崇阳县毛竹立地分类

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　　摘要：以崇阳县较大面积集中连片的毛竹林分为研究对象，对42个标准地数据进行了统计分析。以坡向（x1）、坡位（x2）、坡度（x3）、腐殖质层厚度（x4）、土层厚度（x5）及母岩类型（x6）为自变量，以毛竹平均胸径（y）为因变量，对其进行逐步回归分析，确定影响毛竹生长的主导因子，并以此作为依据进行立地类型划分。结果表明，影响崇阳毛竹胸径大小的主导因子是土层厚度（x5）、母岩类型（x6）及坡位（x2），回归方程为：y=6.332+0.358 x2+0.060 x5-0.662 x6。通过因子分析，将6个立地因子划分为2个主成分，其中第一个主成分映了土壤因子方面的信息，第二个主成分反映了地形因子方面的信息。应用主成分聚类分析方法可将进行崇阳县毛竹立地划分为4种类型：页岩中下坡厚土层立地类型、页岩上坡中土层立地类型、石灰岩中下坡中土层立地类型及石灰岩上坡薄土层立地类型。应该分别不同立地类型，确定毛竹林经营的主要方向，并制定相应的生产描述措施以促进毛竹林高产、稳产与高效。
　　关键词：毛竹；立地类型；生长特性；崇阳
　　中图分类号：S718.51+6文献标识码：A文章编号：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是我国南方最重要的经济竹种。崇阳县土地总面积199 4667 hm2，其中林业用地138万hm2，其中毛竹面积26万hm2，立竹量6 500万株，年产竹笋12万t，年砍竹材450万根，产值16亿元。毛竹广泛分布在全县12个乡镇68个行政村和2个国有林场，集中连片。崇阳不仅是毛竹生产适宜区和丰产区，还是全国的毛竹的中心产区之一。
　　长期以来，崇阳县的竹林经营理念和管理技术还处在一个比较落后的水平，与浙江省安吉等地毛竹丰产区相比，存在着较大的差距。近年来，随着县域经济实力的增强，崇阳县提出了将毛竹产业发展与生态文明建设和旅游业结合起来的发展方向，推动崇阳县由竹业大县向竹业强县的转变。因此，探讨立地条件对毛竹林分生长的影响，找出该区域影响毛竹林生长的主导因子，并以此划分立地类型是毛竹林分集约经营的基础，也是毛竹当前要解决的关键生产问题。 　　从20世纪80年代开始，我国就对毛竹的立地类型划分进行了大量的研究。1989年，蒋英文编制了江西省毛竹数量化地位指数表＼[1＼]，随后，江西省毛竹区划课题组于1991年通过主要立地因子与毛竹生长的回归分析，编制出了毛竹数量化立地质量评价表，找出了影响毛竹生长的主导因子，并划分了立地类型，从而为江西省的毛竹立地生产力起到一定的预测作用[2]。此后，全国多个省份相继对各自省份的毛竹立地类型进行了细致的研究。马明东等于1991年用主导因子逐级控制综合分类方法将四川长宁县楠竹林分划分出七个立地类型[3]。1992年，陈存及等对福建省毛竹立地类型与立地级进行了划分[4]。同年，浙江省林业勘察设计院的毛竹区划课题组按该省毛竹各适宜区域，对立地类型进行了归类、分级和立地质量评价[5]。
　　竹林立地因子组成众多，包括降雨、温湿度等气候因子，海拔、坡度等地形因子，母岩类型、土壤肥力等土壤因子，它们相互影响，共同作用于竹林的生长。舒常庆等筛选出影响湖南省会同县肖家乡毛竹立地的主导因子是坡度、土壤质地和腐殖质层厚度[6]。程晓阳等认为土层厚度是导致各立地条件下毛竹胸径呈极显著差异的主要原因，而土层厚度对竹高则没有显著影响[7]。崔鸿侠等研究发现坡度、腐质层厚度和坡位是影响毛竹胸径生长的主要因子[8]。孙鸿宇等认为郁闭度、坡位和立竹度是影响江苏省宜兴地区毛竹枝下高的主要因子[9]。毛竹的生长受多种立地因子的影响，不同地区有不同的主导因子。因此，应根据毛竹林不同经营目的，针对不同的坡位、坡度和土壤等立地条件状况，采用不同的经营类型。
　　湖北林业科技第45卷第5期赖玉玲，等：崇阳县毛竹立地分类1材料与方法
　　1.1试验区概况
　　崇阳县地理位置为东经112°32′～114°29′，北纬29°12′～29°41′，属亚热带季风气候，日照充足，温和多雨。平均气温167℃，极端最高气温407 ℃，极端最低气温-149 ℃，无霜期259 d，年雨量1 395 mm。夏季酷暑持续时间较短，冬季严寒冰冻较少。
　　试验区毛竹土壤母岩主要是页岩及石灰岩类型。由页岩发育的红壤pH值45～65，由石灰岩发育的石灰土，pH值70～75。土质疏松、石砾含量轻（10%～30%），腐殖质层较厚，通透性好，保水保肥能力较强。
　　试验地林内杂草杂藤较多，植被盖度70%。林木郁闭度在05以上，土层厚度在60～80 cm。
　　1.2研究方法
　　1.2.1标准地设置与调查
　　标准地设置：在试验区内，分别不同坡向（x1）、不同坡位（x2）、不同坡度（x3）、不同腐殖质层厚度（x4）、不同土层厚度（x5）及不同母岩类型（x6），选择经营水平一致林相比较整齐且有代表性的地段设置标准地，面积均为20 m ×15 m，共42块。标准地四周设置 3 m 左右的缓冲带，当坡度大于5°时，对其进行坡度改正。
　　地形测定方法：采用黄礼祥方法将坡位分为上坡、中坡及下坡[10]。坡度使用坡度仪测定。坡向分阴坡、半阴半阳坡和阳坡三个基本指标，南坡为阳坡，东、西坡或偏向坡均为半阴半阳坡，北坡为阴坡。
　　土层厚度和腐殖质层厚度的测定方法：在标准地内，沿S型路线随机设立样方点3个。在样方内开挖宽约80 cm，深度直达母质层的土壤剖面，用皮尺测量土层厚度和腐殖质层厚度。腐殖质层厚度是测量土壤表面色暗且疏松的部分，取三个剖面测定的平均值。境内毛竹生长的母岩类型只有石灰岩和页岩两种类型。
　　标准地调查：对标准地进行常规每木检尺，包括每株立竹的地径、胸径、枝下高、冠幅等生长因子。同时调查记录标准地的地点（用GPS定位）、坡位、坡向、坡度、腐殖质层厚度、土层厚度、母岩类型等立地因子。
　　1.2.2数据处理
　　在数据处理时坡度取其正弦值。坡向、坡位和母岩类型为描述性指标，需将其数量化：样方的坡位定义上坡为1，中坡为2，下坡为3；样方的坡向定义阳坡为1，半阴半阳坡为2，阴坡为3[8]；母岩类型定义页岩为1，石灰岩为2。利用Excel及SPSS17.0软件对标准地数据进行方差分析、相关分析、回归分析、因子分析和主成分聚类分析。
　　生产上以毛竹直径大小评价其生长好坏，市场也只以毛竹直径大小确定单价。毛竹各生长因子之间存在相关关系，受篇幅所限因此本文只讨论立地条件对毛竹胸径生长的影响。
　　2结果与分析
　　2.1立地因子对毛竹胸径生长的影响
　　标准地数据表明，立地因子对毛竹林分生长产生重要的影响。阴坡和半阴半阳坡的毛竹林分生长较好，阳坡较差。下坡的毛竹生长得较好，中坡次之，上坡最差。坡度较小的标准地毛竹生长状况较好，坡度太大的整体状况较差。腐殖质层厚的毛竹生长较好，薄的较差。土层厚的毛竹生长较好，土层薄的生长较差。在页岩发育的土壤上毛竹生长好，在石灰岩发育的土壤上生长较差。
　　由于各个立地因子的度量单位不尽相同，可以引入了变异系数来进行比较。研究结果表明，坡度的变异程度较大，腐殖质层厚度的变异程度最小。对变量进行Pearson相关分析。土层厚度、母岩类型、坡度、腐殖质层厚度、坡位对毛竹胸径生长的影响极显著，坡向对胸径的影响不显著，结果如表1所示。表1Pearson相关分析胸径
　　应用逐步回归分析方法建立毛竹胸径生长与立地因子的回归方程。在最终回归方程中，剔除变量有坡向（x1）、坡度（x3）及腐殖质层厚度（x4），引入的变量有坡位（x2）、土层厚度（x5）及母岩类型（x6）其回归方程：
　　y=6.332+0.358x2+0.060x5-0.662x6
　　对回归方程进行显著性检验，复相关系数R=0942，决定系数R2=0888，调整决定系数R2=0879，回归模型的F检验统计量的值为10025，F分布的显著性概率为0000，其达到了极显著水平，有统计学意义。因此，在崇阳及其相近地区可以用该方程对毛竹林分胸径的生长量进行预测。 　　2.3因子分析
　　通过以上分析发现各因子对毛竹胸径有不同程度的影响，可用因子分析法对立地进行立地因子分类。
　　KMO（KaiserMeyerOlkin）统计量是用于比较变量间相关系数与偏相关系数值的一个指标，其值越大于06时比较适合对其进行因子分析。本试验KMO统计量为0712，Bartlett球型检验p<0001，说明是适合进行因子分析的。因子分析的结果如表2所示。
　　表3成分矩阵立地因子主成分12坡位0.3760.581坡向0.3770.752坡度-0.796-0.244腐殖质厚度0.830-0.299土壤厚度0.884-0.047母岩类型-0.7400.550从成分矩阵表3可以看出，一共提取出了2个主成分，为更直观地看出每个主成分所代表的具体意义，需对成分矩阵进行正交旋转，旋转结果如表4。
　　表4旋转后的成分矩阵立地因子主成分12坡位0.0800.687坡向0.0050.841坡度-0.606-0.571腐殖质厚度0.8760.099土壤厚度0.8130.350母岩类型-0.9070.165从表4可以看出，第一主成分综合了母岩类型、腐殖质层厚度、土层厚度等方面的信息，其载荷系数均大于08，其中母岩类型的载荷系数最高，为-0907，腐殖质层厚度和土层厚度的载荷系数分别为0876及0813，而腐殖质层厚度与土层厚度的相关系数为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载荷系数最大，为0841，可以把第二主成分看作是反映地形方面的因子。这2个主成分的累计贡献率已达71536%，可以得出，崇阳县毛竹立地类型的差异主要是受这2类主成分的影响，因此，可以根据这2个主成分进行聚类分析，从而对崇阳县毛竹林分立地类型进行划分。
　　2.4主成分聚类分析
　　根据因子分析结果可知，崇阳县毛竹立地类型的差异主要受上述两个主成分的影响，符合崇阳县毛竹生长的实际状况的。
　　以这2个主成分计算得到42个标准地的主成分的得分，然后以这2个主成分指标，应用SPSS统计软件，选择层次聚类中的组间连接法进行进行聚类分析[11]。
　　根据聚类树状图，采用不同的阈值时，可把毛竹立地条件分为3、4、5及6类。通过对比分析可以看出，当阈值取183时，立地被划分为4种类型，各立地类型之间的距离比较远，划分结果与实际情况比较吻合，采用这个方案把毛竹立地类型：页岩中下坡厚土层立地类型、石灰岩中下坡中土层立地类型、页岩上坡中土层立地类型、石灰岩上坡薄土层立地类型，如表5所示。表5立地类型划分结果
　　立地类型所属小班比例（%）立地特征与竹林生长页岩中下坡
　　厚土层立地类型10、15、17、18、19、20、21、22、24、25、26、27、28、29、30、31、40、41、4245.23页岩，以中下坡为主，土层深厚，大都达到70～90 cm，竹子胸径较大，大多在10～11 cm之间石灰岩中下坡
　　中土层立地类型1、2、3、7、8、11、12、13、36、3723.80石灰岩、以中下坡为主，土层厚度适中，在60～70 cm，胸径大多在9～10 cm之间页岩上坡
　　中土层立地类型4、5、9、14、16、23、38、3919.05页岩，以上坡为主，土层厚度适中，在60～70 cm，胸径大多在9～10 cm之间石灰岩上坡
　　薄土层立地类型6、32、33、34、3511.90石灰岩，以上坡为主，土层较薄，在40～55 cm之间，胸径较小，大多在8～9 cm之间3结论
　　通过对崇阳县42块毛竹标准地进行立地调查分析，以标准地平均胸径（y）为因变量，坡向（x1）、坡位（x2）、坡度（x3）、腐殖质层厚度（x4）、土层厚度（x5）及母岩类型（x6）为自变量。对自变量与因变量进行相关分析和逐步回归分析，得出影响毛竹胸径生长的主导因子是母岩类型（x6）、坡位（x2）及土层厚度（x5），回归方程为：y=6.332+0.06x5-0662x6+0.358x2，R2=0.888，方程有统计学意义。
　　将6个立地因子划分成2个主成分，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。以这2个主成分计算得到42个标准地的主成分的得分，通过聚类分析，将毛竹立地分为4种类型，即：页岩中下坡厚土层立地类型、石灰岩中下坡中土立地类型、页岩上坡中土立地类型、石灰岩上坡薄土立地类型。
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