冀南地區立地因子對側柏分布的影響

李江濤 曹 航 楊新兵 高澤威

1.涉縣職業教育技術中心，河北 邯鄲 056400；2河北農業大學林學院，河北 保定 071000

0 引言

側柏［Platycladus orientalis（L.）Franco］在冀南地區廣泛分布，有較強的耐瘠薄、耐旱性能，以及保水固土、凈化空氣、減少徑流等生態功能［1］。蓄積量是衡量森林資源質量、生產能力、經營狀況的重要指標，也是制訂森林經營方案的科學依據［2］。立地因子是研究林地組成的基礎，立地因子包括土壤類型、海拔、土層厚度、坡度、坡向等［3］。立地因子對林木生長有顯著影響，如海拔會通過溫度間接影響林木生長，坡向會通過光照、水分影響林木生長［4］。álvarez 等［5］研究表明，坡度越大，發生水土流失的風險越高，且土壤理化性質、微生物群落也會發生改變，進而影響林木生長。羅軍偉等［6］研究發現，坡向對側柏平均材積生長量影響顯著，陽坡平均材積生長量顯著大于陰坡。蔣倩倩［7］研究發現，側柏年輪寬度對不同海拔的響應不同，海拔200～400 m 時年輪寬度最大。為探究側柏適宜生長的環境及分布規律，筆者利用冀南地區側柏二類調查數據，分析不同立地因子對側柏蓄積量及分布面積的影響，以為當地側柏造林、營林、育林等活動提供科學依據。

1 研究材料與方法

1.1 研究區概況

冀南地區包含河北省南部的邢臺市（東經36°50′～37°47′、北緯113°52′～115°49′）、邯鄲市（東經36°20′～36°44′、北緯114°03′～114°40′）。邯鄲市西接太行山脈，多為丘陵地貌，東為華北平原，海拔32～1 898 m，年平均氣溫13.5 ℃，年平均日照時間2 557 h，年無霜期200 d 左右，屬海河流域，為溫帶大陸性季風氣候。邢臺市南與邯鄲市相連，地處太行山脈南段和華北平原交接處，地勢西高東低，境內有山地、丘陵、平原，但以平原為主，海拔32.7～1 822.0 m，年平均氣溫12 ℃，年平均日照時間2 305 h，年無霜期180～220 d，屬海河流域子牙河和黑龍港水系，為溫帶大陸性季風氣候。冀南地區屬華北植物區系，自然植被有草甸、灌草叢、灌叢、闊葉林、針闊混交林、針葉林等，主要樹種有側柏［Platycladus orientalis（L.）Franco］、皂莢（Gleditsia sinensisLam.）、山楊（Populus davidianaDode）、華北落葉松［Larix gmeliniivar.principisrupprechtii（Mayr）］等。

1.2 研究方法

研究數據為2022年冀南地區側柏資源二類調查數據，對不同林齡、林種、海拔、坡向、坡度、土層厚度及土壤類型等條件下側柏分布面積和蓄積量進行對比分析。

1.3 數據處理

使用軟件對相關數據進行處理和分析。

2 研究結果與分析

2.1 不同林齡側柏分布面積和蓄積量特征

由表1 可知，冀南地區側柏幼齡林面積最大（5 480.43 hm2），占側柏總面積的46.32%，中齡林面積次之（4 383.71 hm2），成熟林面積最小（14.40 hm2），占比0.12%。不同林齡側柏總蓄積量表現為中齡林＞近熟林＞幼齡林＞成熟林，而其單位面積蓄積量則表現為成熟林＞近熟林＞中齡林＞幼齡林。

表1 不同林齡側柏分布面積和蓄積量情況

2.2 不同林種側柏分布面積和蓄積量特征

由表2 可知，冀南地區側柏有2 種林種、6 種亞種。在防護林中，水保林面積最大（9 090.62 hm2），占側柏總面積的76.84%；水源林面積次之（1 891.53 hm2），占側柏總面積的15.99%；護路林面積最小（9.84 hm2），占比0.08%。在特殊用途林中，風景林面積最大（692.59 hm2），占比5.85%；保護林（49.76 hm2）和環境林面積（95.57 hm2）都很小，占比分別為0.42%、0.81%。不同亞種側柏總蓄積量表現為水保林＞水源林＞風景林＞環境林＞保護林＞護路林，而其單位面積蓄積量則表現為水源林＞水保林＞風景林＞保護林＞護路林＞環境林。

表2 不同林種側柏分布面積和蓄積量情況

2.3 不同立地因子條件下側柏分布面積和蓄積量特征

2.3.1 不同海拔及地貌條件下側柏分布面積和蓄積量特征

由表3可知，不同地貌側柏分布面積、總蓄積量、單位面積蓄積量均表現為低山＞丘陵＞平原。從海拔方面來看，海拔（600，800］m處側柏分布面積最大（3 631.82 hm2），其次為海拔（400，600］m處（2 835.22 hm2）、海拔（800，1 000］m處（2 665.27 hm2），海拔（200，400］m處（1 610.08 hm2）、海拔大于1 000m 處（723.29 hm2）、海拔小于等于200 m處（403.42 hm2）側柏分布面積較小。從總蓄積量來看，海拔（600，800］m處側柏總蓄積量最大（12.07萬m3），其次為海拔（800，1 000］m 處（8.72 萬m3）、海拔（400，600］m 處（8.40 萬m3），海拔（200，400］m 處（4.90萬m3）、海拔大于1 000m 處（3.03萬m3）、海拔小于等于200 m 處（0.80萬m3）總蓄積量較小。從單位面積蓄積量來看，海拔大于1 000m處最大（39.48 m3/hm2），海拔（200，400］m處（30.25 m3/hm2）、海拔（400，600］m 處（29.39 m3/hm2）、海拔（600，800］m處（30.81 m3/hm2）、海拔（800，1 000］m處（30.66 m3/hm2）單位面積蓄積量較為相近，海拔小于等于200 m處最小（24.39 m3/hm2）。

表3 不同海拔（H）及地貌條件下側柏分布面積和蓄積量情況

2.3.2 不同坡向條件下側柏分布面積和蓄積量特征

由表4 可知，坡向從東至東北，側柏分布面積呈先增加后減少趨勢，其中東南坡側柏分布面積最大（1 625.34 hm2），無坡向側柏分布面積最小（699.90 hm2）。不同坡向側柏分布面積表現為東南＞南＞西南＞東＞西北＞西＞東北＞北＞無坡向。不同坡向側柏總蓄積量表現為南＞東南＞西＞西南＞西北＞東＞東北＞北＞無坡向；單位面積蓄積量表現為西＞無坡向＞北＞西北＞西南＞東＞南＞東南＞東北。

表4 不同坡向條件下側柏分布面積和蓄積量情況

2.3.3 不同坡度條件下側柏分布面積和蓄積量特征

由表5 可知，隨著坡度的逐漸增加，側柏分布面積呈先增加后減少趨勢。不同坡度條件下，側柏分布面積表現為坡度大于15°且小于等于25°＞坡度大于25°且小于等于35°＞坡度大于5°且小于等于15°＞坡度小于等于5°＞坡度大于35°且小于等于45°＞坡度大于45°。不同坡度條件下，側柏總蓄積量表現為坡度大于15°且小于等于25°＞坡度大于25°且小于等于35°＞坡度大于5°且小于等于15°＞坡度大于35°且小于等于45°＞坡度小于等于5°＞坡度大于45°；單位面積蓄積量表現為坡度大于45°＞坡度大于25°且小于等于35°＞坡度大于5°且小于等于15°＞坡度大于15°且小于等于25°＞坡度大于35°且小于等于45°＞坡度小于等于5°。

表5 不同坡度（S）條件下側柏分布面積和蓄積量情況

2.3.4 不同土層厚度條件下側柏分布面積和蓄積量特征

由表6 可知，隨著土層厚度的增加，側柏分布面積呈先增加后減小趨勢，其中土層（20，30］cm 側柏分布面積和蓄積量均最大。不同土層厚度條件下，側柏分布面積表現為土層（20，30］cm＞土層（10，20］cm＞土層（30，40］cm＞土層（40，50］cm＞土層（10，60］cm＞土層［0，10］cm。不同土層厚度條件下，側柏總蓄積量表現與側柏分布面積一致；單位面積蓄積量表現為土層（20，30］cm＞土層（10，20］cm＞土層（40，50］cm＞土層（30，40］cm＞土層［0，10］cm＞土層（10，60］cm。

表6 不同土層厚度（D）條件下側柏分布面積和蓄積量情況

2.3.5 不同土壤類型條件下側柏分布面積和蓄積量特征

由表7 可知，不同土壤類型條件下，側柏分布面積表現為粗骨土＞褐土＞潮土＞棕壤＞水稻土。不同土壤類型條件下，側柏總蓄積量表現為粗骨土＞褐土＞潮土＞棕壤＞水稻土。不同土壤類型條件下，側柏單位面積蓄積量表現為棕壤＞粗骨土＞褐土＞水稻土＞潮土。

表7 不同土壤類型條件下側柏分布面積和蓄積量情況

3 討論

海拔可通過多種因子（濕度、溫度、土壤、水分、空氣等）直接或間接影響林木生長［8］。此次研究顯示，側柏分布面積、總蓄積量在海拔（600，800］m 處最大，側柏分布面積、總蓄積量隨海拔的升高呈現先增加后減少的趨勢。分析原因，可能是海拔不同，溫度、光照、水分等外在因素會發生劇烈變化，直接影響土壤理化性質，從而間接導致林木蓄積量的變化，這與蔣倩倩［7］、趙倩等［8］、羅天祥等［9］的研究結果基本類似。

坡度和坡向作為主要的地形因子，可通過對水、熱、氣、光等資源的分配，影響土壤理化性質，進而影響林木生長發育［10-11］。此次研究發現，南坡、東南坡側柏蓄積量情況最好。這可能是因為側柏是喜光樹種，且冀南地區在北回歸線以北，故南坡、東南坡是陽坡，光照較好。隨著坡度的逐漸增加，側柏面積、蓄積量呈先增加后減少的趨勢，側柏分布面積、蓄積量均在坡度為（15°，25°］時最大。侯玉松等［12］和王林等［13］研究發現，側柏在陽坡的蓄積量、年輪、胸徑和生長量高于陰坡。何俊杰［14］和查高德［15］研究發現，坡度較小的地方側柏生長狀況更好，相關性分析顯示，坡度與樹高呈顯著負相關，在10°～30°側柏生長率最高，二人研究結果與此次研究結果基本一致。

4 結論

按林齡分析，冀南地區側柏分布面積和總蓄積量均最大的為幼齡林。按林種分析，側柏面積和蓄積量均最大的為水土保持林，最適宜側柏生長的海拔為（600，800］m，坡向為南坡和東南坡，坡度為（15°，25°］，土層厚度為（20，30］cm，土壤類型為粗骨土，地貌類型為低山。