李清泉 高澤威 湯素青 柳俊明 王立成 楊新兵

摘要：為探究側(cè)柏林分布規(guī)律和適宜的生長(zhǎng)環(huán)境，以河北省側(cè)柏二類資源數(shù)據(jù)為依據(jù)，在GIS的支持下，利用二元材積模型計(jì)算側(cè)柏蓄積量，分析側(cè)柏林蓄積量空間分布規(guī)律，以及與地形因子的關(guān)系。研究結(jié)果：（1）河北省側(cè)柏林總面積3.8067萬(wàn)hm²，總蓄積量108.42萬(wàn)m³，單位蓄積量28.48m³/hm²。（2）不同地級(jí)市中，單位蓄積量最大為邢臺(tái)（43.74m³/hm²），最小為承德（18.22m³/hm²）。（3）不同齡組中，單位蓄積量最大為過(guò)熟林（67.74m³/hm²），最小為幼齡林（20.22m³/hm²）。（4）不同林種中，分布最廣的為水保林（2.6497萬(wàn)hm²），最小為護(hù)岸林（0.0001萬(wàn)hm²）。（5）側(cè)柏林適宜生境為海拔800m以下、坡度15°～35°、朝南坡地區(qū)。

關(guān)鍵詞：側(cè)柏；蓄積；生境

Research on the Distribution Law of Area and Volume and Its Suitable Habitat ofPlatycladus orientalisin Hebei Province

LI Qingquan¹， GAO Zewei²， TANG Suqing³， LIU Junming¹， WANG Licheng¹， YANG Xinbing²

1 Nursery Farm in Mancheng District of Baoding，Hebei Baoding 072150，China; 2 College of Forest，Hebei Agricultural University，Hebei Baoding 071000，China; 3 Shexian Forestry Technical Service Center，hebei handan 056400

Abstract：In order to explore the distribution law and suitable growth environment ofPlatycladus orientalis， this paper is based on the data of Platycladus orientalis resources in Hebei Province，with the support of GIS，the volume ofPlatycladus orientaliswas calculated by using the binary volume model，and the spatial distribution law ofPlatycladus orientalisvolume and its relationship with topographic factors were analyzed.Research results： （1）The total area ofPlatycladus orientalisforest in Hebei Province is 380.67 million hm²，the total volume is 1.0842 million m³，and the unit volume is 28.48 m³/hm². （2）In different prefecture-level cities，the largest unit volume is Xingtai（43.74m³/hm²），the smallest is Chengde（18.22m³/hm²）. （3）In different age groups，the maximum unit volume was over-mature forest （67.74m³/hm²），and the minimum was young forest（20.22m³/hm²）. （4）Among different forest types，the most widely distributed is soil and water conservation forest（264.97 million hm²），and the smallest is revetment forest（0.0001 million hm²）. （5）The suitable habitat of Platycladus orientalis is below 800m altitude，15°～35°slope， Facing the south slope area. The results can provide reference for Platycladus orientalis to adapt to the tree.

Keywords：Platycladus orientalis;accumulation;habitat

森林蓄積量不僅可以反映林木資源豐富水平和森林生態(tài)環(huán)境的優(yōu)劣，還可以衡量和評(píng)估森林經(jīng)營(yíng)狀況、生產(chǎn)能力和森林資源質(zhì)量^[1，2]。立地條件是多種自然環(huán)境因子綜合作用而形成，立地質(zhì)量的高低，對(duì)于林木生長(zhǎng)的具有重要影響，影響著林木的生產(chǎn)潛力^[3]。林木的生長(zhǎng)受海拔、坡度、坡向等地形因子的影響。側(cè)柏喜光，耐陽(yáng)光直射，適應(yīng)性較強(qiáng)，在干旱、貧瘠、中性、酸性以及輕鹽堿等類型的平地或懸崖上均可生長(zhǎng)，萌芽性較強(qiáng)，具有淺根性特點(diǎn)^[4]，常用做干旱山地的造林樹種首選。姜倩倩^[5]研究徂徠山不同海拔側(cè)柏（Platycladus orientalis）生長(zhǎng)規(guī)律發(fā)現(xiàn)，側(cè)柏在低海拔生長(zhǎng)情況較高海拔好。張永麗^[6]等研究黃土高原坡位對(duì)側(cè)柏人工林生長(zhǎng)影響發(fā)現(xiàn)，側(cè)柏林的樹高及胸徑生長(zhǎng)表現(xiàn)均為下坡位＞中坡位＞上坡位。侯玉松^[7]等研究坡向?qū)ψ筒┦凶痛▍^(qū)側(cè)柏生長(zhǎng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，南坡側(cè)柏株高、冠幅、胸徑均大于北坡。本文以側(cè)柏二類資源數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析河北省不同地區(qū)、起源、林種、林齡的側(cè)柏林面積和蓄積量分布規(guī)律，基于立地因子（坡度、坡向、土層厚度等）和生長(zhǎng)因子（胸徑、樹高等）解析側(cè)柏分布的最適立地條件，旨在為河北省側(cè)柏造林和經(jīng)營(yíng)活動(dòng)提供依據(jù)。

1. 研究區(qū)概況

河北省位于北緯36°05′～42°40′，東經(jīng)113°27′～119°50′之間，東臨渤海、內(nèi)環(huán)京津，西為太行山，北為燕山，燕山以北為張北高原，東南為華北平原，面積為18.88萬(wàn)km²，屬于海河流域。屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，2022年均降水量569.3mm，年均溫12.6℃，土壤類型為棕壤、褐土、栗鈣土和潮土。天然植被以落葉闊葉林為主，混生溫帶針葉林，主要樹種有側(cè)柏、油松（Pinus tabuliformis）、栓皮櫟（Quercus variabilis）、臭椿（Ailanthus altissima）、白榆（Ulmus pumila）等。

2. 研究方法

研究采用的數(shù)據(jù)為河北省2022年側(cè)柏資源二類調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)河北省11個(gè)地級(jí)市、3個(gè)林種（保護(hù)林、用材林、特種用途林）、5個(gè)齡組（幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林、過(guò)熟林）的單位蓄積量、總蓄積量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)對(duì)比。

篩選胸徑≥5cm的側(cè)柏小班18205個(gè)，根據(jù)平均胸徑、平均樹高、林分密度、小班面積，利用二元材積表計(jì)算側(cè)柏林蓄積和單位蓄積。公式為：

V＝0.000071182990×D^1.9414874×H^0.81487080

式中：V—材積（m³），D—胸徑（cm），H—樹高（m）。

采用ArcGIS軟件提取海拔、坡度、坡向等地形因子，將單位蓄積量和地形因子要素?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)為柵格數(shù)據(jù)，并劃分梯度，利用重分類功能對(duì)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，探究側(cè)柏林單位蓄積和面積與海拔、坡度、坡向等因子的關(guān)系。

采用下限排外法將海拔分為7個(gè)等級(jí)（≤200、200～400、400～600、600～800、800～1000、1000～1200、＞1200m）。采用下限排外法將坡度分為6個(gè)等級(jí)：平坡（≤5°）、緩坡（5°～15°）、斜坡（15°～25°）、陡坡（25°～35°）、急坡（35°～45°）、險(xiǎn)坡（＞45°）。根據(jù)《森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查技術(shù)規(guī)程》（GB/T26424－2010），將側(cè)柏分為3個(gè)林種（13個(gè)亞林種）：防護(hù)林（防風(fēng)林、護(hù)岸林、護(hù)路林、其他防護(hù)林、水保林、水源林）、特殊用途林（保護(hù)林、風(fēng)景林、國(guó)防林、環(huán)境林、紀(jì)念林、能源林）、用材林。將坡向分為：無(wú)坡向（坡度＜5°）、東坡（67.5°～112.5°）、東南坡（112.5°～157.5°）、南坡（157.5°～202.5°）、西南坡（202.5°～247.5°）、西坡（247.5°～292.5°）、西北坡（292.5°～337.5°）、北坡（337.5°～360°、0°～22.5°）、東北坡（方位角22.5°～67.5°）。

3. 結(jié)果與分析

3.1 不同地級(jí)市側(cè)柏林蓄積量分布

不同地級(jí)市側(cè)柏林蓄積量見(jiàn)表１。由表1可知，河北省側(cè)柏分布面積為3.807萬(wàn)hm²，總蓄積量為108.39萬(wàn)m³，單位蓄積為28.47m³/hm²。側(cè)柏分布面積最廣承德市，占側(cè)柏總面積的32.39%，其次是邯鄲市和唐山市，衡水市側(cè)柏分布面積最小。側(cè)柏林總蓄積量邯鄲市最大（32.89萬(wàn)m³，30.34%），承德市次之（22.43萬(wàn)m³，20.69%），衡水市最?。?.04萬(wàn)m³，0.04%）。單位蓄積量不同地級(jí)市大小排序?yàn)椋盒吓_(tái)市＞廊坊市＞保定市＞秦皇島市＞滄州市＞唐山市＞衡水市＞邯鄲市＞張家口市＞石家莊市＞承德市。

3.2 不同齡組側(cè)柏林蓄積量分布

不同齡組側(cè)柏林蓄積量見(jiàn)表2。由表2可知，從面積來(lái)看，側(cè)柏林以幼齡林為主，面積2.1627萬(wàn)hm²，占全省側(cè)柏總面積的56.81%，其次為中齡林，分布面積最小的為成熟林。從蓄積來(lái)看，不同齡組側(cè)柏總蓄積量大小排序?yàn)椋河g林＞中齡林＞近熟林＞過(guò)熟林＞成熟林。單位蓄積量過(guò)熟林最大（67.74m³/hm²），其次為近熟林（51.65m³/hm²），幼齡林最?。?0.22m³/hm²）。

3.3 不同林種側(cè)柏林蓄積量分析

不同林種側(cè)柏林蓄積量見(jiàn)表3。由表3可知，從面積來(lái)看，側(cè)柏防護(hù)林亞林種最大為水保林（2.6497萬(wàn)hm²），占全河北省側(cè)柏總面積的69.91%，其次為水源林（0.5387萬(wàn)hm²，占14.15%），護(hù)岸林最小（0.0001萬(wàn)hm²，0.0003%）；特殊用途林亞林種最大為風(fēng)景林（0.1946萬(wàn)hm²，5.11%），最小為紀(jì)念林（0.0005萬(wàn)hm²，0.01%）。從蓄積量來(lái)看，最大為水保林（74.79萬(wàn)m³），最小為護(hù)岸林林（0.0007萬(wàn)m³）。單位蓄積量大小排序?yàn)椋杭o(jì)念林＞風(fēng)景林＞國(guó)防林＞水源林＞水保林＞保護(hù)林＞環(huán)境林＞其他防護(hù)林＞用材林＞能源林＞防風(fēng)林＞護(hù)路林＞護(hù)岸林。

綜上，側(cè)柏防護(hù)林面積（3.1993萬(wàn)hm²）、蓄積量（90.29萬(wàn)m³）最大，其次為特殊用途林面積（0.3486萬(wàn)hm²）、蓄積量（12.35萬(wàn)m³），用材林面積（0.2588萬(wàn)hm²）、蓄積量（5.78萬(wàn)m³）最小。單位蓄積量排序?yàn)椋禾厥庥猛玖郑痉雷o(hù)林＞用材林。

3.4 地形因子與側(cè)柏林蓄積量關(guān)系分析

3.4.1 海拔與側(cè)柏林蓄積量關(guān)系分析

將側(cè)柏單位蓄積量與海拔進(jìn)行數(shù)據(jù)疊加，得到不同等級(jí)單位蓄積量沿海拔梯度分布情況。由表4和圖1可知，隨著海拔的不斷升高，側(cè)柏分布面積呈現(xiàn)出先增后減的趨勢(shì)。海拔600～800m側(cè)柏總面積最大，為0.9635萬(wàn)hm²，其次是海拔400～600m，為0.9081萬(wàn)hm²，400～800m占總面積的41.17%。單位蓄積量≤10m³/hm²的側(cè)柏在海拔600～800m之間分布最廣，單位蓄積量在10～20m³/hm²的側(cè)柏在海拔400～600m之間分布最廣，單位蓄積量在20m³/hm²以上的側(cè)柏在海拔200～400m之間分布最廣。

3.4.2 坡度與側(cè)柏林蓄積量關(guān)系分析

不同坡度梯度側(cè)柏林蓄積量分布研究結(jié)果見(jiàn)圖2和表5。將側(cè)柏單位蓄積量與坡度進(jìn)行數(shù)據(jù)疊加，得到不同等級(jí)單位蓄積量沿坡度等級(jí)分布情況。由表5和圖2可知，隨著坡度的不斷升高，側(cè)柏的分布呈現(xiàn)出先增后減的趨勢(shì)。坡度25°～35°的地區(qū)側(cè)柏面積最大（1.5096萬(wàn)hm²），占總面積的39.66%，其次是坡度15°～25°的地區(qū)，分布面積為1.2020萬(wàn)hm²，坡度＞45°的地區(qū)側(cè)柏面積最?。?.0133萬(wàn)hm²），僅占總面積的0.35%。單位蓄積量≤5、5～10m³/hm²的側(cè)柏主要分布在坡度15°～45°之間，面積分別為0.2315萬(wàn)hm²、0.5398萬(wàn)hm²；單位蓄積量10～15、15～20、20～25、＞25m³/hm²的側(cè)柏主要分布在坡度15°～35°之間，面積分別為0.3469萬(wàn)hm²、0.2888萬(wàn)hm²、0.2336萬(wàn)hm²、1.2783萬(wàn)hm²。各等級(jí)單位蓄積量側(cè)柏面積隨著坡度的不斷增大呈現(xiàn)出先增后降的趨勢(shì)，且在坡度上的面積分布由大到?。憾钙拢?5°～35°）、斜坡（15°～25°）、急坡（35°～45°）、緩坡（5°～15°）、平坡（0°～5°）、險(xiǎn)坡（＞45°）。

3.4.3坡向與側(cè)柏林蓄積量關(guān)系分析

不同坡向側(cè)柏林蓄積量分布研究結(jié)果見(jiàn)表6和圖3，將側(cè)柏單位蓄積量與坡向進(jìn)行數(shù)據(jù)疊加，得到不同等級(jí)單位蓄積量在不同坡向上的分布情況。由表6和圖3可知，不同坡向上側(cè)柏面積由大到小排序?yàn)椋耗希疚髂希緰|南＞東＞西＞東北＞西北＞北＞無(wú)坡向，分布在南、西南3個(gè)坡向的側(cè)柏面積較大（1.9977萬(wàn)hm²），占總面積62.16%；分布在東北、西北、北、無(wú)坡向4個(gè)坡向的側(cè)柏面積較?。?.9564萬(wàn)hm²），僅占總面積29.76%。各等級(jí)側(cè)柏分布面積由南向北分布上呈現(xiàn)逐漸減低的趨勢(shì)。

4. 討論

海拔差異會(huì)導(dǎo)致溫度、降水、光照、蒸散等多個(gè)環(huán)境因子發(fā)生改變，大氣溫度隨海拔的升高而降低^[8]，羅天祥^[9]等研究發(fā)現(xiàn)，植物蓄積量隨海拔的升高呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì)，并且當(dāng)海拔到達(dá)某一高度時(shí)，蓄積量迅速下降.本研究中，當(dāng)海拔超過(guò)800m時(shí)，側(cè)柏蓄積由21.15萬(wàn)m³降低至11.43萬(wàn)m³，降低54.04%；姜倩倩^[5]等也發(fā)現(xiàn)低海拔地區(qū)的側(cè)柏生長(zhǎng)較高海拔好。

坡度的不同在很大程度上影響土壤水分狀況和養(yǎng)分，通常緩坡的土壤水分優(yōu)于陡坡，坡度越大水分散失更為嚴(yán)重，水源涵養(yǎng)能力差，導(dǎo)致土壤干旱加劇，不利于植物生長(zhǎng)^[10]。查高德^[11]研究發(fā)現(xiàn)蘭州北山側(cè)柏人工林的蓄積隨著坡度增加而減小。本研究中，坡度較小的側(cè)柏林單位蓄積大于坡度較大側(cè)柏林，但是側(cè)柏林分布面積卻隨著坡度的增加呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，這是因?yàn)殡S著坡度的增加，土壤水分的缺失，側(cè)柏因適應(yīng)性強(qiáng)、耐干旱瘠薄等特點(diǎn)^[12]，在水分不足的山地競(jìng)爭(zhēng)能力增強(qiáng)，因此分布面積增加，當(dāng)坡度增加到一定程度，土壤及土壤水分流失嚴(yán)重，不再適合喬木生長(zhǎng)，側(cè)柏分布面積減小。

作為喜光樹種，在華北地區(qū)，南坡、西南坡、東南坡光照較北坡、西北坡、東北坡充足，因此陽(yáng)坡側(cè)柏生長(zhǎng)狀況較北坡好，羅軍偉^[13]研究山東省魯東地區(qū)側(cè)柏生長(zhǎng)量時(shí)發(fā)現(xiàn)，側(cè)柏在陽(yáng)坡的生長(zhǎng)量大于陰坡生長(zhǎng)量，同樣的，侯玉松^[7]等研究淄博市淄博區(qū)坡向?qū)?cè)柏人工林影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，南坡側(cè)柏單位蓄積量大于北坡，均驗(yàn)證了本研究的觀點(diǎn)。

5. 結(jié)論

河北省側(cè)柏林分布最廣為承德市和邯鄲市，幼齡林總面積和總蓄積量最大，主要用作防護(hù)林。側(cè)柏的分布隨海拔及坡度的增加均呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，隨坡向由南向北分布上呈現(xiàn)逐漸減低的趨勢(shì)。河北省側(cè)柏適宜生境為海拔800m以下、坡度15°～35°、坡向?yàn)槌仙狡碌貐^(qū)。

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