賴(lài)文豪，席 沁，武海龍，崔友源，趙廷寧

（1.北京林業(yè)大學(xué) 水土保持學(xué)院，北京 100083；2.興和縣林業(yè)局，內(nèi)蒙古 興和013650）

合理劃分造林地的立地類(lèi)型，是實(shí)現(xiàn)因地制宜、適地適樹(shù)的必要前提［1］，針對(duì)立地類(lèi)型劃分與評(píng)價(jià)問(wèn)題，研究者采用了不同的方法。一些學(xué)者利用樹(shù)木生長(zhǎng)模型和立地指數(shù)進(jìn)行立地劃分和評(píng)價(jià)［2-6］，此方法多用于林業(yè)生產(chǎn)中的同齡純林林地，能夠直觀且精確地反映林木對(duì)立地的適應(yīng)狀況并預(yù)測(cè)林木生長(zhǎng)狀況，但不能反映立地之間林木長(zhǎng)勢(shì)差異的原因［7］。一些學(xué)者則直接以地形和土壤作為立地劃分的依據(jù)， 或者通過(guò)數(shù)量化理論［8-9］、 判別分析［10-11］、 主成分分析［12-13］、 多元回歸分析［14-18］等篩選影響林木生長(zhǎng)的主導(dǎo)因子并進(jìn)行劃分。此外，自然條件惡劣的造林地，還可以利用影響植物生長(zhǎng)的限制因素如風(fēng)沙危害、鹽害程度、地表巖石裸露狀況［19-20］等進(jìn)行立地劃分。目前，國(guó)內(nèi)在大尺度森林立地劃分的研究取得了較多的成果，如李世東［21］對(duì)退耕還林區(qū)的立地分類(lèi)，張萬(wàn)儒［22］和詹昭寧［23］對(duì)全國(guó)森林立地的劃分等。但這些成果應(yīng)用在小尺度區(qū)域時(shí)，其劃分的細(xì)致程度還不能完全滿(mǎn)足實(shí)際造林工作的規(guī)劃與設(shè)計(jì)需求，因此更為細(xì)致的立地劃分研究仍有必要。不僅如此，半干旱地區(qū)較為惡劣的氣候環(huán)境，要求該地區(qū)的生態(tài)建設(shè)工作需要兼顧林地與草地的規(guī)劃，但以往立地分類(lèi)研究通常只考慮到喬木樹(shù)種的適宜性，目前綜合評(píng)價(jià)立地林木和草本適宜性的研究成果較少。內(nèi)蒙古烏蘭察布市興和縣地處生態(tài)脆弱的農(nóng)牧交錯(cuò)帶，當(dāng)?shù)夭扇⊥烁€林、恢復(fù)林草植被的措施，以改善生態(tài)環(huán)境、控制風(fēng)沙源。但興和縣處于黃土高原邊緣和陰山山脈的過(guò)渡地帶，地貌變化導(dǎo)致土壤狀況差異明顯，造林地未選擇合適的造林樹(shù)種將最終導(dǎo)致樹(shù)木生長(zhǎng)受到限制，林分生產(chǎn)力低下［24］。本研究在立地類(lèi)型劃分的基礎(chǔ)上，對(duì)各立地類(lèi)型的林木和草本植物適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并提出相應(yīng)的林草措施建議，以期對(duì)周邊相似地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)提供指導(dǎo)。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)南部， 地處晉、 蒙、 冀三省交界處（40°26′～41°27′N(xiāo)， 113°21′～114°07′E），氣候類(lèi)型屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫為4.2℃，1月平均氣溫為-13.8℃，7月平均氣溫為19.9℃，無(wú)霜期為95～130 d，≥10℃積溫為2 300～2 400℃，年均日照總時(shí)數(shù)為3 100 h。年平均降水量為380 mm，主要集中在6-9月。研究區(qū)以友誼水庫(kù)南岸為界向西南延伸8 km，地貌由土石山地逐漸變?yōu)辄S土丘陵，能夠反映興和縣境內(nèi)山地向丘陵過(guò)渡的特征。研究區(qū)海拔最低處為1 191 m，最高處為1 310 m。根據(jù)《中國(guó)森林立地類(lèi)型》的劃分［22］，興和縣屬于黃土高原暖溫帶立地區(qū)域，黃土丘陵立地區(qū)，晉蒙黃土丘陵立地類(lèi)型亞區(qū)，土壤以栗鈣土為主。

2008年初，本田在華關(guān)聯(lián)企業(yè)與興和縣林業(yè)局在友誼水庫(kù)南岸的荒山荒坡及退耕地開(kāi)展公益造林，造林樹(shù)種包括油松Pinus tabulaeformis，樟子松Pinus sylvestnis var.mongolica，小葉楊Populus simonii，火炬樹(shù) Rhus typhina，山杏 Armeniaca sibirica，檸條 Caragana korshinskii，沙棘 Hippophae rhamnoides等。造林季節(jié)選擇在春季，造林整地于前一年秋季進(jìn)行，土石山地造林地土層較厚處采用規(guī)格為1.5 m×0.8 m×0.6 m的魚(yú)鱗坑整地；土層較薄、坡度較大的造林地則采用0.8 m×0.6 m×0.5 m的魚(yú)鱗坑；山腳平緩地帶和黃土丘陵造林地采用規(guī)格2.5 m×0.8 m×0.6 m的大坑整地。栽植后當(dāng)年澆水3次，第2年和第3年每年澆水2次。造林所用油松皆為苗高大于30 cm的容器苗，造林密度為1 667株·hm-2，本研究選擇栽植數(shù)目最多、面積范圍最廣的油松作為調(diào)查樹(shù)種。目前所有林分屬于幼齡林，但立地條件差異對(duì)林木生長(zhǎng)的影響已初步顯現(xiàn)；同時(shí)油松幼林尚未郁閉，整地坑穴外的草本植物并未因遮蔽而影響生長(zhǎng)，因此可以同時(shí)評(píng)價(jià)立地的林木和草本適宜性。

1.2 調(diào)查點(diǎn)布設(shè)與樣品采集

于2016年7-8月，采用典型樣地法選取了38個(gè)油松林樣地作為調(diào)查對(duì)象，樣地規(guī)格為10 m×20 m，測(cè)量樣地內(nèi)所有油松樹(shù)高。由于不同年份所選擇的造林地立地條件差異較大，因此本研究通過(guò)測(cè)量油松輪生枝的方法推算同一年齡樹(shù)高［25-26］。田國(guó)恒等［27］在冀北山地對(duì)油松生長(zhǎng)規(guī)律的研究表明，油松在5～26 a處于樹(shù)高生長(zhǎng)旺盛階段。因此，本研究選定油松栽植后第5年的樹(shù)高進(jìn)行分析。樣地內(nèi)沿對(duì)角線(xiàn)方向設(shè)置3個(gè)1 m×1 m的草本樣方，將草本植物地上部分全部采集。因研究區(qū)內(nèi)天然灌木植被極為稀疏，故不設(shè)置灌木調(diào)查樣方。同時(shí)在魚(yú)鱗坑或樹(shù)穴之間挖3個(gè)剖面，每個(gè)剖面以20 cm分層用環(huán)刀和鋁盒取樣。同時(shí)再取一定量土壤樣本用于土壤化學(xué)性質(zhì)分析，取樣深度至60 cm或母質(zhì)為止，將相同取樣深度的土壤樣品混合。

1.3 樣品處理

將采集的草本植物烘干測(cè)定樣方內(nèi)草本植物的生物量（干質(zhì)量）。土壤含水量通過(guò)烘干法測(cè)定，土壤容重和田間持水量通過(guò)環(huán)刀法測(cè)定。用于土壤化學(xué)分析的樣品采集后進(jìn)行風(fēng)干處理，利用篩分法和簡(jiǎn)易比重計(jì)法測(cè)定土壤機(jī)械組成，用MP522型精密pH/電導(dǎo)率（上海三信儀表廠）測(cè)定土壤pH值，用重鉻酸鉀容量法（稀釋熱法）測(cè)定有機(jī)碳，用濕燒法測(cè)定土壤全氮，用高氯酸（HClO4）-硫酸（H2SO4）法測(cè)定土壤全磷，用火焰光度法測(cè)定全鉀［28］。

1.4 立地劃分與評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、光照狀況與植物生長(zhǎng)狀況進(jìn)行回歸分析，探究各指標(biāo)對(duì)植物生長(zhǎng)顯著性。因研究區(qū)相對(duì)集中，屬于同一立地類(lèi)型區(qū)，研究區(qū)海拔最高處與最低處之差不足150 m，故不再將海拔、降水量作為立地劃分的依據(jù)；太陽(yáng)輻射量參考許宗文等［29］關(guān)于太陽(yáng)直接輻射與地形關(guān)系的研究，根據(jù)樣地坡向和坡度推算太陽(yáng)直接輻射量。根據(jù)回歸分析結(jié)果，挑選出可能對(duì)造林樹(shù)種生長(zhǎng)狀況產(chǎn)生影響的地形地貌因子和土壤因子作為立地劃分的依據(jù)，并采用單因素方差分析進(jìn)行驗(yàn)證。根據(jù)立地劃分因子和植物生長(zhǎng)狀況，采用聚類(lèi)分析對(duì)造林地進(jìn)行立地類(lèi)型劃分。在此基礎(chǔ)上，統(tǒng)計(jì)不同立地類(lèi)型油松第5年樹(shù)高和草本植物地上部分生物量，進(jìn)行立地林草適宜性評(píng)價(jià)并提出相應(yīng)的規(guī)劃建議。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)均使用Excel 2016和SPSS 22等軟件處理。對(duì)土壤理化性質(zhì)、光照狀況與植物生長(zhǎng)狀況進(jìn)行了多元回歸分析；對(duì)各立地劃分因子與植物生長(zhǎng)主導(dǎo)因子進(jìn)行了單因素方差分析；并以立地劃分因子和植物生長(zhǎng)指標(biāo)為依據(jù)，對(duì)38個(gè)樣地利用聚類(lèi)分析進(jìn)行立地劃分。

2 結(jié)果與分析

2.1 影響植物生長(zhǎng)的主導(dǎo)因子

為探究土壤及光照對(duì)植物生長(zhǎng)狀況的影響，采用回歸分析法，找出具有顯著性影響的指標(biāo)。挑選的指標(biāo)包括： 土層厚度（x1）， 土壤容重（x2）， 田間持水量（x3）， 土壤礫石含量（x4）， 平均土壤含水率（x5），平均pH值（x6），平均有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)（x7），平均全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)（x8），平均全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)（x9），平均全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)（x10）， 表土含水率（x11）， 表土 pH 值（x12）， 表土有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)（x13）， 表土全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)（x14），表土全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)（x15），表土全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)（x16），太陽(yáng)直接輻射量（x17）。

用各項(xiàng)指標(biāo)分別對(duì)油松第5年樹(shù)高（y1）和草本植物地上部分生物量平均值（y2）進(jìn)行一元回歸分析，其中與 y1具有顯著回歸關(guān)系的指標(biāo)有（按復(fù)相關(guān)系數(shù) R 高低排序）： x1（0.725）， x5（0.697）， x2（0.535），x11（0.531）， x3（0.530），x8（0.437）， x14（0.372）。與 y2具有顯著回歸關(guān)系的指標(biāo)有： x11（0.502），x5（0.435），x4（0.423），x2（0.389）， x14（0.363）。 一元回歸分析結(jié)果表明：y1受到土壤厚度影響最為顯著， 土壤水分狀況對(duì)y1和y2也具有顯著的影響，其他土壤物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)都有一定的影響。相比之下，太陽(yáng)直接輻射量與植被生長(zhǎng)狀況關(guān)系并不顯著。由于各指標(biāo)之間存在相互影響，部分指標(biāo)只是間接對(duì)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生了影響。因此采用多元回歸分析的方法，將可以被其他指標(biāo)替代的部分進(jìn)行剔除。用各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)y1和y2進(jìn)行逐步回歸分析，結(jié)果為：

多元回歸分析表明：影響油松生長(zhǎng)的主導(dǎo)因子為土壤厚度和平均土壤含水率。土壤厚度決定了油松根系生長(zhǎng)空間和所需要的水分與養(yǎng)分的容量，整個(gè)剖面的平均土壤含水量也顯著影響油松的生長(zhǎng)。土壤容重和田間持水量是影響土壤含水量的部分因素，礫石含量和養(yǎng)分含量受土壤厚度影響，因此在多元回歸分析中不顯著。

影響草本生物量的主導(dǎo)因子包括表土含水率、表土全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)、表土全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)和土壤礫石含量的影響，其中最為關(guān)鍵是表土含水率，礫石含量與養(yǎng)分含量分居其后。研究區(qū)春季風(fēng)沙活動(dòng)頻繁，草本植物返青之前土壤表層礫石含量的增加可減少風(fēng)力對(duì)沙土的侵蝕量，這有利于保存土壤中的植物種子，因此礫石含量對(duì)草本生物量有顯著影響。但在土層淺薄、地表有巖石裸露的樣地，雖然土壤細(xì)粒部分的全氮含量明顯高于其他樣地，礫石含量過(guò)高使得土壤養(yǎng)分總量減少，實(shí)際可供植物吸收的氮素卻減少了，因此土壤全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)與生物量呈負(fù)相關(guān)；土壤全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)受土層厚度等因素干擾較小，作為養(yǎng)分指標(biāo)與生物量呈正相關(guān)。

2.2 立地劃分因子

水分含量與養(yǎng)分含量是植物生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素，但難以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的方式直接測(cè)得。這些指標(biāo)通常會(huì)受到地形地貌特征和土壤特征的影響，而地形地貌特征和土壤特征又具有穩(wěn)定直觀、易于調(diào)查和測(cè)量的特點(diǎn)，在許多研究中常被用作立地劃分因子。因此，在前人研究的基礎(chǔ)上［30］，選取地貌、地形、坡向、土壤質(zhì)地、土層厚度、礫石含量作為立地劃分因子。將立地劃分因子進(jìn)行數(shù)量化處理（表1），并與x5，x11，x14，x15進(jìn)行單因素方差分析，以驗(yàn)證各立地劃分因子是否對(duì)土壤水分狀況和養(yǎng)分狀況造成顯著性差異。

表1 立地因子量化Table 1 Quantification of site factors

表2 立地劃分因子對(duì)土壤水分與養(yǎng)分影響的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果Table 2 Signification of site-factor effects on soil moisture and nutrient

從表2可見(jiàn)：地貌、地形、坡向、土壤質(zhì)地、土壤厚度的差異對(duì)土壤平均含水量（x5）產(chǎn)生了顯著性影響，地貌、地形、坡向?qū)Ρ硗梁浚▁11）具有顯著性影響。而土壤養(yǎng)分方面，只有地貌、土壤質(zhì)地、土壤厚度、礫石含量對(duì)表土全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)（x14）有顯著性影響，而表土全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)（x15）并未受到其他因素的顯著影響。雖然礫石含量對(duì)土壤水分和表土全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響較小，但對(duì)草本植物的生物量卻具有顯著影響，因此，仍將它用于立地類(lèi)型劃分。綜上所述，各因子可以用于立地類(lèi)型劃分。

2.3 立地類(lèi)型劃分

根據(jù)《中國(guó)森林立地類(lèi)型》的成果對(duì)研究區(qū)進(jìn)行立地類(lèi)型劃分［22］，研究區(qū)分別以地形（黃土丘陵、土石山地）、坡向（陰坡、陽(yáng)坡）、土層厚度（薄土層＜30 cm、中厚土層≥30 cm）依次劃分為：黃土緩坡丘陵立地類(lèi)型小區(qū)—溝坡立地類(lèi)型組（黃土陰溝坡立地類(lèi)型、黃土陽(yáng)溝坡立地類(lèi)型）、土石山地立地類(lèi)型小區(qū)—低山陰坡立地類(lèi)型組（低山陰坡薄土立地類(lèi)型、低山陰坡中厚層立地類(lèi)型）和低山陽(yáng)坡立地類(lèi)型組（低山陽(yáng)坡薄土立地類(lèi)型、低山陽(yáng)坡中厚層立地類(lèi)型）。該劃分方法未考慮草本植物，根據(jù)主導(dǎo)因子分析，土層厚度是制約該地油松生長(zhǎng)的關(guān)鍵因子。在實(shí)際調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)，即使同為低山陰坡中厚層立地類(lèi)型，樣地的油松和草本植物生長(zhǎng)都存在著明顯差異，說(shuō)明已有的立地劃分結(jié)果仍然需要進(jìn)行調(diào)整。

本研究在《中國(guó)森林立地類(lèi)型》的研究基礎(chǔ)上改進(jìn)，將立地劃分因子（地貌、地形、坡向、土壤質(zhì)地、土層厚度、礫石含量）以及植物生長(zhǎng)狀況（y1，y2）進(jìn)行0～1標(biāo)準(zhǔn)化，以系統(tǒng)聚類(lèi)的方法對(duì)38個(gè)樣地進(jìn)行分析。樣地之間距離計(jì)算選擇平方歐氏距離，聚類(lèi)方法采用離差平方和法，以縮小相同立地類(lèi)型的樣地距離，增大類(lèi)與類(lèi)之間的距離。根據(jù)聚類(lèi)分析結(jié)果（圖1）及實(shí)際調(diào)查情況，將38個(gè)樣地劃分成2個(gè)立地類(lèi)型小區(qū)，4個(gè)立地類(lèi)型組，8個(gè)立地類(lèi)型，經(jīng)單因素方差分析檢驗(yàn)不同立地類(lèi)型間的y1和y2有顯著差異（P＜0.05）。立地類(lèi)型的命名以聚類(lèi)分析中引起分類(lèi)不同的立地劃分因子為依據(jù)，立地劃分結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 立地類(lèi)型劃分的命名Table 3 Name of site type classification

不同立地類(lèi)型的特征見(jiàn)表4和表5，各立地類(lèi)型組的主要特征為：①土石山地厚層土立地類(lèi)型組：該立地類(lèi)型組有平地和坡地2種地形，土壤主要為壤質(zhì)砂土，礫石含量較少。坡地立地的坡向?yàn)殛幤潞桶腙幤?，土壤厚度均?0 cm以上，部分樣地甚至可達(dá)60 cm。平地立地位于山間坡谷及低山山腳，土壤厚度可達(dá)100 cm。②土石山地中薄層土立地類(lèi)型組：該立地類(lèi)型組涵蓋了陰坡和陽(yáng)坡。陽(yáng)坡土層較薄處的土壤厚度在20 cm以?xún)?nèi)，地表巖石裸露率10%以上，平均礫石含量在30%以上。土層較厚的立地，土層厚度為20～40 cm，陽(yáng)坡土壤中礫石含量平均為20%～30%，陰坡土壤平均礫石含量在30%以上，兩者地表巖石裸露的狀況較少。③黃土丘陵砂壤土立地類(lèi)型組：該立地類(lèi)型組坡向涵蓋陰坡和陽(yáng)坡，土壤厚度可達(dá)數(shù)米。陰坡立地土壤中礫石較少，平均礫石含量約20%，土壤剖面有輕微的鈣沉積現(xiàn)象。陽(yáng)坡立地土壤中礫石較多，土壤剖面有明顯的鈣積層分布，鈣物質(zhì)附著于土壤顆粒和礫石表面，致使一定范圍深度內(nèi)土壤呈現(xiàn)白色，鈣積層最淺處距地表僅約40 cm。④黃土丘陵黏土立地類(lèi)型組：該類(lèi)型組通常在上坡、中坡位置，總面積在黃土丘陵立地類(lèi)型小區(qū)所占較小，坡向的差異對(duì)植物生長(zhǎng)的影響相對(duì)不明顯。土壤細(xì)粒部分主要為砂質(zhì)黏土，土層厚度可達(dá)數(shù)米，土壤礫石含量約30%。部分土壤剖面中存在鈣沉積現(xiàn)象，鈣物質(zhì)以假菌絲狀或斑狀分布在一定范圍內(nèi)的中深層土壤中。

圖1 立地類(lèi)型劃分的聚類(lèi)分析圖Figure 1 Cluster analysis of site type classification

2.4 林草適宜性評(píng)價(jià)

研究區(qū)屬于森林草原與荒漠草原的過(guò)渡區(qū)，喬木與草本植物對(duì)不同立地的適宜性并不相同，因此需要對(duì)各立地類(lèi)型進(jìn)行林草適宜性評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)土地合理利用。以38個(gè)樣地中最高的y1和y2值作為滿(mǎn)分值，對(duì)其余各樣地進(jìn)行打分，并按不同立地類(lèi)型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。將油松對(duì)立地的適宜性分4個(gè)等級(jí)，分別為： 優(yōu)（y1得分 85～100）， 良（y1得分 70～85）， 一般（y1得分 60～70）， 差（y1得分 0～60）；草本植物對(duì)立地的適宜性分3個(gè)等級(jí)，分別為： 優(yōu)（y2得分 67～100），一般（y2得分34～66）， 差（y2得分 0～33）（表 6）。

表4 研究區(qū)立地類(lèi)型特征Table 4 Features list of different site types

表5 研究區(qū)不同立地類(lèi)型土壤化學(xué)性質(zhì)Table 5 Soil chemical properties of different site types

表6 不同立地類(lèi)型植被得分及分級(jí)Table 6 Vegetation suitability scores and classification of different site types

黃土丘陵立地類(lèi)型小區(qū)的各立地類(lèi)型組土層深厚，土壤水分較為充沛，同時(shí)土壤中礫石含量處于適宜水平，制約植被生長(zhǎng)的限制因子較少。因此，黃土丘陵陰坡砂壤土立地類(lèi)型（Ⅵ），黃土丘陵陽(yáng)坡砂壤土立地類(lèi)型（Ⅶ），黃土丘陵黏土立地類(lèi)型均適宜油松與草本植物生長(zhǎng)（Ⅷ），只需要進(jìn)行常規(guī)的撫育管理即可保證油松長(zhǎng)勢(shì)良好，可優(yōu)先選擇作為造林地。

土石山地立地類(lèi)型小區(qū)油松生長(zhǎng)的限制因子為土壤厚度，草本植物的限制因子為礫石含量。低山陰坡厚層砂壤土立地類(lèi)型（Ⅰ）土層較厚、土壤平均含水量較高，較為適宜油松生長(zhǎng)，而平地厚層砂壤土立地類(lèi)型（Ⅱ）土層深厚但土壤含水量偏低，也比較適合油松生長(zhǎng)；但這2類(lèi)立地由于表土含水量和礫石含量較低，導(dǎo)致草本植物生物量最低，因此不適合用作放牧草地。低山陰坡中薄層輕礫石土立地類(lèi)型（Ⅳ）和低山陽(yáng)坡中薄層多礫質(zhì)砂壤土立地類(lèi)型（Ⅴ）的土壤厚度僅約40 cm，同類(lèi)地貌條件下油松長(zhǎng)勢(shì)略差但草本植物較好，因此該立地類(lèi)型用于栽植油松等喬木樹(shù)種時(shí)應(yīng)加強(qiáng)撫育管理措施，或可考慮營(yíng)造喬灌結(jié)合的防護(hù)林，實(shí)現(xiàn)防治水土流失的目的。低山陽(yáng)坡薄層輕礫石土立地類(lèi)型（Ⅲ）土層淺薄且土壤含水量較低，油松生長(zhǎng)狀況較差，該立地類(lèi)型應(yīng)當(dāng)考慮栽植耐旱的淺根系灌木樹(shù)種，或進(jìn)行封育以保護(hù)原有植被。

3 結(jié)論與討論

3.1 影響植物生長(zhǎng)的主導(dǎo)因子

通過(guò)多元線(xiàn)性回歸分析，本研究區(qū)范圍內(nèi)直接影響油松生長(zhǎng)的主導(dǎo)因子為土壤厚度和平均土壤含水率，其中土石山地立地類(lèi)型小區(qū)的限制因子為土壤厚度。影響草本生物量的主導(dǎo)因子為土壤含水率、全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)、全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)和土壤礫石，其中土石山地立地類(lèi)型小區(qū)的限制因子為土壤礫石含量。

3.2 立地類(lèi)型劃分結(jié)果

選取地貌、地形、坡向、土壤質(zhì)地、土層厚度、礫石含量作為立地類(lèi)型劃分的依據(jù)，可將興和縣荒山荒坡劃分為2個(gè)立地類(lèi)型小區(qū)：土石山地立地類(lèi)型小區(qū)（A）和黃土丘陵立地類(lèi)型小區(qū)（B），4個(gè)立地類(lèi)型組和8個(gè)立地類(lèi)型。

3.3 林草適宜性評(píng)價(jià)

研究區(qū)低山丘陵造林地8種立地類(lèi)型的林草適宜性可分為4級(jí)：第1級(jí)包括Ⅵ，Ⅶ，Ⅷ類(lèi)立地，油松與草本適宜性均為優(yōu)，植物生長(zhǎng)狀況良好，可優(yōu)先選擇作為造林地；第2級(jí)包括Ⅰ和Ⅱ類(lèi)立地，油松適宜性較良好但草本適宜性較差，適合規(guī)劃作為造林地，保證正常的撫育管理措施即可；第3級(jí)包括Ⅳ和Ⅴ類(lèi)立地，油松和草本適宜性均一般，營(yíng)造油松純林時(shí)應(yīng)加強(qiáng)造林撫育措施，或可營(yíng)造喬灌結(jié)合的防護(hù)林；第4級(jí)包括Ⅲ類(lèi)立地，草本適宜性一般但油松適宜性較差，造林樹(shù)種應(yīng)主要以耐旱淺根系的灌木樹(shù)種為主，或進(jìn)行封育以保護(hù)原有植被。

現(xiàn)有的森林立地類(lèi)型劃分與評(píng)價(jià)研究大多是通過(guò)測(cè)定立地指數(shù)或擬合樹(shù)高生長(zhǎng)曲線(xiàn)，對(duì)中齡林和成熟林林地進(jìn)行劃分與評(píng)價(jià)。但半干旱地區(qū)林業(yè)發(fā)展相對(duì)落后，通常缺少可供調(diào)查研究的此類(lèi)林業(yè)資源。同時(shí)該地區(qū)由于自然條件所限，需要合理規(guī)劃林地與草地，而目前針對(duì)半干旱區(qū)林木和草本適宜性綜合評(píng)價(jià)的研究仍然較少。因此本次研究對(duì)幼林地進(jìn)行調(diào)查，既考慮到了當(dāng)?shù)氐牧謽I(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，同時(shí)在幼林地內(nèi)草本植物生長(zhǎng)尚未受到造林影響的階段，評(píng)價(jià)不同立地類(lèi)型的林木與草本適宜性，為類(lèi)似地區(qū)的適宜性評(píng)價(jià)研究提供參考。

目前，無(wú)林地立地評(píng)價(jià)研究普遍將土壤養(yǎng)分狀況視為重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)［31-32］，往往沒(méi)有區(qū)分林木與草本適宜性［33］。半干旱地區(qū)由于大風(fēng)天氣頻繁，土壤抗風(fēng)蝕能力比養(yǎng)分狀況對(duì)草本植物的生長(zhǎng)更加重要，因此，土壤礫石含量是風(fēng)沙區(qū)立地草本植物適宜性的重要指標(biāo)；而對(duì)于油松這樣的深根系樹(shù)種，土層厚度30 cm仍不是土壤厚度分類(lèi)的最優(yōu)區(qū)分界限。與以往栗鈣土區(qū)研究中鈣積層顯著影響樹(shù)木生長(zhǎng)的情況不同［34］，本研究發(fā)現(xiàn)，存在鈣沉積現(xiàn)象的黃土丘陵各立地類(lèi)型的植被生長(zhǎng)狀況良好。一方面，研究區(qū)土壤主要以砂壤土為主，鈣沉積現(xiàn)象輕微，土壤緊實(shí)度差而不易產(chǎn)生質(zhì)密堅(jiān)硬的不透水層［35］，水分狀況較以往研究更好；另一方面，目前油松林處于幼齡林階段，今后鈣積層是否對(duì)樹(shù)木生長(zhǎng)產(chǎn)生影響仍有待觀察。

［1］ 沈國(guó)舫，邢北任.北京市西山地區(qū)立地條件類(lèi)型的劃分及適地適樹(shù)［J］.林業(yè)實(shí)用技術(shù)，1980（6）：11-16.SHEN Guofang,XING Beiren.Site condition classification and matching species with the site of western mountain area in Beijing ［J］.Prat For Technol,1980（6）：11-16.

［2］ FONWEBAN J N,TCHANOU Z,DEFO M.Site index equations for Pinus kesiya in Cameroon ［J］.J Trop For Sci,1995,8（1）：24-32.

［3］ 溫陽(yáng)，田潤(rùn)民，劉宗順,等.內(nèi)蒙古東南部山地人工林造林立地質(zhì)量評(píng)價(jià)［J］.內(nèi)蒙古林業(yè)科技，2009，35（3）：5-12.WEN Yang,TIAN Runmin,LIU Zongshun,et al.Evaluation on site quality of plantation in mountainous area in southeast of Inner Mongolia ［J］.J Inner Mongolia For Sci Technol,2009,35（3）：5-12.

［4］ MARINA D,THOMAS S C.An analysis of the modeling and inventory support tool：yield curves vary with forest ecosystem classification ［J］.For Chron,2012,88（2）：147-153.

［5］ LEKWADI S O,NEMESOVA A,LYNCH T,et al.Site classification and growth models for Sitka spruce plantations in Ireland ［J］.For Ecol Manage,2012,283（6）：56-65.

［6］ 馬煒，孫玉軍.長(zhǎng)白落葉松人工林立地指數(shù)表和胸徑地位級(jí)表的編制［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，41（12）：21-25.MA Wei,SUN Yujun.Compilation of site index table and site class table for Larix olgensis plantations ［J］.J Northeast For Univ,2013,41（12）：21-25.

［7］ 王高峰.森林立地分類(lèi)研究評(píng)介［J］.南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1986,10（3）：108-124.WANG Gaofeng.A reviw of the study of forest site classfication ［J］.J Nanjing For Univ,1986,10（3）：108-124.

［8］ 李忠國(guó).北亞熱帶中山區(qū)日本落葉松人工林立地分類(lèi)與質(zhì)量評(píng)價(jià)［D］.北京：中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院，2011.LI Zhongguo.Site Classification and Evaluation of Larix kaempferi （Lamb.） Carr.in Northern Sub-tropical Medium High Area ［D］.Beijing：Chinese Academy of Forestry,2011.

［9］ 王冬至，張冬燕，蔣鳳玲，等.塞罕壩華北落葉松人工林地位指數(shù)模型［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2015，26（11）：3413-3420.WANG Dongzhi,ZHANG Dongyan,JIANG Fengling,et al.A site index model for Larix principis-rupprechtii plantation in Saihanba,north China ［J］.Chin J Appl Ecol,2015,26（11）：3413-3420.

［10］ FINCHER J,SMITH M L.A Discriminant-Function Approach to Ecological Site Classification in Northern New England ［R］.Radnor：USDA Forest Service NE-686,1994.

［11］ JONES A T,GALBRAITH J M,BURGER J A.Development of a forest site quality classification model for mine soils in the appalachian coalfield region ［C］//The 2005 National Meeting of the American Society of Mining and Reclamation.Lexington：American Society of Mining and Reclamation,2005：523-539.

［12］ WALL A,WESTMEN C J.Site classification of afforested arable land based on soil properties for forest production［J］.Can J For Res,2011,36（6）：1451-1460.

［13］ WU Yao,QIN Kailun,ZHANG Minghua,et al.Study on forest site classification of southern Xiaoxing’an Mountain in northeast of China ［J］.World Rural Obser,2013,5（4）：27-32.

［14］ CURT T,BOUCHAUD M,AGRECH G.Predicting site index of Douglas-fir plantations from ecological variables in the Massif central area of France ［J］.For Ecol Manage,2001,149（1）：61-74.

［15］ WILSON S M,PYATT D G,RAY D,et al.Indices of soil nitrogen availability for an ecological site classification of British forests ［J］.For Ecol Manage,2005,220（1）：51-65.

［16］ 賴(lài)挺，張健，馮茂松，等.四川巨桉主要引種區(qū)人工林立地類(lèi)型劃分［J］.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，23（3）：318-322.LAI Ting,ZHANG Jian,FENG Maosong,et al.Eucalyptus grandis site type classification of major introduction districts in Sichuan ［J］.J Sichuan Agric Univ,2005,23（3）：318-322.

［17］ 馬明東，羅承德，張健,等.云杉天然林分生境條件數(shù)量分類(lèi)研究［J］.中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2006，14（2）：159-163.MA Mingdong,LUO Chengde,ZHANG Jian,et al.Quantitative classification of site condition in natural forest of Picea asperata ［J］.Chin J Eco-Agric,2006,14（2）：159-163.

［18］ 杜健，梁坤南，周再知，等.云南西雙版納柚木人工林立地類(lèi)型劃分及評(píng)價(jià)［J］.林業(yè)科學(xué)，2016，52（9）：1-10.DU Jian,LIANG Kunnan,ZHOU Zaizhi,et al.Site classification and evaluation of teak plantation in Xishuangbanna,Yunnan Province,China ［J］.Sci Silv Sin,2016,52（9）：1-10.

［19］ LI Bingwen,XU Xinwen,LEI Jiaqiang,et al.Site type classification for the shelter-forest ecological project along the Tarim Desert Highway ［J］.Chin Sci Bull,2008,53（S2）：31-40.

［20］ 呂仕洪，陸樹(shù)華，李先琨，等.廣西平果縣石漠化地區(qū)立地劃分與生態(tài)恢復(fù)試驗(yàn)初報(bào)［J］.中國(guó)巖溶，2005， 24（3）： 196-201.Lü Shihong,LU Shuhua,LI Xiankun,et al.Site types of the rocky desertification area and preliminary ecologic restoration test in Pingguo County,Guangxi［J］.Carsolog Sin,2005,24（3）：196-201.

［21］ 李世東.中國(guó)退耕還林研究［M］.北京：科學(xué)出版社，2004.

［22］ 張萬(wàn)儒.中國(guó)森林立地分類(lèi)［M］.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，1989.

［23］ 詹昭寧.中國(guó)森林立地類(lèi)型［M］.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，1995.

［24］ 李高峰，張奮紅，蘇自成.興和縣低效林現(xiàn)狀成因及改造模式探討［J］.內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計(jì)，2016，39（1）：58-59.LI Gaofeng,ZHANG Fenhong,SU Zicheng,et al.Study on the reasons,status quo and transformation mode of low quality forest in Xinghe ［J］.Inn Mong For Invest Des,2016,39（1）：58-59.

［25］ 沈國(guó)舫，楊敏生，韓明波.京西山區(qū)油松人工林的適生立地條件及生長(zhǎng)預(yù)測(cè)［J］.林業(yè)科學(xué)，1985，21（1）：10-19.SHEN Guofang,YANG Minsheng,HAN Mingbo.Suitable sites for and growth prediction of Pinus tabulaeformis plantation in western mountain area in Beijing ［J］.Sci Silv Sin,1985,21（1）：10-19.

［26］ 楊美靈.蠻漢山樟子松、油松人工林生長(zhǎng)規(guī)律及對(duì)環(huán)境響應(yīng)研究［D］.呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.YANG Meiling.Studies on the Growth Pattern and Response to Environment of Artificial Pinus sylvestirs and Pinus tabulaeformis in Manhan Mountain ［D］.Hohhot：Inner Mongolia Agricultural University,2008.

［27］ 田國(guó)恒，馬莉，李雷，等.冀北山地陰坡油松林生長(zhǎng)規(guī)律研究［J］.河北林業(yè)科技，2013（6）：16-17.TIAN Guoheng,MA Li,LI Lei,et al.Study on the growth of Pinus tabulaeformis in the shady slope of the mountain,northern Hebei［J］.J Hebei For Sci Technol,2013（6）：16-17.

［28］ 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析［M］.3版.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2013.

［29］ 許宗文，駱漢，趙廷寧，等.基于GIS的復(fù)雜地形下的太陽(yáng)直接輻射分布規(guī)律［J］.中國(guó)水土保持科學(xué)，2014， 12（3）： 113-118.XU Zongwen,LUO Han,ZHAO Tingning,et al.Direct distribution of solar radiation in complex terrain base on GIS［J］.Sci Soil Water Conserv,2014,12（3）：113-118.

［30］ 許宗文.興和縣公益林造林技術(shù)與生態(tài)效益評(píng)價(jià)［D］.北京：北京林業(yè)大學(xué)，2014.XU Zongwen.Afforestation Technology and The Ecological Benefit Evaluation of Public Welfare Forest in Xinghe County ［D］.Beijing：Beijing Forestry University,2014.

［31］ 郭艷榮，劉洋，吳保國(guó).福建省宜林地立地質(zhì)量的分級(jí)與數(shù)量化評(píng)價(jià)［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014,42（10）：54-59.GUO Yanrong,LIU Yang,WU Baoguo.Evaluating dividing rank and quantification of site quality of suitable land for forest in Fujian Province,China ［J］.J Northeast For Univ,2014,42（10）：54-59.

［32］ 張勇，李土生，潘江靈，等.連云港市云臺(tái)山宜林荒山立地質(zhì)量分類(lèi)及評(píng)價(jià)［J］.水土保持通報(bào)，2014，34（3）： 171-177.ZHANG Yong,LI Tusheng,PAN Jiangling,et al.Site quality classification and assessment in barren hills for suitable afforestation in Yuntai Mountains of Lianyungang City ［J］.Bull Soil Water Conserv,2014,34（3）：171-177.

［33］ 趙雨森.半干旱退化草牧場(chǎng)造林立地類(lèi)型劃分、評(píng)價(jià)與適地適樹(shù)研究［J］.中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2001，9（3）：31-34.ZHAO Yusen.Studies on division,assessment,suitable land and tree of afforestation site type in semi-dry deteriorated grass fan ［J］.Chin J Eco-Agric,2001,9（3）：31-34.

［34］ 閆培君，吳彤，王琰.烏蘭察布市土壤鈣積層對(duì)林木根系分布和林木生長(zhǎng)影響情況研究［J］.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)， 2011（9）： 63-64.YAN Peijun,WU Tong,WANG Yan.Research on soil calcium accumulation effect on root distribution and trees growth in Ulanqab ［J］.Inn Mong Sci Technol Econ,2011（9）：63-64.

［35］ 蔡郁文.栗鈣土造林技術(shù)初探［J］.林業(yè)資源管理，1984（6）：49-51.CAI Yuwen.Study on afforestation technology of chestnut soil ［J］.For Resour Manage,1984（6）：49-51.