陳銘捷,陳 敏,劉 萍
(1 華南農(nóng)業(yè)大學 林學與風景園林學院,廣東 廣州 510642;2 北京林業(yè)大學 林學院,北京 100083;3 廣東省嶺南綜合勘察設計院, 廣東 廣州 510500)
桉樹(eucalyptus)為桃金娘科(Myrtaeeae)桉屬(Eucalyptus)常綠喬木,是世界著名的三大速生樹種之一,具有極為重要的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。廣東是我國最早引進桉樹種植的省份之一[1],據(jù)2017年廣東省第九次森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù),廣東省桉樹人工林面積186.65萬hm2,占廣東省喬木林面積的23.9%;蓄積量4 946.27萬m3,占廣東省喬木林蓄積量的10.58%;桉樹種植面積和蓄積在廣東省所有樹種中均排名第一,但是桉樹人工林單位面積蓄積量只有26.50 m3/hm2,遠低于全國人工林單位面積蓄積量59.3 m3/hm2,也遠低于面積和蓄積量排名第二、第三的杉木林51.84 m3/hm2和馬尾松林67.64 m3/hm2[2]。因此,對桉樹人工林的立地質(zhì)量做出正確評價,從而有針對性地制定森林經(jīng)營措施,對提高桉樹人工林單位面積蓄積量和生產(chǎn)力有著重要意義。
桉樹人工林生產(chǎn)力與遺傳基因、立地質(zhì)量、林分密度、森林培育與經(jīng)營技術(shù)措施等密切相關(guān)[1,3],而以往研究多集中于桉樹品種改良選育[4-5]、林分密度調(diào)控[6-7]、森林培育技術(shù)[8-9]、森林經(jīng)營管理[10-11]以及林業(yè)有害生物防控[12-13]等方面,關(guān)于桉樹人工林立地質(zhì)量評價方面的研究較少。立地質(zhì)量是指在某一立地上既定森林或其他植被類型的生產(chǎn)潛力[3,14-15],立地質(zhì)量不同,對應適生樹種和所采取的經(jīng)營措施也會有差異,立地質(zhì)量評價是適地適樹造林和森林可持續(xù)經(jīng)營的基礎(chǔ)[16-18]。常用的立地質(zhì)量評價方法有地位指數(shù)法和地位級法,這兩種方法都屬于直接評價法的范疇,其優(yōu)點是計算簡便、調(diào)查因子容易獲得,針對同齡林立地質(zhì)量評價精度較高;缺點是需要大量實測樣地和解析木數(shù)據(jù)支撐,所需投入人力物力較高,實際應用范圍有限,評價結(jié)果只能反映局部地區(qū)森林生產(chǎn)力狀況[19-22]。與直接評價方法相比,根據(jù)氣候和土壤等環(huán)境因子對立地質(zhì)量進行間接評價具有更高的穩(wěn)定性和普適性[23]。主成分分析是一種強大且有效的多元統(tǒng)計方法,廣泛應用于各類質(zhì)量評價研究中[17,24]。該方法能在不減少信息量的情況下對高維數(shù)據(jù)集進行降維,將若干個相互關(guān)聯(lián)的指標轉(zhuǎn)化為幾個綜合指標,這些經(jīng)過轉(zhuǎn)化后的指標稱為主成分,主成分是原始變量的線性組合,且各個主成分之間相互獨立[24-25]。聚類分析是研究分類問題的一種理想的多元統(tǒng)計分析方法,它的目標是將研究對象進行分組或集群,同一集群成員之間的關(guān)聯(lián)程度強,而不同集群成員之間的關(guān)聯(lián)程度弱[25-26]。本研究基于廣東省第九次森林資源連續(xù)清查的桉樹人工林樣地數(shù)據(jù),遵循定性與定量相結(jié)合的綜合評價原則,采用主成分分析和聚類分析的間接評價方法開展桉樹人工林立地質(zhì)量評價研究,為廣東乃至整個華南地區(qū)桉樹人工林可持續(xù)經(jīng)營以及森林質(zhì)量精準提升提供參考依據(jù)。
數(shù)據(jù)來源于2017年廣東省第九次森林資源連續(xù)清查的389塊桉樹固定樣地復測數(shù)據(jù),樣地大小為25.82 m×25.82 m。調(diào)查因子包括地貌、海拔、坡向、坡位和坡度等地形因子,土壤質(zhì)地、土壤類型、土層厚度、枯枝落葉層厚度和腐殖質(zhì)層厚度等土壤因子,以及林齡、胸徑和樹高等測樹因子。根據(jù)樣地林木更新變化狀況,剔除部分調(diào)查因子數(shù)據(jù)缺失的樣地,最后共篩選出254塊符合分析要求的樣地,其基本信息見表1。
表1 用于立地質(zhì)量評價的廣東省桉樹人工林樣地基本信息Table 1 Basic information of eucalyptus plantation plots in Guangdong for site quality evaluation
1.2.1 立地因子處理 選取地貌、海拔、坡向、坡位、坡度、土壤類型、土層厚度、土壤質(zhì)地、礫石含量、腐殖質(zhì)層厚度、枯枝落葉層厚度共11個立地因子作為評價指標,除海拔和礫石含量為定量因子外,其余9個因子均為定性因子,參照《國家森林資源連續(xù)清查技術(shù)規(guī)定(2014)》[27]的立地因子分級標準對其進行數(shù)量化處理。定性因子數(shù)量化處理結(jié)果見表2。
表2 立地因子中定性因子的量化賦值標準Table 2 Quantitative assignment criteria for qualitative factors among site factors
1.2.2 主成分分析 使用軟件Forstat 3.0、SPSS 22.0和Excel 2010,通過主成分分析方法確定影響廣東省桉樹人工林立地質(zhì)量的主導因子,主要步驟為:①采用Z-score方法對254塊復測樣地的11個立地因子賦值數(shù)據(jù)進行標準化處理,以消除各指標間的量綱差異。②通過KMO和Bartlett球形檢驗分析指標間存在的相關(guān)關(guān)系,這是進行主成分分析的前提,一般來說KMO值越接近1,說明指標間的相關(guān)關(guān)系越強,大于0.6即可認為數(shù)據(jù)適合進行因子分析;而Bartlett球形檢驗顯著性小于0.05時,說明指標之間存在相關(guān)關(guān)系;本研究KMO值為0.745,Bartlett球形檢驗顯著性為0.000 1,檢驗結(jié)果表明數(shù)據(jù)可以進行主成分分析。③計算主成分方差貢獻率、累計方差貢獻率以及主成分載荷矩陣,分析提取出來的各主成分,以確定影響廣東省桉樹人工林立地質(zhì)量的主導因子。④確定各主成分方程表達式,利用各主成分及其方差貢獻率構(gòu)建各樣地立地質(zhì)量綜合評價函數(shù),計算得分值。
F綜=F1W1+F2W2+F3W3+…+FnWn。
式中:F綜為樣地立地質(zhì)量綜合評價得分值,F(xiàn)1,F2,F3…,Fn為提取出來的各主成分的得分值,W1,W2,W3,…,Wn為各主成分的方差貢獻率。
1.2.3 聚類分析 常用的聚類分析方法有系統(tǒng)聚類、兩步聚類和K-平均值聚類等,本研究使用軟件SPSS 22.0,基于各樣地立地質(zhì)量綜合評價得分值,采用系統(tǒng)聚類方法對254塊桉樹人工林樣地進行聚類劃分立地質(zhì)量等級。
1.2.4 不同立地質(zhì)量等級的特征分析 基于立地質(zhì)量評價及分類結(jié)果,選擇平均胸徑、平均樹高、平均每公頃蓄積量以及地貌等10個指標,進一步對廣東省桉樹人工林不同立地質(zhì)量等級的特征進行歸納總結(jié)。
2.1.1 立地因子主成分分析 對254塊桉樹人工林復測樣地的11個立地因子進行主成分分析,結(jié)果如表3所示。由表3可知,前7個主成分特征值均大于0.6,累計方差貢獻率達82.764%,可以反映廣東省桉樹人工林立地狀況。
表3 用于廣東省桉樹人工林立地質(zhì)量評價的各主成分方差貢獻率Table 3 Variance contribution of each principal component for site quality evaluation of eucalyptus plantation in Guangdong
用這7個主成分代替上述11個立地因子來綜合評價廣東省桉樹人工林的立地質(zhì)量,選取前7個主成分進一步分析每個主成分的因子載荷量,計算因子載荷矩陣,結(jié)果見表4。
表4 廣東省桉樹人工林立地因子載荷系數(shù)矩陣Table 4 Load factor matrix of site factors for eucalyptus plantation in Guangdong
由表4可知,在第1主成分中,地貌、坡度和海拔載荷系數(shù)絕對值明顯大于其他立地因子,分別為0.800 1,0.766 7和0.732 3,可以將第1主成分看作是地形因子的綜合反映,且第1主成分反映原始數(shù)據(jù)信息量的27.985%,由此可以認為地形因子對立地質(zhì)量的影響最大。在第2主成分中,礫石含量、土壤質(zhì)地和土層厚度載荷系數(shù)絕對值顯著大于其他立地因子,分別為0.696 6,0.656 2和0.534 3,主要反映土壤結(jié)構(gòu)對立地質(zhì)量的影響。在第3主成分中,腐殖質(zhì)層厚度和枯枝落葉層厚度載荷系數(shù)絕對值遠大于其他立地因子,分別為0.693 7和0.627 1,主要反映土壤肥力對立地質(zhì)量的影響狀況。在第4主成分中,腐殖質(zhì)層厚度、枯枝落葉層厚度和坡向載荷系數(shù)絕對值較大,分別為0.554 6,0.433 7和0.407 3,主要反映坡向不同引起土壤養(yǎng)分的再分配差異,從而對立地質(zhì)量產(chǎn)生影響。在第5主成分中,坡位載荷系數(shù)0.629 9顯著大于其他立地因子,說明坡位對立地質(zhì)量影響較大。在第6主成分中,坡向和海拔載荷系數(shù)較大,分別為0.445 3和0.426 1,主要反映了海拔和坡向?qū)α⒌刭|(zhì)量的影響,桉樹屬喜光性樹種,耐寒性較差,多分布于低海拔地區(qū)的陽坡之中,海拔和坡向與桉樹生長有密切關(guān)系。在第7主成分中,土壤類型載荷系數(shù)絕對值0.431 4明顯大于其他立地因子,說明土壤類型對桉樹人工林立地質(zhì)量也有一定影響。
綜上所述,地貌、礫石含量、腐殖質(zhì)層厚度、枯枝落葉層厚度、坡位、坡向和土壤類型7個立地因子是影響桉樹人工林立地質(zhì)量的主導因子,可根據(jù)這7個主導因子進行廣東省桉樹人工林立地類型的劃分。同時,在適地適樹造林和森林經(jīng)營過程中也應重點關(guān)注這7個方面的立地生長環(huán)境因子,有針對性地制定造林計劃和各種營林措施,以提高桉樹人工林生產(chǎn)力。
2.1.2 立地質(zhì)量綜合評價得分 依據(jù)選取出來的7個主成分計算主成分載荷矩陣,得到各主成分的載荷系數(shù),進而確定7個主成分的方程表達式為:
F1=-0.456 9X1+0.418 2X2-0.324 4X3-0.313 5X4-0.437 9X5+0.359 9X6+0.271 4X7+0.068 7X8-0.101 4X9+0.082 9X10+0.000 6X11;
F2=0.096 9X1-0.041 6X2+0.206 9X3+0.173 9X4+0.041 4X5-0.095 2X6+0.427 3X7+0.524 8X8-0.557 1X9+0.326 1X10+0.185 3X11;
F3=0.022 2X1+0.084 0X2+0.231 5X3+0.123 0X4-0.136 6X5+0.236 3X6-0.229 0X7-0.099 8X8+0.329 8X9+0.553 8X10+0.612 6X11;
F4=0.051 1X1+0.119 7X2+0.433 3X3-0.077 0X4-0.120 6X5+0.043 0X6-0.039 7X7-0.407 5X8-0.219 9X9+0.461 4X10-0.589 9X11;
F5=-0.198 6X1-0.113 3X2-0.131 3X3+0.682 5X4+0.181 4X5+0.370 5X6+0.377 4X7-0.389 4X8-0.029 2X9-0.054 9X10-0.024 2X11;
F6=-0.144 9X1+0.495 5X2+0.517 9X3+0.239 5X4+0.131 7X5+0.190 5X6-0.057 6X7+0.395 2X8+0.273 1X9- 0.301 3X10-0.182 4X11;
F7=-0.086 3X1+0.390 6X2+0.160 9X3+0.203 4X4-0.291 9X5-0.522 6X6-0.021 3X7-0.379 4X8-0.286 3X9-0.288 5X10+0.329 7X11。
式中:X1,X2,X3,…,X11依次代表地貌、海拔、坡向、坡位、坡度、土壤類型、土層厚度、土壤質(zhì)地、礫石含量、枯枝落葉層厚度和腐殖質(zhì)層厚度等11個立地因子。
利用上述主成分方程表達式求出各主成分的得分值,再代入構(gòu)建的立地質(zhì)量綜合評價函數(shù)F綜,便可得出254塊桉樹人工林復測樣地立地質(zhì)量的綜合評價得分,結(jié)果見表5。
表5 廣東省桉樹人工林各樣地立地質(zhì)量綜合評價得分Table 5 Comprehensive score of site quality evaluation in various sites for eucalyptus plantation in Guangdong
依據(jù)表5中的廣東省桉樹人工林立地質(zhì)量綜合評價得分值對254塊桉樹人工林樣地進行系統(tǒng)聚類分析,再根據(jù)聚類分析結(jié)果并結(jié)合立地類型的主導因子劃分原則,在閾值為4時將254塊樣地劃分成4個類型。由于本研究中的桉樹人工林多為短輪伐期用材林,其經(jīng)營的主要目的是為了生產(chǎn)木材,因此本研究選取與出材量最密切相關(guān)的林分每公頃蓄積量作為反映立地質(zhì)量好壞的主要因子,綜合考慮各類型樣地的平均得分值以及平均每公頃蓄積量,對這4個立地類型進行重新排序分成4個等級,分別記為Ⅰ(優(yōu))、Ⅱ(良)、Ⅲ(中)、Ⅳ(差),詳見表6。
表6 廣東省桉樹人工林立地質(zhì)量等級劃分Table 6 Site quality classification of eucalyptus plantation in Guangdong
總體來看,樣地數(shù)量最多的是立地質(zhì)量為“中”的類型Ⅲ,有108塊,占樣地總數(shù)的42.52%;其次是立地質(zhì)量為“良”的類型Ⅱ,再次是立地質(zhì)量為“差”的類型Ⅳ,樣地數(shù)量分別為62和46塊,分別占樣地總數(shù)的24.41%和18.11%;而立地質(zhì)量為“優(yōu)”的類型Ⅰ,僅有38塊樣地,占樣地總數(shù)的14.96%。由此可見,廣東省桉樹人工林整體立地質(zhì)量不高,立地質(zhì)量等級為“中”和“差”的樣地合計占總數(shù)的60.63%,立地質(zhì)量表現(xiàn)為“優(yōu)”和“良”的樣地,平均每公頃蓄積量也僅為39.781 6和44.936 5 m3/hm2,雖高于廣東桉樹人工林的平均水平26.50 m3/hm2,但遠遠低于全國喬木林的平均水平94.83 m3/hm2,也低于福建桉樹人工林的平均水平64.56 m3/hm2[2],只有澳大利亞等林業(yè)發(fā)達國家桉樹人工林蓄積量水平的1/10[28]。因此,有必要對各立地類型的特征進行更深入的總結(jié)分析,為森林經(jīng)營和森林質(zhì)量精準提升提供方向性指引和參考依據(jù)。
廣東省桉樹人工林立地質(zhì)量等級特征詳見表7。由表7可知,廣東省桉樹人工林集中分布在低山或丘陵的低海拔地區(qū),比較桉樹人工林平均胸徑、平均樹高和每公頃蓄積量可知,類型Ⅰ、Ⅱ 樣地優(yōu)于類型Ⅲ、Ⅳ樣地,各立地類型間立地質(zhì)量以及森林生產(chǎn)力的差異主要是由坡位、坡向、枯枝落葉層厚度、腐殖層厚度、礫石含量和土壤類型的差異引起的。
表7 廣東省桉樹人工林各立地質(zhì)量等級特征表Table 7 Characteristics of site quality level of eucalyptus plantations in Guangdong
立地質(zhì)量表現(xiàn)最好的Ⅰ類型樣地主要特征如下:大多分布在坡位較低的陽坡或半陽坡地區(qū),該地區(qū)光照充足,降雨量較大,水熱條件好,是桉樹理想的分布區(qū);土層深厚、肥沃,有94.7%的樣地土層厚度為“厚”(>80 cm);枯枝落葉層厚度與腐殖質(zhì)層厚度較大,分別有57.9%的樣地腐殖質(zhì)層厚度為中度以上(>10 cm),65.8%的樣地枯枝落葉層厚度為中度以上(>5 cm);土壤礫石含量較少,為6.74%;土壤類型多為赤紅壤或紅壤,質(zhì)地多為壤土或粘土。這類土壤含水量高、通氣條件好、土壤養(yǎng)分充足、保水保肥能力強,土壤的水、肥、氣、熱條件優(yōu)越,非常適于桉樹這種根系發(fā)達、生長迅速、蒸騰量大的樹種生長,可培育出徑級大、木材質(zhì)量和生長質(zhì)量優(yōu)的桉樹。
立地質(zhì)量表現(xiàn)較好的Ⅱ類型樣地具有與Ⅰ類型樣地相似的坡向、坡位條件,但坡度較大,有69.4%的樣地分布于陡坡以上(>25°)地區(qū),不利于土壤養(yǎng)分的貯存與水分的固持;土壤多為赤紅壤,質(zhì)地多為壤土,土層深厚,礫石含量較低,但土壤腐殖質(zhì)層和枯枝落葉層厚度較小,有67.7%的樣地土壤腐殖層厚度為“薄”(<10 cm),87.3%的樣地枯枝落葉層厚度為“中”及以下(<9 cm),土壤肥力較好,但養(yǎng)分貯存狀況欠佳。
立地質(zhì)量表現(xiàn)一般的Ⅲ類型樣地,多數(shù)分布于坡位較高的陰坡或半陰坡地區(qū),氣溫較低,水熱條件不足,土壤養(yǎng)分與水分容易隨著雨水的沖刷沉積至下坡位,而桉樹耐寒能力差,生長過程中對水分和養(yǎng)分的要求較高,因此在此類地區(qū)的生長表現(xiàn)不佳;土壤多為赤紅壤或磚紅壤,質(zhì)地以壤土和砂壤土為主,礫石含量較高,為8.96%,土壤保水保肥能力不佳,土壤養(yǎng)分和礦質(zhì)元素容易流失,不利于桉樹根系對養(yǎng)分和水分的吸收利用。土層厚度中等,腐殖質(zhì)層厚度和枯枝落葉層厚度小,有85.2%的樣地腐殖質(zhì)層厚度為“薄”(<10 cm),79.6%的樣地枯枝落葉層厚度為“薄”(<5 cm),土壤肥力中等。
立地質(zhì)量表現(xiàn)最差的Ⅳ類型樣地,大多位于中坡的陰坡或平原的無坡向地區(qū),光照條件較差;71.7%的樣地土壤為磚紅壤,質(zhì)地多為砂壤土或砂土,土壤孔隙度高,保水保肥能力差,土層淺薄,土層厚度、腐殖質(zhì)層厚度和枯枝落葉層厚度均為4種立地類型中最薄的一類,土壤較為貧瘠,肥力低下;同時,該類型樣地土壤礫石含量高達13.83%,有的樣地礫石含量甚至高達90%,遠高于其他立地類型的樣地;大量礫石的存在會影響土壤理化性質(zhì)和保水保肥能力,而且會阻礙桉樹根系向下延伸生長,桉樹根系往往只能分布于表土區(qū),嚴重影響桉樹根系對水分、礦物質(zhì)和養(yǎng)分的吸收,在此類立地類型上不適宜種植桉樹。
綜上所述可知,最適宜桉樹人工林生長的立地類型特征為:下坡位,陽坡,緩坡,紅壤或黃壤,礫石含量較低,土層厚度、枯枝落葉層和腐殖質(zhì)層深厚的低山或丘陵地區(qū)。造林時盡量選擇與上述立地條件相近的立地進行桉樹人工林種植,并以此為標準對現(xiàn)有的桉樹人工林立地質(zhì)量進行改良,以充分發(fā)揮不同林地的生產(chǎn)潛力。
在以往的桉樹人工林立地質(zhì)量評價研究中,研究數(shù)據(jù)大多來自臨時樣地或解析木數(shù)據(jù)[29-30],缺乏長期性、系統(tǒng)性和連續(xù)性,導致所評價結(jié)果在很大程度上依賴于所分析的數(shù)據(jù),適用性較差。而本次研究的數(shù)據(jù)來源于2017年廣東省第九次國家森林資源連續(xù)清查樣地數(shù)據(jù),基于連續(xù)清查數(shù)據(jù)的立地質(zhì)量評價方法可為實現(xiàn)立地質(zhì)量的長期監(jiān)測和評價研究提供一個新的思路。
本研究選取地貌、海拔、坡向、坡位、坡度、土壤類型、土層厚度、土壤質(zhì)地、礫石含量、腐殖質(zhì)層厚度、枯枝落葉層厚度共11個立地因子作為評價指標,對廣東省桉樹人工林立地質(zhì)量進行評價。采用主成分分析方法,最終確定地貌、礫石含量、腐殖質(zhì)層厚度、枯枝落葉層厚度、坡位、坡向和土壤類型7個立地因子是影響廣東省桉樹人工林立地質(zhì)量的主導因子,這與陸海飛等[29]在廣西省尾巨桉人工林立地質(zhì)量評價研究中得出的結(jié)果相似,說明地形和土壤因子是影響桉樹人工林生長的關(guān)鍵因素。
本研究對254塊桉樹人工林復測樣地的立地質(zhì)量評價得分進行系統(tǒng)聚類分析,選取閾值為4時,可將254塊桉樹人工林復測樣地立地質(zhì)量劃分為4個類型,分級評價結(jié)果顯示,立地質(zhì)量等級為Ⅲ(中)和Ⅳ(差)的樣地合計占樣地總數(shù)的60.63%;類型Ⅰ、Ⅱ 樣地上生長的桉樹人工林在平均胸徑、平均樹高和每公頃蓄積量方面的表現(xiàn)均要好于類型Ⅲ、Ⅳ,但即使是在立地質(zhì)量表現(xiàn)較好的Ⅰ、Ⅱ 類型樣地中,桉林人工林平均每公頃蓄積量也僅有39.781 6和44.936 5 m3/hm2,可見廣東省桉樹人工林整體的立地質(zhì)量不高,立地生產(chǎn)力水平還有待提高;對于立地條件較好的Ⅰ、Ⅱ 類型地區(qū),需要注重的問題是如何遏制地力的衰退。由于桉樹是速生樹種,生長過程對土壤肥力的要求比較高,且生長和經(jīng)營周期較短,在桉樹人工林的經(jīng)營中,連作現(xiàn)象非常普遍,這就不可避免地會引起不同程度的地力衰退問題[31]。黃玉梅[32]在對桉樹人工林地力衰退成因的研究中認為,桉樹人工林地力衰退的根本原因是林內(nèi)生物多樣性的下降。因此,解決桉樹人工林地力衰退問題的關(guān)鍵就在于如何提高并維持桉樹人工林的生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。在這種類型的桉樹人工林經(jīng)營中,可采用適當發(fā)展林下植被、開展農(nóng)林復合經(jīng)營、輪作或適當混種其他樹種以營造混交林的措施,有效提高林內(nèi)的生物多樣性,促進土壤肥力和養(yǎng)分的自我更新和循環(huán),從根本上解決地力衰退問題。對于立地條件及立地質(zhì)量相對較差的Ⅲ、Ⅳ 類型地區(qū),除了要采取必要措施減少地力衰退的影響外,還要重視對土壤的改良和中幼齡林的林分撫育工作。此類型地區(qū)土壤較為貧瘠,土壤質(zhì)地多為砂土或砂壤土,礫石含量較高,在造林前應該結(jié)合立地實際情況,采取相應的造林整地方式,改善土壤的物理結(jié)構(gòu)和質(zhì)地,提高土壤保水保肥能力。在經(jīng)營時要重視對中幼齡林的林分撫育工作,及時松土除草、施肥和防治病蟲害,做好水肥管理和整形修枝工作,以促進桉樹人工林的生長,保證林分能夠維持在一個正常的生產(chǎn)力水平。
在立地因子的選取中,本研究重點考慮了地形因子與土壤因子對立地質(zhì)量的影響,而沒有考慮氣候因子的影響,但這并不意味著氣候因子對桉樹人工林的生長沒有影響。張程等[1]在桉樹人工林立地因子的研究中指出,氣候因子會對桉樹的各種生長指標產(chǎn)生不同程度的影響,其中以氣溫和降水量的影響最為明顯,桉樹更偏向于生長在熱帶亞熱帶及雨水充沛的地區(qū);潘嘉雯等[33]的研究也表明,年降水量和年均溫是影響廣東、廣西和云南3省桉樹人工林生產(chǎn)力的關(guān)鍵因素。因此,關(guān)于氣候因子對桉樹人工林立地質(zhì)量的影響還有待進一步深化研究。
本研究基于定性因子與定量因子相結(jié)合的綜合評價方法,通過主成分分析方法確定影響立地質(zhì)量的主導因子并對各樣地進行綜合評分,再基于綜合評分對樣地進行聚類分析,將廣東省桉樹人工林按立地質(zhì)量等級劃分為4個類型。其中,主成分分析能夠很好地降低評價指標之間的相互影響,但會帶有一定的主觀性,而聚類分析能夠降低評價過程中主觀因素的影響,兩種評價方法優(yōu)劣互補,可使評價結(jié)果更加客觀真實、科學可信。但在數(shù)據(jù)標準化方法以及綜合評價函數(shù)的構(gòu)建方面,還存在著一定的理論缺陷和改進空間,有待從數(shù)理統(tǒng)計角度更加深入地進行研究和探討。
由于本次研究調(diào)查范圍以及數(shù)據(jù)的局限性,所劃分出的立地質(zhì)量等級類型不可能包含廣東省桉樹人工林所有的立地類型,所得出的立地質(zhì)量等級特征表的適用性和代表性也有待進一步的實踐驗證和調(diào)整,在桉樹人工林立地質(zhì)量評價和森林質(zhì)量精準提升方面,仍然有諸多的實際生產(chǎn)問題亟待解決,對廣東省桉樹人工林進行更加系統(tǒng)和細致的立地類型劃分,對立地因子與桉樹人工林生長之間的關(guān)系進行更加深入的研究,是日后實現(xiàn)廣東省桉樹人工林可持續(xù)經(jīng)營過程中需要解決的問題。
地貌、礫石含量、腐殖質(zhì)層厚度、枯枝落葉層厚度、坡位、坡向和土壤類型7個立地因子是影響廣東省桉樹人工林立地質(zhì)量的主導因子;利用聚類分析可將廣東省桉樹人工林立地質(zhì)量分為優(yōu)、良、中、差4個等級;立地質(zhì)量評價結(jié)果顯示,有60.63%的桉樹人工林樣地立地質(zhì)量處于中等或中等以下水平,說明廣東省桉樹人工林整體的立地質(zhì)量不高,立地生產(chǎn)力水平有待提高;在森林經(jīng)營過程中除了要采取必要措施減少地力衰退的影響外,還要重視對土壤的改良和中幼齡林的林分撫育工作;在立地質(zhì)量評價及分類結(jié)果的基礎(chǔ)上,根據(jù)復測樣地的實際情況,分析得出了最適宜廣東省桉樹人工林生長的立地特征為:下坡位,陽坡,緩坡,紅壤或黃壤,礫石含量較低,土層厚度、枯枝落葉層和腐殖質(zhì)層深厚的低山或丘陵地區(qū)。該研究結(jié)果可為廣東省開展適地適樹造林和森林可持續(xù)經(jīng)營提供理論參考和技術(shù)指引。