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(biāo)準(zhǔn)地數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。以坡向（x1）、坡位（x2）、坡度（x3）、腐殖質(zhì)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(jìn)行逐步回歸分析，確定影響毛竹生長的主導(dǎo)因子，并以此作為依據(jù)進(jìn)行立地類型劃分。結(jié)果表明，影響崇陽毛竹胸徑大小的主導(dǎo)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(yīng)用主成分聚類分析方法可將進(jìn)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?guī)r中下坡中土層立地類型及石灰?guī)r上坡薄土層立地類型。應(yīng)該分別不同立地類型，確定毛竹林經(jīng)營的主要方向，并制定相應(yīng)的生產(chǎn)描述措施以促進(jìn)毛竹林高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)與高效。

關(guān)鍵詞：毛竹；立地類型；生長特性；崇陽

中圖分類號：S718.51+6文獻(xiàn)標(biāo)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(jīng)濟(jì)竹種。崇陽縣土地總面積199 4667 hm2，其中林業(yè)用地138萬hm2，其中毛竹面積26萬hm2，立竹量6 500萬株，年產(chǎn)竹筍12萬t，年砍竹材450萬根，產(chǎn)值16億元。毛竹廣泛分布在全縣12個鄉(xiāng)鎮(zhèn)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(chǎn)適宜區(qū)和豐產(chǎn)區(qū)，還是全國的毛竹的中心產(chǎn)區(qū)之一。

長期以來，崇陽縣的竹林經(jīng)營理念和管理技術(shù)還處在一個比較落后的水平，與浙江省安吉等地毛竹豐產(chǎn)區(qū)相比，存在著較大的差距。近年來，隨著縣域經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)，崇陽縣提出了將毛竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)和旅游業(yè)結(jié)合起來的發(fā)展方向，推動崇陽縣由竹業(yè)大縣向竹業(yè)強(qiáng)縣的轉(zhuǎn)變。因此，探討立地條件對毛竹林分生長的影響，找出該區(qū)域影響毛竹林生長的主導(dǎo)因子，并以此劃分立地類型是毛竹林分集約經(jīng)營的基礎(chǔ)，也是毛竹當(dāng)前要解決的關(guān)鍵生產(chǎn)問題。

從20世紀(jì)80年代開始，我國就對毛竹的立地類型劃分進(jìn)行了大量的研究。1989年，蔣英文編制了江西省毛竹數(shù)量化地位指數(shù)表＼[1＼]，隨后，江西省毛竹區(qū)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(shù)量化立地質(zhì)量評價表，找出了影響毛竹生長的主導(dǎo)因子，并劃分了立地類型，從而為江西省的毛竹立地生產(chǎn)力起到一定的預(yù)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(jìn)行了細(xì)致的研究。馬明東等于1991年用主導(dǎo)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(jìn)行了劃分[4]。同年，浙江省林業(yè)勘察設(shè)計(jì)院的毛竹區(qū)劃課題組按該省毛竹各適宜區(qū)域，對立地類型進(jìn)行了歸類、分級和立地質(zhì)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(xiāng)毛竹立地的主導(dǎo)因子是坡度、土壤質(zhì)地和腐殖質(zhì)層厚度[6]。程曉陽等認(rèn)為土層厚度是導(dǎo)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(fā)現(xiàn)坡度、腐質(zhì)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(rèn)為郁閉度、坡位和立竹度是影響江蘇省宜興地區(qū)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(qū)有不同的主導(dǎo)因子。因此，應(yīng)根據(jù)毛竹林不同經(jīng)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(jīng)營類型。

湖北林業(yè)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(yàn)區(qū)概況

崇陽縣地理位置為東經(jīng)112°32′～114°29′，北緯29°12′～29°41′，屬亞熱帶季風(fēng)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(xù)時間較短，冬季嚴(yán)寒冰凍較少。

試驗(yàn)區(qū)毛竹土壤母巖主要是頁巖及石灰?guī)r類型。由頁巖發(fā)育的紅壤pH值45～65，由石灰?guī)r發(fā)育的石灰土，pH值70～75。土質(zhì)疏松、石礫含量輕（10%～30%），腐殖質(zhì)層較厚，通透性好，保水保肥能力較強(qiáng)。

試驗(yàn)地林內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置與調(diào)查

標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置：在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)，分別不同坡向（x1）、不同坡位（x2）、不同坡度（x3）、不同腐殖質(zhì)層厚度（x4）、不同土層厚度（x5）及不同母巖類型（x6），選擇經(jīng)營水平一致林相比較整齊且有代表性的地段設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地，面積均為20 m ×15 m，共42塊。標(biāo)準(zhǔn)地四周設(shè)置 3 m 左右的緩沖帶，當(dāng)坡度大于5°時，對其進(jìn)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(biāo)，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(zhì)層厚度的測定方法：在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)，沿S型路線隨機(jī)設(shè)立樣方點(diǎn)3個。在樣方內(nèi)開挖寬約80 cm，深度直達(dá)母質(zhì)層的土壤剖面，用皮尺測量土層厚度和腐殖質(zhì)層厚度。腐殖質(zhì)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(nèi)毛竹生長的母巖類型只有石灰?guī)r和頁巖兩種類型。

標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查：對標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行常規(guī)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(diào)查記錄標(biāo)準(zhǔn)地的地點(diǎn)（用GPS定位）、坡位、坡向、坡度、腐殖質(zhì)層厚度、土層厚度、母巖類型等立地因子。

1.2.2數(shù)據(jù)處理

在數(shù)據(jù)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(biāo)，需將其數(shù)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?guī)r為2。利用Excel及SPSS17.0軟件對標(biāo)準(zhǔn)地數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、相關(guān)分析、回歸分析、因子分析和主成分聚類分析。

生產(chǎn)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(guān)關(guān)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(jié)果與分析

2.1立地因子對毛竹胸徑生長的影響

標(biāo)準(zhǔn)地數(shù)據(jù)表明，立地因子對毛竹林分生長產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)地毛竹生長狀況較好，坡度太大的整體狀況較差。腐殖質(zhì)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(fā)育的土壤上毛竹生長好，在石灰?guī)r發(fā)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(shù)來進(jìn)行比較。研究結(jié)果表明，坡度的變異程度較大，腐殖質(zhì)層厚度的變異程度最小。對變量進(jìn)行Pearson相關(guān)分析。土層厚度、母巖類型、坡度、腐殖質(zhì)層厚度、坡位對毛竹胸徑生長的影響極顯著，坡向?qū)π貜降挠绊懖伙@著，結(jié)果如表1所示。表1Pearson相關(guān)分析胸徑

應(yīng)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(zhì)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(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，復(fù)相關(guān)系數(shù)R=0942，決定系數(shù)R2=0888，調(diào)整決定系數(shù)R2=0879，回歸模型的F檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的值為10025，F(xiàn)分布的顯著性概率為0000，其達(dá)到了極顯著水平，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此，在崇陽及其相近地區(qū)可以用該方程對毛竹林分胸徑的生長量進(jìn)行預(yù)測。

2.3因子分析

通過以上分析發(fā)現(xiàn)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(jìn)行立地因子分類。

KMO（KaiserMeyerOlkin）統(tǒng)計(jì)量是用于比較變量間相關(guān)系數(shù)與偏相關(guān)系數(shù)值的一個指標(biāo)，其值越大于06時比較適合對其進(jìn)行因子分析。本試驗(yàn)KMO統(tǒng)計(jì)量為0712，Bartlett球型檢驗(yàn)p<0001，說明是適合進(jìn)行因子分析的。因子分析的結(jié)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(zhì)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(jìn)行正交旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)結(jié)果如表4。

表4旋轉(zhuǎn)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(zhì)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(zhì)層厚度、土層厚度等方面的信息，其載荷系數(shù)均大于08，其中母巖類型的載荷系數(shù)最高，為-0907，腐殖質(zhì)層厚度和土層厚度的載荷系數(shù)分別為0876及0813，而腐殖質(zhì)層厚度與土層厚度的相關(guān)系數(shù)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(shù)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(jì)貢獻(xiàn)率已達(dá)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(jù)這2個主成分進(jìn)行聚類分析，從而對崇陽縣毛竹林分立地類型進(jìn)行劃分。

2.4主成分聚類分析

根據(jù)因子分析結(jié)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(shí)際狀況的。

以這2個主成分計(jì)算得到42個標(biāo)準(zhǔn)地的主成分的得分，然后以這2個主成分指標(biāo)，應(yīng)用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件，選擇層次聚類中的組間連接法進(jìn)行進(jìn)行聚類分析[11]。

根據(jù)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(dāng)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(yuǎn)，劃分結(jié)果與實(shí)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?guī)r中下坡中土層立地類型、頁巖上坡中土層立地類型、石灰?guī)r上坡薄土層立地類型，如表5所示。表5立地類型劃分結(jié)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(dá)到70～90 cm，竹子胸徑較大，大多在10～11 cm之間石灰?guī)r中下坡

中土層立地類型1、2、3、7、8、11、12、13、36、3723.80石灰?guī)r、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?guī)r上坡

薄土層立地類型6、32、33、34、3511.90石灰?guī)r，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(jié)論

通過對崇陽縣42塊毛竹標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行立地調(diào)查分析，以標(biāo)準(zhǔn)地平均胸徑（y）為因變量，坡向（x1）、坡位（x2）、坡度（x3）、腐殖質(zhì)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(jìn)行相關(guān)分析和逐步回歸分析，得出影響毛竹胸徑生長的主導(dǎo)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(tǒng)計(jì)學(xué)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(jì)算得到42個標(biāo)準(zhǔn)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?guī)r中下坡中土立地類型、頁巖上坡中土立地類型、石灰?guī)r上坡薄土立地類型。