朱萬才 李亞洲 李 夢

(黑龍江省林業(yè)科學研究所，哈爾濱 150081)

森林立地分類和質量評價是林業(yè)生產重要的基礎工作之一，森林立地分類和質量評價的研究在世界各國廣泛開展，并在理論和技術應用上取得了很大進展。隨著現代信息技術的發(fā)展，森林立地分類與評價技術正向著綜合技術、多目標的方向發(fā)展。

1 國內外研究概述

近代國外森林立地類型研究始于18世紀，C.A.Karns (1926)在德國最早開展森林立地分類研究，他倡導的多因子森林立地分類發(fā)展成為一種以氣候、地形、土壤和植被等為基礎的綜合多因子分類方法，此法在歐洲和北美被公認為最有效的立地分類方法，并在奧地利、加拿大和美國廣泛流行、應用和發(fā)展，其中最有代表性的是Hill在加拿大安大略省發(fā)展的全生境森林立地分類(TotalSiete Classification),以Jurdant為代表的生物—物理立地分類(Bio-physical site Classification),和以Krajina為代表的不列顛哥倫比亞省生物地理氣候立地分類(Biogeoclimatic site classification)。20世紀40年代，蘇聯形成了兩個林型學派，即蘇卡喬夫為首的生物地理群落學派和波格萊勃涅克為首的生態(tài)學派，至今仍對前蘇聯的林型和立地分類研究具有深刻的影響。近年來，隨著計算機技術和多元統計分析等數學方法的介入，不僅使綜合多因子分類成為可能，也使森林立地分類逐漸從定性邁向定量化或定性和定量相結合的分類階段。

我國系統的立地分類研究起步相對較晚，1958年林業(yè)部造林設計局、北京林學院等單位應用蘇聯波格來勃涅克林型學說，開始對我國造林地區(qū)進行“立地條件類型”的劃分，在全國各省(區(qū))一些造林地區(qū)編制了“立地條件類型表”，并進行了造林類型的典型設計，該研究工作由于各種原因沒有得到進一步推廣，但其研究成果對我國森林立地研究卻產生了較大影響。70年代末，由于我國造林發(fā)展的需要，且吸收了德國、美國、加拿大和日本等國的先進經驗，結合土壤造林樹種再次廣泛開展立地分類、評價研究。南方14省(區(qū))組織協作開展了杉木產區(qū)區(qū)劃、立地分類與評價研究，華北石質山地、黃土高原、珠江三角洲、東北西部地區(qū)及華北中原平原地區(qū)等也相繼開展了大量的森林立地研究工作，建立了局部的森林立地分類系統和編制了杉木、落葉松和馬尾松等地位指數表、數量化地位指數表。當前，我國森林立地分類與評價研究己進入新的歷史階段，在分類基礎上的立地質量評價、立地類型樹種間生產力代換評價、計算機繪制立地圖、遙感圖像應用于立地分類與制圖、立地數據庫管理系統的建立等應用技術研究都不同程度取得新進展，同時立地研究成果在大面積營造速生豐產林中也得到應用。

2 森林立地類型分類的指標確定

由于各國的自然地理條件、森林集約經營強度、科學技術的發(fā)展水平以及研究人員的認識、研究角度和深度的不同，在森林立地類型分類指標方面形成了不同的觀點。有關森林立地類型分類指標主要包括：(1)植被和環(huán)境是統一的，許多學者都認為植被本身就是立地條件的最佳反映者和最好指示者，因而主張把植被作為立地類型劃分的重要依據。利用植被因子進行立地分類和評價主要包括以林木生長效果和植被組成、結構等性質特征為指標。(2)以影響林木生長的環(huán)境因子氣候、地形、地質、地貌、水文和土壤等為指標，根據它們的差異可以從性質上劃分各種立地類型。(3)國內外在森林立地分類研究上應用最多的還是以綜合多因子為指標，即通過對氣候、地形、土壤和植被的綜合研究來劃分立地類型或立地單元，可分為因子路線和景觀路線兩類，前者以前蘇聯——烏克蘭學派和德國巴登——符騰堡立地分類為代表，后者則以加拿大的生物物理分類為代表。按照立地分類指標選擇研究的進程，主要有兩種篩選方式。一是定性方式，即從立地類型的涵義出發(fā)，根據立地類型分類的原則，結合研究區(qū)域的實際情況和分類目的，借鑒專家經驗進行選擇。二是定量分析、數學模型篩選方式，即采用“數學分類”方法(包括逐步回歸、數量化方法I或主量分析等)找出與立地類型密切相關的重要指標。

3 森林立地分類的技術方法

根據立地類型分類的指標確定，在立地類型分類技術方法研究方面，概括起來主要有3種方法。

3.1 定性分析分類法

即根據研究區(qū)域的具體實際，借助專家經驗分析林木生長與各環(huán)境因子關系，確定若干個對立地分類有重要影響的主導因子，然后進行分級組合并通過野外實地踏勘劃分立地類型。如1981—1983年由北京林學院主持的以提高造林成效為目的地“黃土高原立地條件類型劃分和適地適樹研究”，按全國氣候區(qū)劃、植物區(qū)土壤區(qū)劃和林業(yè)區(qū)劃實行控制，依據地形部位和坡向、土壤類型的組合對立地條件類型進行劃分，將黃土高原劃分為125個立地條件類型。

3.2 數學模型定量分析分類法

主要是運用多元回歸分折、數量化理論、主成分分析、灰色關聯度分析、聚類分析及其他多元統計分析技術，研究林木生長與立地因子間的定量關系，根據立地因子對林木生長的貢獻大小找出主導因子，并以主導因子的分級組合通過實地踏勘來進行立地分類和評價。如伍海芳等(1996)在對西寧南北山造林立地類型劃分研究中，對定性分析所選取的坡向、坡度、坡位、地表侵蝕強度(以植被蓋級直觀判斷)和海拔等指標進行系統聚類分析，以距離系數λ=2.0截集而把全部樣本分成兩個立地類型組，以距離系數λ=1.0附近截集而把全部樣本分成了10個立地類型。

3.3 基于GIS,GPS和RS與數學模型集成技術分類法

隨著計算機和航空航天遙感技術的發(fā)展，為森林立地分類研究提供了現代化的技術手段，推動森林立地分類技術方法的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，提供了應用空間數據綜合分析的立地分類的新方法?？臻g數據可以是指單個地或群體地以位置為參照的數據，常以圖、圖表或圖像形式表示，林業(yè)中常用的林相圖、森林土壤圖、采用多元信息迭置分析法，借助GIS軟件實現森林立地類型的自動分類。所謂多元信息疊置分析，即多種要素的空間合成。它是把兩幅或兩幅以上同一地區(qū)、相同比例尺、同一數學基礎、不同空間信息表示的圖件疊置在一起，以地理多變量計算分析為基礎，對地域和結構上既相互重疊又相互聯系的多種變換進行綜合分析和評價。根據數據形式的不同可將多元信息疊代分析分為多邊形疊置和網格(柵格)疊置兩種，網格疊置方法簡單，運算速度快，但精度不高，多邊形疊置法數據量大，但精度較高。根據多邊形疊置分析的基本原理，借助ARC/INFO空間分析模塊，將相同比例尺的林地坡度、坡向、土層厚度和物理性黏粒含量空間和屬性數據進行疊加分析，根據主導因子屬性相同的原則進行多邊形的融合歸類，劃分出森林立地類型并建立相應的空間和屬性數據庫。余其芬(2003)借助遙感與地理信息系統，將各分類層次的主導因子及輔助因子專題圖疊置，編制了紙坊溝流域立地類型圖。張曉麗(1998)針對目前森林立地分類和立地質量評價研究中存在的問題，從立地分類和評價方法上開展技術創(chuàng)新研究，以生態(tài)學和景觀生態(tài)學理論為基礎，以遙感(RS)、地理信息系統(GIS)和專家系統(ES)為主要技術手段，借助相關數學分析，對北京市森林進行立地類型劃分，并在此基礎上進行立地質量評價及多目標動態(tài)監(jiān)測。

4 森林立地分類發(fā)展趨勢

森林立地分類和質量評價，將在森林生態(tài)學基礎上進一步統一起來，形成一個完整的，包括各層次水平的森林立地分類和質量評價體系。特別是計算機的普及應用，為我們全面準確地獲取立地信息和進行信息加工提供了科學手段，多因子、多層次的綜合立地分類和質量評價代表了未來方向。

森林立地分類和評價的進步愈來愈依靠林業(yè)科學技術的發(fā)展。生態(tài)綜合多因子分類，應用現代數學方法和計算機、遙感技術進行的定量分類，多目標、多功能的森林立地分類和質量評價，從定性到定量再到數字化分類，是森林立地分類發(fā)展趨勢。

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