8]；母巖類型定義頁巖為1，石灰巖為2。利用Excel及SPSS17.0軟件對標準地數據進行方差分析、相關分析、回歸分析、因子分析和主成分聚類分析。

生產上以毛竹直徑大小評價其生長好壞，市場也只以毛竹直徑大小確定單價。毛竹各生長因子之間存在相關關系，受篇幅所限因此本文只討論立地條件對毛竹胸徑生長的影響。

2結果與分析

2.1立地因子對毛竹胸徑生長的影響

標準地數據表明，立地因子對毛竹林分生長產生重要的影響。陰坡和半陰半陽坡的毛竹林分生長較好，陽坡較差。下坡的毛竹生長得較好，中坡次之，上坡最差。坡度較小的標準地毛竹生長狀況較好，坡度太大的整體狀況較差。腐殖質層厚的毛竹生長較好，薄的較差。土層厚的毛竹生長較好，土層薄的生長較差。在頁巖發育的土壤上毛竹生長好，在石灰巖發育的土壤上生長較差。

由于各個立地因子的度量單位不盡相同，可以引入了變異系數來進行比較。研究結果表明，坡度的變異程度較大，腐殖質層厚度的變異程度最小。對變量進行Pearson相關分析。土層厚度、母巖類型、坡度、腐殖質層厚度、坡位對毛竹胸徑生長的影響極顯著，坡向對胸徑的影響不顯著，結果如表1所示。表1Pearson相關分析胸徑

應用逐步回歸分析方法建立毛竹胸徑生長與立地因子的回歸方程。在最終回歸方程中，剔除變量有坡向（x1）、坡度（x3）及腐殖質層厚度（x4），引入的變量有坡位（x2）、土層厚度（x5）及母巖類型（x6）其回歸方程：

y=6.332+0.358x2+0.060x5-0.662x6

對回歸方程進行顯著性檢驗，復相關系數R=0942，決定系數R2=0888，調整決定系數R2=0879，回歸模型的F檢驗統計量的值為10025，F分布的顯著性概率為0000，其達到了極顯著水平，有統計學意義。因此，在崇陽及其相近地區可以用該方程對毛竹林分胸徑的生長量進行預測。

2.3因子分析

通過以上分析發現各因子對毛竹胸徑有不同程度的影響，可用因子分析法對立地進行立地因子分類。

KMO（KaiserMeyerOlkin）統計量是用于比較變量間相關系數與偏相關系數值的一個指標，其值越大于06時比較適合對其進行因子分析。本試驗KMO統計量為0712，Bartlett球型檢驗p<0001，說明是適合進行因子分析的。因子分析的結果如表2所示。

表3成分矩陣立地因子主成分12坡位0.3760.581坡向0.3770.752坡度-0.796-0.244腐殖質厚度0.830-0.299土壤厚度0.884-0.047母巖類型-0.7400.550從成分矩陣表3可以看出，一共提取出了2個主成分，為更直觀地看出每個主成分所代表的具體意義，需對成分矩陣進行正交旋轉，旋轉結果如表4。

表4旋轉后的成分矩陣立地因子主成分12坡位0.0800.687坡向0.0050.841坡度-0.606-0.571腐殖質厚度0.8760.099土壤厚度0.8130.350母巖類型-0.9070.165從表4可以看出，第一主成分綜合了母巖類型、腐殖質層厚度、土層厚度等方面的信息，其載荷系數均大于08，其中母巖類型的載荷系數最高，為-0907，腐殖質層厚度和土層厚度的載荷系數分別為0876及0813，而腐殖質層厚度與土層厚度的相關系數為0655，可以把第一主成分看作是反映土壤方面的因子；第二主成分中坡位的載荷系數最大，為0841，可以把第二主成分看作是反映地形方面的因子。這2個主成分的累計貢獻率已達71536%，可以得出，崇陽縣毛竹立地類型的差異主要是受這2類主成分的影響，因此，可以根據這2個主成分進行聚類分析，從而對崇陽縣毛竹林分立地類型進行劃分。

2.4主成分聚類分析

根據因子分析結果可知，崇陽縣毛竹立地類型的差異主要受上述兩個主成分的影響，符合崇陽縣毛竹生長的實際狀況的。

以這2個主成分計算得到42個標準地的主成分的得分，然后以這2個主成分指標，應用SPSS統計軟件，選擇層次聚類中的組間連接法進行進行聚類分析[11]。

根據聚類樹狀圖，采用不同的閾值時，可把毛竹立地條件分為3、4、5及6類。通過對比分析可以看出，當閾值取183時，立地被劃分為4種類型，各立地類型之間的距離比較遠，劃分結果與實際情況比較吻合，采用這個方案把毛竹立地類型：頁巖中下坡厚土層立地類型、石灰巖中下坡中土層立地類型、頁巖上坡中土層立地類型、石灰巖上坡薄土層立地類型，如表5所示。表5立地類型劃分結果

立地類型所屬小班比例（%）立地特征與竹林生長頁巖中下坡

厚土層立地類型10、15、17、18、19、20、21、22、24、25、26、27、28、29、30、31、40、41、4245.23頁巖，以中下坡為主，土層深厚，大都達到70～90 cm，竹子胸徑較大，大多在10～11 cm之間石灰巖中下坡

中土層立地類型1、2、3、7、8、11、12、13、36、3723.80石灰巖、以中下坡為主，土層厚度適中，在60～70 cm，胸徑大多在9～10 cm之間頁巖上坡

中土層立地類型4、5、9、14、16、23、38、3919.05頁巖，以上坡為主，土層厚度適中，在60～70 cm，胸徑大多在9～10 cm之間石灰巖上坡

薄土層立地類型6、32、33、34、3511.90石灰巖，以上坡為主，土層較薄，在40～55 cm之間，胸徑較小，大多在8～9 cm之間3結論

通過對崇陽縣42塊毛竹標準地進行立地調查分析，以標準地平均胸徑（y）為因變量，坡向（x1）、坡位（x2）、坡度（x3）、腐殖質層厚度（x4）、土層厚度（x5）及母巖類型（x6）為自變量。對自變量與因變量進行相關分析和逐步回歸分析，得出影響毛竹胸徑生長的主導因子是母巖類型（x6）、坡位（x2）及土層厚度（x5），回歸方程為：y=6.332+0.06x5-0662x6+0.358x2，R2=0.888，方程有統計學意義。

將6個立地因子劃分成2個主成分，第一主成分反映土壤方面的因子，第二主成分看作反映地形方面的因子。以這2個主成分計算得到42個標準地的主成分的得分，通過聚類分析，將毛竹立地分為4種類型，即：頁巖中下坡厚土層立地類型、石灰巖中下坡中土立地類型、頁巖上坡中土立地類型、石灰巖上坡薄土立地類型。