西洞庭湖區森林景觀與立地因子關系研究

李際平，孫擁康

西洞庭湖區森林景觀與立地因子關系研究

李際平，孫擁康

（中南林業科技大學 林學院，湖南 長沙 410004）

根據西洞庭湖區森林資源二類調查數據資料，選取立地因子中海拔、坡度、坡位、坡向、土層厚度5個指標，分析該區森林景觀與立地因子之間關系，研究結果表明：西洞庭湖區15種森林景觀主要分布在海拔1 000 m以下，并隨海拔變化呈現出一定程度的垂直地帶性特征。主要森林景觀的坡度分布在6°～35°之間，坡位和坡向分別以全坡和北坡為主。主要森林景觀的土層厚度則集中在40～80 cm的中土層。

西洞庭湖區；森林景觀；立地因子

從中大尺度上來研究森林景觀類型，可以看到森林群落異質性表現很明顯[1-3]。森林群落異質性最直觀的表現為喬木層中構成樹種的不同，尤其是優勢樹種的不同[4]。從形成原因上說，既有自然的因素，也有人為因素。眾多研究表明[5-8]，自然條件中地形地貌和土壤被看作是形成這些分異的最主要的因子。作為生境條件的一種綜合指示，地形特征是一個多維變量，包括海拔、坡向、坡度等，且每一維對光、熱、水、土壤養分的影響各有側重。在某一特征維度上不同的特征維對森林植被格局的影響不同，進而影響區域森林景觀格局的組成、結構及動態變化,使森林植被出現多重尺度和方向的分異格局[2]。以現有的文獻資料來看，從森林景觀角度來研究立地因子（海拔、坡度、坡位、坡向、土層厚度等）與森林植被關系的文章很少。本研究以西洞庭湖林區為研究對象，通過選擇立地因子中的海拔、坡度、坡位、坡向、土層厚度5個指標，分析植被因子與立地因子的關系，探討森林植被與立地因子的分異規律，進而為該區森林資源可持續經營和管理提供科學依據。

1 研究區概況

西洞庭湖地處湖南省西北部常德市，洞庭湖西部，固有“西洞庭湖”之稱，主要包括常德市所轄的漢壽縣、安鄉縣、常德縣、澧縣、津市市、桃源縣、臨澧縣、常德市平原區等，區域總面積為 142.2萬hm2。從地勢上看, 位于第二階梯云貴高原、湘西山地向第三級階梯洞庭湖平原過渡的交接地帶, 氣候屬亞熱帶季風氣候區兼有潮濕的山地森林氣候特征,溫和濕潤、四季分明。年平均氣溫16.7℃, 多年平均年降水量1 348.3 mm，無霜期長達272 d。獨特的地理和氣候條件，不僅孕育了西洞庭湖區豐富的植被資源，也在一定程度上引起了其他自然要素在水平和垂直方向上的分異，為區域的森林資源合理布局和有效經營提供了可能。

2 研究資料及方法

2.1 數據的收集及處理

收集西洞庭湖區森林資源二類調查數據資料，根據森林資源二類調查技術規程(湖南省林業廳森林資源規劃設計調查技術規定, 2004[9])，對選取的5個立地因子：海拔、坡度、坡位、坡向、土層厚度進行等級劃分，具體劃分如下：

海拔 本區域無高山，根據實際情況和研究需要以200m為單位進行劃分等級共分為6個等級，依次為≤200 m、200～400 m、400～600 m、600～800 m、800～1 000 m、＞1 000 m。

坡度 共分平坡 (0°～ 5°)、緩坡 (6°～ 15°)、斜坡 (16°～ 25°)、陡坡 (26°～ 35°)、急坡 (36°～45°)、險坡 (＞ 46°)6 個等級。

坡位 分脊、上、中、下、谷、平地、全坡共7個坡位。

坡向 分東、南、西、北、東北、東南、西北、西南及無9個方位。

土層厚度 根據土壤的A層+B層厚度確定，分厚土＞80 cm、中土40～80 cm、薄土≤40 cm共3個等級。

使用地理信息系統軟件ArcGIS 9.3，將區域森林景觀類型圖分別和海拔、坡度、破位、坡向、土層厚度分布圖進行疊加，并根據各因子的區劃概況，計算其分布情況。

2.2 森林景觀類型劃分

根據區域實際和研究的需要，利用地理信息系統軟件ArcGIS 9.3，對西洞庭湖區各縣域的森林資源分布圖進行數字化處理，以森林的優勢樹種為重點考慮對象，將該區森林景觀共劃分為8類：松類、杉木類、針闊混交林類、柏木類、闊葉林類、竹類、灌木類、經濟林類，并結合地類、起源、齡級對研究區森林景觀進行細分，共劃分為15種景觀類型。各景觀類型統計概況（見表1）。

3 結果與分析

3.1 森林景觀類型與海拔的關系

由表2可以看出，西洞庭湖區各森林景觀類型隨海拔變化有一定程度的垂直地帶性特征，各類型景觀主要分布在1 000 m以下的范圍內，但各類型景觀主體分布情況又有所不同，天然馬尾松純林、人工馬尾松林、天然國外松林、人工國外松林、人工杉木林、人工針闊混交林、天然柏木林、人工柏木林、速生闊葉林、經濟林主要分布在海拔200 m以下，它們所占比例都達到了60%以上，這說明西洞庭區近幾年所造主要用材林集中于相對高差小，地勢相對緩和的丘陵區。天然杉木林、竹林則主要分布在海拔200～400 m，所占比例分別為42.02%和46.18%。中生闊葉林、慢生闊葉林則在海拔800 m以下分布較均勻，分布范圍較廣。灌木林主要分布在海拔200 m以下，所占比例為50.71%，而在海拔200～400 m, 800～1000 m分布也較多，所占比例分別為19.74%、20.19%。了解不同森林景觀類型隨海拔變化而呈現不同的分布情況，可以為適地適樹、精確造林、實現森林資源的可持續經營提供重要的科學依據。

表1 不同森林景觀類型劃分及統計概況Table 1 The type classification and statistical situation of different forest landscape

3.2 森林景觀類型與坡度的關系

由表3可以看出，西洞庭湖區森林景觀類型隨坡度變化呈現不均勻分布，但除去人工針闊混交林、速生闊葉林中人為造林因素，從整體看，各森林景觀類型面積比例都隨著坡度增加而呈現先增加后減少趨勢，曲線走勢類似正態分布。天然馬尾松林、人工馬尾松林、人工國外松林、人工柏木林、經濟林主要分布在6°～15°的緩坡，所占比例分別為50.80%、57.18%、53.01%、86.26%、51.33%。天然國外松林、人工杉木林、天然柏木林、中生闊葉林、慢生闊葉林、竹林、灌木林則主要分布在16°～25°的斜坡，所占比例 分 別 為61.63%、47.76%、57.73%、47.47%、43.70%、61.81%、38.51%。人工針闊混交林、速生闊葉林則主要分布在≤5°的平坡，所占比例分別為68.64%、51.90%。各森林景觀類型隨坡度變化而分布不均勻說明這在營造林過程中，根據林木特性、生長周期以及適宜的立地條件是提高造林成活率的重要保證，如速生闊葉林一般都會選擇低海拔、地勢較平坦的地區。

表2 不同森林景觀類型隨海拔分布情況Table 2 The distribution of different forest landscape type with different altitude

3.3 森林景觀類型與坡位的關系

由表4可以看出，西洞庭湖區歌森林景觀類型隨坡位變化呈現不均勻分布，但從整體來看，以全坡為主。天然馬尾松、天然國外松林、人工國外松林、天然杉木林、人工杉木林、中生闊葉林、慢生闊葉林、竹林、灌木林、經濟林主要分布為全坡位，所占比例分別為48.85%、62.57%、45.67%、38.64%、47.98%、39.37%、42.62%、62.12%、47.37%、69.39%。這說明西洞庭湖區地形起伏變化較大，植被群落也較復雜，有明顯的山區森林特征，坡位變化對植被類型的分異影響較大。人工馬尾松林主要分布在上坡位，所占比例為48.98%。天然柏木林主要分在下坡位，所占比例為51.24%。人工針闊林和速生闊葉林則主要分布在平地，所占比例分別為59.44%、30.17%，這與隨海拔、坡度變化的結果是一致的，通過研究了解各植被類型隨坡位的分布規律，有助于因地制宜地開展植被保護，為該區各種生態恢復工程提供科學依據。

3.4 森林景觀類型與坡向的關系

由表5可以看出，西洞庭湖區森林景觀類型隨坡向的分布也是不均勻的，但從整體看，各森林景觀類型主要分布在北坡。天然馬尾松、天然國外松、天然杉木林、人工杉木林、人工針闊

混交林、速生闊葉林、慢生闊葉林、竹林、經濟林主體分布在北坡，它們所占的比例分別為33.60%、37.01%、19.34%、24.28%、64.47%、51.13%、28.98%、23.44%、54.59%。人工馬尾松林、人工柏木林主體分布在南坡，所占比例分別為47.89%、46.95。人工國外松林、中生闊葉林、灌木林主體分布在西坡，所占比例分別為32.81%、23.46%、23.30%。天然柏木林主體分布在東坡，所占比例為24.90%。各森林景觀類型隨坡向產生了顯著性差異，主要分布在北坡，主要原因是相較于南坡，北坡濕度大，水分蒸發量少，能夠為植被的生長提供良好的墑土和有機質含量。

表3 不同森林景觀類型隨坡度分布情況Table 3 The distribution of different forest landscape type with different grade of slope

表4 不同森林景觀類型隨坡位分布情況Table 4 The distribution of different forest landscape type with different slope position

表5 不同森林景觀類型隨坡向分布情況Table 5 The distribution of different forest landscape type with different slope aspect

3.5 森林景觀類型與土層厚度的關系

土壤空間變異并不是雜亂無章的,土壤分布是有規律的，它包括大氣候、生物條件、經緯度及海拔高度變化所引起的土壤地帶性分布規律[3]。從表6可以看出，整體上，西洞庭湖區森林景觀主體分布在土層厚度40～80 cm的中土層。除人工針闊混交林、速生闊葉林主體分布在＞80 cm的厚土層，所占比例分別為69.19%、54.49%外，其余景觀類型均主要分布在中土層，這主要是因為其二者主要生長在地勢平坦的低海拔區，故土層厚度較大。這也與其隨海拔、坡度、坡位等變化而呈現的分布規律是一致的。

表6 不同森林景觀類型隨土層厚度分布情況Table 6 The distribution of different forest landscape type with different slope position soil thickness

4 結論與討論

(1) 通過對西洞庭湖區森林景觀與立地因子關系的研究，結果表明：該區15種森林景觀類型主要分布在海拔1 000 m以下，并隨海拔變化呈現出一定程度的垂直地帶性特征。主要景觀坡度分布在6°～35°之間，坡位和坡向分別以全坡和北坡為主。主要景觀的土層厚度基本集中在40～80 cm的中土層。

(2) 研究結果顯示在本文所研究的尺度上,不同的立地因子對森林景觀格局表現出了不同的影響，各森林景觀分布也呈現出不同的空間分異規律，說明立地因子在森林景觀要素的分異性過程中起著重要作用。

(3) 本研究的有關結論對指導研究地區和類似地區的森林資源科學管理和可持續經營，特別是對于森林景觀動態變化與各驅動因子的關系研究以及森林景觀規劃等具有重要指導意義。

由于森林景觀與立地因子相互關系的研究過程中,產生的結果與研究尺度、取樣方法、樣方大小以及樣方數量密切相關，且隨著樣方面積增大,數量的增多，景觀要素的復雜化，變化因子和隨機因素的影響就越大，立地因子與森林景觀格局的可解釋性就越弱。顯然,在沒有統一的研究標準情況下，在其他的區域，分析立地因子在景觀格局、生態過程中的影響及其尺度效應問題仍是一個有待深入研究的課題[3,9-10]。

[1] 張 志,孫玉軍.過伐林景觀要素沿環境梯度分布趨勢的研究[J].林業科學,2005,41(1):14-18.

[2] 沈澤昊,張新時,金義興.地形對亞熱帶山地景觀尺度植被格局影響的梯度分析[J].植物生態學報, 2000,24(4):430-435.

[3] 張振明,余新曉,劉淑燕， 等,北京山區森林景觀與立地因子關系研究[J].林業資源管理,2009,(3):99-105.

[4] 舒清態,趙 耘,陸元昌.東北天然林區森林景觀格局與環境關系的研究[J].云南地理環境研究, 2007,19(4):99-102.

[5] Jongman R H G, Ter Braak C J F, Van Tongeren O F R. Data Analysis in Community and Landscape Ecology[M]. Cambridge:Cambridge University Press,1987.

[6] Pinder J E, Kroh G C, White J D, et al. The relationships between vegetation types and topography in Lassen Vocalnic National Park[J].Plant Ecology,1997,131:17-29.

[7] 沈澤昊.山地森林樣帶植被-環境關系的多尺度研究[J].生態學報, 2002,22(4):461-470.

[8] 郭 濼,夏北成,劉蔚秋.地形因子對森林景觀格局多尺度效應分析[J].生態學雜志, 2006,25(8):900-904.

[9] 湖南省林業廳.《湖南省森林資源規劃設計調查技術規定》，2004:23-25.

[10] 郭晉平,張蕓香.森林景觀恢復過程中景觀要素空間分布格局及其動態研究[J].生態學報, 2002,22(12):2021-2029.

[11] 郭 濼, 余世孝, 夏北成,等.地形對山地森林景觀格局多尺度效應[J].山地學報, 2006,24(2):150-155.

Study on the relationship between forest landscape and site factors in West Dongting Lake Region

LI Ji-ping, SUN Yong-kang
(College of Forestry, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

According to the forest resources survey data of West Dongting Lake Region, altitude, grade of slope, slope position, slope aspect, soil thickness, as site factors, were selected to analyze the relationship between forest landscape and site factors. The results showed that the elevation distribution of 15 forest landscape types was below 1 000 m, and the forest landscape types showed a certain degree of vertical zonal features with altitude changes. The main forest landscape types was distributed in gentle slope of 6° to 35°, the main gradient and aspect are respectively whole slope and north slope, and the soil thickness are concentrated in the medium soil of 40～80 cm.

west Dongting lake region；forest landscape；site factors

S757.2

A

1673-923X(2012)08-0001-06

2012-01-24

國家自然科學基金項目（30972362）；中南林業科技大學研究生科技創新基金資助項目（2010sx04）

李際平（1957—），男，湖南醴陵人，教授，博士生導師，主要從事林業系統工程教學與科研工作

[本文編校：吳 彬]

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