天水地區渭河水系立地類型劃分及其造林樹種的選擇調查研究

蘇成月

（天水市林業勘察設計隊，甘肅 天水 741000）

1 調查研究方法及分析

1.1 調查研究方法

本次調查內容包括天水市森林植被地帶劃分、立地條件類型劃分、適地適樹分析等。具體步驟如下。第一步，搜集天水市渭河流域的氣象資料，結合地帶性土壤、植被分布的特點，劃分森林植被帶，以≥10 ℃積溫為區劃熱量帶的主要指標，參考絕對低溫進行劃分，以干燥度為區劃干濕帶的主要指標，參考平均降水量和平均相對溫度區劃，以相同的地帶性土壤和植被相結合來劃分森林植被地帶。第二步，在天水市渭河流域森林植被地帶范圍內，選點進行典型調查，選擇點要求在地形地貌、土壤植被分布上有一定的代表性，并有較長的人工林造林歷史，取樣分析土壤水分動態、理化性質。第三步，根據天水市刺槐造林歷史較長、人工林分布廣泛的特點，選擇刺槐作為劃分類型來評價立地質量的主要指標，同時兼顧其他造林樹種。調查采用《甘肅省森林資源調查設計》中規定的標準地調查法。

1.2 調查數據的統計分析

為便于準確比較，需將不同年齡樹高值換算為統一樹高值，本次調查中所有樹高值均逐年分析，逐年確定樹高，并以其中42 株10 齡以上解析木為基礎，分別求出各齡樹高的回歸模型（如表1所示），將各齡標準地優勢木平均高代入相應的回歸方程，得出估算后的10齡優勢木樹高，作為進行以后各項分析的基礎。表1中，回歸方程相關系數均極顯著。

表1 天水市渭河流域刺槐不同年齡樹高值修正模型Tab.1 Revised model of tree height value of Robinia pseudoacacia at different ages in Weihe River basin of Tianshui City

采用數量化回歸方法對刺槐生長與各立地因子的綜合關系進行逐步分析。在歷時近3 a 的調查中，共設立調查各類標準地137 塊，做解析木98 株，并測定標準地內5月、6月的土壤水分動態值。

2 天水市渭河流域森林植被地帶的劃分

天水市位于甘肅省東部，東經103°43′，北緯33°31′～35°11′。森林植被地帶是指有相似氣候、土壤條件，自然分布著相似的植物種群的區域范圍，本區≥10 ℃積溫一般在3 000 ℃左右，無霜期160 d 以上，1 月平均氣溫-5.5～2.2 ℃，極端低溫-23 ℃，符合暖溫帶的指標。本區干燥度在1.33 以上，平均相對濕度65%以上，年降水量470～600 mm，符合半濕潤區的指標。因此，將天水市渭河流域定名為暖溫帶半濕潤區灰褐土森林草原地帶，北部逐漸向中溫帶半干旱區過渡。

3 立地條件類型的劃分

3.1 劃分立地條件類型的依據

立地條件是林木生長所需環境條件的總和。在所有的環境條件中，光熱、土壤、水分、土壤養分是基本的生活因子，在天水市渭河流域也隨地形因素的變化而呈現規律性的變化，這樣地形因素對上述4個基本生活因子起著綜合形成造林地、環境條件的作用，因而在同一森林植物地帶內，完全可以利用地形因素的外部特征為依據來劃分造林地的立地條件類型。

3.1.1 天水市渭河流域土壤、水分、養分隨地形因素的變化而呈現規律性變化

通過調查可以看出，一般陰坡、溝底、河川地土壤含水量較高，反之則較低，地形因素實際上包括地形部位（S23）、坡向（S22）、坡度（S24）、海拔（S25、S26），以及土壤在內的各個立地因子。由于坡向不同，所接受的太陽輻射有很大的差異，必然影響到地表水分的收支，在同一地區降水量相同，但不同坡向不同部位土壤含水量仍有較大的差異，尤以春夏之交差異較大，而這一時期正好是樹木一年中生長最旺盛和所需能量最多的時期，從而對林木的生長、樹種分布有巨大影響。

3.1.2 天水市渭河流域人工林生長狀況與地形因素的關系

地形因素作為各環境因子的綜合表現形式，必然在人工林生長中得到反映，下面以天水市渭河水系人工林最大建群樹種刺槐人工林優勢木生長狀況調查數據進行分析說明。

刺槐人工林分布狀況：總面積為99 558 hm2，總蓄積為2 295 404 m3，單位面積蓄積為23.06 m3/hm2。根據各標準地10齡樹高按不同立地因子分布及生長狀推況出方差分析，如表2、表3所示。

表2 方差分析表Tab.2 Analysis of variance table

表3 方差分析表Tab.3 Analysis of variance table

天水市渭河流域地貌特征、地形部位可分為梁頂、梁坡、谷坡、溝底、河谷，根據現有造林地的實際情況區分為山脊、上位、中位、下位、谷、平地等六類地形，方差分析表明，不同地形部位對人工林生長的影響有顯著差異；坡向分為3組，即陽坡、陰坡、半陽半陰坡，為便于分析，去除坡向因子影響較小的梁、溝、川灘等無坡向地段，方差分析表明，坡向對刺槐生長有明顯的影響，陽坡、陰坡、半陽半陰坡差異極其顯著，但陰坡與半陽半陰差異并不顯著。

3.1.3 各立地因子對刺槐人工林生長影響的綜合分析

根據上述方差分析的結果，將各項因子進行合并，最后形成3 個項目（地形部位、坡向、土壤）、9 個因子〔地形部位分為梁頂、梁坡、溝底、溝坡、川灘五項；坡向分陰坡、陽坡兩項；土壤按外業調查所得腐殖質厚度分為中層（厚度＞30 cm）和薄層（厚度≤30 cm）2 項〕，并列出相應的數量化回歸反應表。按矩陣預算要求刪去反應表中各項目內第一個類目（依次為梁頂、陰坡、中層腐殖質3 個），然后進行系列運算。求得增廣矩陣及聯立方程組，用克拉姆法解聯立方程組，求得各項回歸系數，然后得到如下回歸方程：

式中：y為樹高；X依次為梁頂、溝底、川灘、陽坡、薄層腐殖質層；復相關系數γ=0.652 99；無回歸剩余標準差S=1.277 8。

通過以上分析可以看出，在天水市渭河流域與地形因素有關的各立地因子對人工林生長雖然都有影響，但存在明顯差異，其中以不同地形部位所起的作用最大，這樣就可以進一步明確以地形部位為主，然后考慮其他因素來劃分立地類型。

3.2 立地條件類型的命名

根據上述計算數據的分析，以地形因素中地形部位為主，結合其他因素來劃分立地類型是正確的，在其他因子中，土壤因素固然重要，但與地形部位因素也密切相關，而不同坡向對土壤水分、樹木生長影響較大，需單獨考慮。因此，地形部位加上坡向基本上可以滿足劃分類型的要求，據此，將天水市渭河流域宜林地主要立地條件類型劃分為：梁峁頂部、梁陽坡、梁陰坡、溝陽坡、溝陰坡、溝坡下部、溝底、川灘。

3.3 天水市渭河流域各立地類型適生造林樹種

3.3.1 梁峁頂部

海拔2 200 m 以下，植被蓋度40%以上，土壤為輕度侵蝕腐殖質灰褐土。適于營造防護林，適宜樹種為油松、酸棗、旱柳、山楊、山杏、甘肅山楂、沙棘、胡頹子、山桃、爬地柏、黃刺梅等。

3.3.2 梁陰坡

植被蓋度40%～70%，輕度侵蝕中腐殖灰褐土，較濕潤。適于營造用材林及防護林。適宜樹種為油松、華山松、落葉松、刺槐、河北楊、山楊、酸梨、遼東櫟、沙棘、紫穗槐、胡枝子等。

3.3.3 梁陽坡

植被蓋度20%～50%，強度侵蝕低腐殖質灰褐土型，粗骨土黃棉土等。適于營造防護林，適宜樹種為側柏、刺槐、沙棘，農田大田埂為花椒、文冠果等。

3.3.4 溝陰坡

植被蓋度40%～70%，灰褐土型粗骨土、紅黃土、紅土，侵蝕嚴重。適于營造防護林、造林時應輔以工程措施，適宜樹種為刺槐、河北楊、旱柳、臭椿、白榆、沙棘、溝臺地、大地埂適宜栽植核桃、花椒等經濟樹種。。

3.3.5 溝陽坡

植被蓋度10%～30%，黃土或紅土母質，土壤貧瘠干旱，侵蝕嚴重。適于營造防護林，造林前應先施以工程措施，改良小地形立地條件（修水平臺、挖魚鱗溝、穴內換土添加保水劑等），適宜樹種為側柏、刺槐、山杏、沙棘、山桃、文冠果。

3.3.6 溝底或溝坡下部

植被蓋度30%～50%，多沖積黃土，有潛水露頭，較濕潤。適于營造用材林、特用經濟林，宜種植油松、華山松、白皮松、落葉松、柳、榆、水楸、白臘、杜仲等。

3.3.7 川灘地、淺山臺地（包括四旁）

為沖擊平原或河谷階地，土壤水分、肥力狀態良好，熱量充足。適于營造經濟林、用材林、風景林，適宜種植樹種為泡桐、毛白楊、銀毛楊、垂柳、金絲柳、銀杏、國槐、欒樹、櫻花、紫葉李、木槿、雪松、水杉、合歡、梓樹、楸樹，以及蘋果、梨、桃、杏、梨、柿、葡萄、花椒等經濟林種。

4 結語

通過數據分析計算，得到了天水市渭河流域全面系統的立地類型劃分指標。本文僅調查分析了天水市渭河流域的立地類型，而長江流域西漢水系、嘉陵江水系立地類型劃分尚待今后完成。