立地因子和林分因子對牡丹江地區(qū)蒙古櫟林橡實產(chǎn)量的影響

摘要：? 通過調(diào)查牡丹江地區(qū)的26塊蒙古櫟林標(biāo)準(zhǔn)地橡實產(chǎn)量，研究立地因子和林分因子對蒙古櫟林橡實產(chǎn)量影響的結(jié)果表明，立地因子和林分因子對蒙古櫟橡實產(chǎn)量影響不同，按影響大小排序為：密度>胸徑>坡度>海拔>樹高>樹齡>土壤厚度>坡位>坡向>郁閉度，處于低海拔、陽坡半陽坡的低密度中齡林橡實產(chǎn)量較高。

關(guān)鍵詞：? 牡丹江;? 蒙古櫟;? 橡實產(chǎn)量;? 立地因子;? 林分因子

中圖分類號：? ?S 792. 186? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：? ?A? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1001 - 9499（2020）01 - 0015 - 04

蒙古櫟（Quercus mongolica Fisch.），又稱蒙古柞、柞樹，殼斗科櫟屬落葉喬木，在我國主要分布于東北三省和內(nèi)蒙古地區(qū)，是東北次生落葉闊葉林的主要組成樹種。在天然蒙古櫟林生態(tài)系統(tǒng)中，海拔、坡位、坡向等立地因子十分重要，這些因子決定了土、肥、水、光的分布[ 1 - 3 ]，進(jìn)而影響蒙古櫟林的生長發(fā)育。在一定的區(qū)域范圍內(nèi)，立地因子與林分因子相互影響，共同決定了蒙古櫟林的橡實產(chǎn)量。本文通過調(diào)查牡丹江地區(qū)的26塊天然蒙古櫟林標(biāo)準(zhǔn)地，探討了蒙古櫟林立地因子和林分因子對橡實產(chǎn)量的影響，并對橡實產(chǎn)量進(jìn)行了分類與評價，這對探明牡丹江地區(qū)蒙古櫟林橡實生產(chǎn)能力具有重要意義。

1 試驗地概況

試驗地設(shè)在黑龍江省牡丹江地區(qū)，該地區(qū)位于黑龍江省東南部，屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，1月份氣溫最低，7月份氣溫最高，年平均氣溫1.3～2.4 ℃，年降雨量500～600 mm。土壤主要由暗棕壤、草甸土、白漿土、沼澤土和泥炭土構(gòu)成，植物區(qū)系屬長白山植物區(qū)系老爺嶺亞區(qū)，林分類型有闊葉混交林、闊葉純林、針闊混交林、針葉純林、針葉混交林等多個類型。本次試驗選擇綏陽林業(yè)局太平川林場、林口林業(yè)局紅石林場、東京城林業(yè)局樺樹林場、穆棱林業(yè)局牛心山林場和牡丹江市北安林場5處試驗地進(jìn)行。各試驗地自然概況如表1所示。

表1 各試驗地自然概況

2 試驗材料與方法

2. 1 試驗材料

2014年，在牡丹江地區(qū)5處試驗地中，選擇集中連片、樹種組成在50%以上、林分比較一致、林齡大于15年、郁閉度0.2～0.9的蒙古櫟林[ 4 ]，按林分面積大小，隨機布設(shè)20 m×20 m的標(biāo)準(zhǔn)地，每塊標(biāo)準(zhǔn)地相隔50 m以上。共設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地26塊，其中，北安林場設(shè)5塊，牛心山林場2塊，紅石林場6塊，樺樹林場4塊，太平川林場9塊。

2. 2 試驗方法

2. 1. 1 因子調(diào)查

在26塊標(biāo)準(zhǔn)地中，分別調(diào)查立地因子（坡度、坡位、坡向、海拔、土壤厚度）和林分因子（密度、郁閉度、林齡、胸徑、樹高）。在每個標(biāo)準(zhǔn)地中，選擇15～30株生長良好的蒙古櫟，調(diào)查樹高和胸徑，用生長錐鉆取3株平均木調(diào)查林齡。

2. 1. 2 產(chǎn)量調(diào)查

在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)沿對角線設(shè)置5個1 m×1 m的收集木框收集橡實，同時選擇結(jié)實較為平均的單株人工采集橡實。統(tǒng)計木框收集橡實和單株采集橡實數(shù)量，據(jù)此計算各標(biāo)準(zhǔn)地單位面積橡實產(chǎn)量。

2. 1. 3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用方差分析明確不同標(biāo)準(zhǔn)地橡實產(chǎn)量的差異性，采用相關(guān)分析和主成分分析對調(diào)查因子進(jìn)行變量篩選。結(jié)合聚類分析，用最少的因子量來測定立地因子和林分因子對蒙古櫟橡實產(chǎn)量的影響，并以此作為產(chǎn)量分類及評價的依據(jù)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析采用SPSS17.0軟件。

3 結(jié)果與分析

3. 1 不同標(biāo)準(zhǔn)地的橡實產(chǎn)量分析

由不同標(biāo)準(zhǔn)地立地因子、林分因子和橡實產(chǎn)量情況（表2）可以看出，26個標(biāo)準(zhǔn)地的坡向、坡位、郁閉度、海拔、土壤厚度等立地條件均不同，林分因子也有較大差異，橡實產(chǎn)量各不相同。由不同標(biāo)準(zhǔn)地橡實產(chǎn)量的方差分析（表3）可以看出，不同標(biāo)準(zhǔn)地的單位面積橡實產(chǎn)量指標(biāo)差異顯著（P<0.01），這說明，不同的立地條件和林分條件對蒙古櫟林橡實產(chǎn)量有顯著影響。

3. 2 因子相關(guān)性分析

3. 2. 1 立地因子相關(guān)性分析

林木在自然環(huán)境中生長繁殖，受到諸多立地因子影響，某個立地因子變化可能引起其他立地因子變化，進(jìn)而影響到全部立地因子的綜合作用[ 5 - 7 ]。由立地因子相關(guān)性分析結(jié)果（表4）可以看出，海拔與坡度、坡位與土壤厚度均呈顯著正相關(guān)，坡度與坡位呈顯著負(fù)相關(guān)。這說明海拔越高，林地坡度越大，坡位越靠下，土壤厚度越大[ 7 - 8 ]。在造山運動中，隨著水力、風(fēng)力、凍融等外力作用下，山體經(jīng)受長期侵蝕，山體土壤及母質(zhì)被破壞、剝蝕和搬運，巖石碎塊、碎屑等物質(zhì)經(jīng)過下墊面的層層截留及固定，原有的坡度及土壤厚度產(chǎn)生了改變，形成了坡位越靠下，土壤厚度越大，海拔越高，坡度越大的立地格局。

表4 立地因子相關(guān)性分析

注： *表示在0.05水平上顯著相關(guān)

2. 2. 2 林分因子相關(guān)性分析

由林分因子相關(guān)性分析結(jié)果（表5）可以看出，蒙古櫟的胸徑與樹齡呈極顯著正相關(guān)，郁閉度與林分密度呈顯著正相關(guān)，胸徑與林分密度呈極顯著負(fù)相關(guān)。這說明，隨著蒙古櫟樹齡增大，林木胸徑相應(yīng)增大，林分密度變小，林分郁閉度增大?？梢?，林分密度影響到樹高、胸徑、冠幅及林分郁閉度等指標(biāo)的改變，這種改變會影響到樹體生長、繁殖的過程，最終會影響枝葉生物量分配、林木生產(chǎn)及果實產(chǎn)量的改變。

表5 林分因子相關(guān)性分析

注： *表示在0.05水平上顯著相關(guān)，**表示在0.01水平上顯著相關(guān)

3. 3 橡實產(chǎn)量主成分分析

對蒙古櫟林調(diào)查中的坡向（X1）、海拔（X 2）、坡度（X3）、坡位（X4）、土壤厚度（X5）、樹高（X6）、胸徑（X7）、樹齡（X8）、郁閉度（X9）和密度（X10）等10個因子，進(jìn)行主成分分析，取特征值>1。由橡實產(chǎn)量主成分分析結(jié)果（表6）可以看出，第一主分量影響因子為密度、胸徑、坡度，第二主分量影響因子為海拔、樹高、樹齡，第三主分量影響因子為土壤厚度、坡位，第四主分量影響因子為坡向、郁閉度。第一主成分的方差貢獻(xiàn)率為29.70%，第二主成分的方差貢獻(xiàn)率為21.68%，第三主成分的方差貢獻(xiàn)率為14.61%，第四主成分的方差貢獻(xiàn)率為12.55%，累計方差貢獻(xiàn)率為78.54%。10個因子對蒙古櫟橡實產(chǎn)量影響按照大小排序為：密度>胸徑>坡度>海拔>樹高>樹齡>土壤厚度>坡位>坡向>郁閉度。

3. 4 立地因子及林分因子的聚類分析

3. 4. 1 聚類分析

由立地因子和林分因子聚類分析結(jié)果（圖1）可以看出，在立地因子和林分因子聚類圖上距離分別為5.0和25.0時，可以根據(jù)不同的立地因子和林分因子，可將所調(diào)查的26塊標(biāo)準(zhǔn)地分為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ，Ⅶ，Ⅷ，Ⅸ9類。再根據(jù)其橡實單位面積產(chǎn)量，分為高產(chǎn)組（100 g/m2以上）、中產(chǎn)組（60～

100 g/m2）、低產(chǎn)組（40～60 g/m2）、劣產(chǎn)組（40 g/m2以下）4類，其中，高產(chǎn)組為第Ⅳ，Ⅷ組，中產(chǎn)組為第Ⅵ，Ⅶ，Ⅸ組，低產(chǎn)組為第Ⅰ，Ⅴ，Ⅲ組，劣產(chǎn)組為第Ⅱ組。

立地因子聚類

林分因子聚類

圖1 立地因子和林分因子聚類分析

由蒙古櫟林單位面積橡實產(chǎn)量分組情況（表7）可以看出：（1）高產(chǎn)組中有5塊標(biāo)準(zhǔn)地，分別為18，19，

20，21，23號標(biāo)準(zhǔn)地，立地因子和林分因子特征為：密度500～900株/hm2，胸徑20 cm以上，坡度緩、斜，海拔270～310m;土壤平均厚度8.3 cm，坡向南、東南、西南。（2）中產(chǎn)組中有6塊標(biāo)準(zhǔn)地，分別為24，24，

15，5，25，26號標(biāo)準(zhǔn)地，立地因子和林分因子特征為：密度500～700株/hm2或180～210株/hm2， 胸徑24 cm以上，坡度平、緩、斜;海拔310～410 m，土壤平均厚度18.5 m，坡向南、東、西。（3）低產(chǎn)組中有8塊標(biāo)準(zhǔn)地，分別為1，8，11，12，16，9，10，13號標(biāo)準(zhǔn)地，立地因子和林分因子特征為：密度850～1200株/hm2或1800～2300株/hm2，胸徑10～25 cm，坡度緩、斜、陡，海拔310～420 m，土壤平均厚度18.8 cm，坡向以南、西為主。（4）劣產(chǎn)組中有3塊標(biāo)準(zhǔn)地，分別為6，7，17號標(biāo)準(zhǔn)地，立地因子和林分因子特征為：密度1100～

1400株/hm2，胸徑18～22 cm，坡度以陡為主，海拔440～500 m，土壤平均厚度13.66 cm，坡向以南為主。

表7 蒙古櫟林單位面積橡實產(chǎn)量分組

在中產(chǎn)組中，林分密度250株/hm2以下的林地，郁閉度僅為0.2，可判定為孤立木。在低產(chǎn)組中，林分密度1 800～2 300株/hm2的林分，單位面積產(chǎn)量較低，但此塊林地海拔較低，土壤厚度較厚，如果經(jīng)過合理的改造后，橡實產(chǎn)量有望達(dá)到中產(chǎn)或高產(chǎn)?？梢姡獱I造橡實產(chǎn)量較高的蒙古櫟林，需具備林分密度低（900 株/hm2以下）、胸徑20 cm以上（中齡林組）、海拔較低（410 m以下）、陽坡半陽坡（南、東南、西南）等條件。

4 結(jié) 論

4. 1 在牡丹江地區(qū)，蒙古櫟林所處的海拔與坡度、坡位與土壤厚度、坡度與坡位呈現(xiàn)顯著相關(guān)性，胸徑與樹齡、林分密度呈極顯著相關(guān)性。不同立地因子和林分因子對蒙古櫟林橡實產(chǎn)量影響顯著，影響因子排序為：密度>胸徑>坡度>海拔>樹高>樹齡>土壤厚度>坡位>坡向>郁閉度。產(chǎn)量較好的林分，一般為林分密度低、胸徑20 cm以上、海拔較低、坡向以南、東南、西南為主（陽坡、半陽坡）。

4. 2 要在牡丹江地區(qū)發(fā)展橡實生產(chǎn)為目的的蒙古櫟林，首選處于低海拔、平緩陽坡、半陽坡的低密度中齡林，兼顧林分密度適中、中齡林組以上、海拔420 m以下的陽坡、半陽坡、半陰坡的林分。海拔較低、密度過高的林分經(jīng)過適當(dāng)改造，也可以作為發(fā)展橡實生產(chǎn)的后備林分;海拔450 m以上、坡度較大（35°以上）的蒙古櫟林，不建議作為發(fā)展橡實生產(chǎn)的林分。

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第1作者簡介：? 祝旭加（1982-），? 男，? 高級工程師，? 主要從事森林培育和林木良種選育方面的研究工作。

收稿日期： 2019 - 11 - 28

（責(zé)任編輯：? ?王 巖）

The Influences of Site Factors and Stand Factors on Acorn

Yield of Quercus mongolica in Mudanjiang

ZHU Xujia

（Mudanjiang Forestry Research Institute，? Heilongjiang Mudanjiang 157010）

AbstractThrough investigating the acorn yield of 26 Quercus mongolica forests in Mudanjiang area， the results of studying the effects of site factors and stand factors on acorn yields showed that the site factors and stand factors have different effects on acorn yields of Quercus mongolica forests. The order of impact size was： density>DBH>slope>altitude>height>age>soil thickness>slope position>aspect>canopy density， acorns of low-density middle-aged forests at low altitude， sunny slope， half sunny slope The yield is higher.

Key words Mudanjiang;? Quercus monglica;? Acorn yield;? Site factors;? Stand factors