第4章 立地质量及林分密度

幻灯片1第4章立地质量和林分密度内容提要立地质量及其评价方法林分密度指标幻灯片2第一节立地质量评价方法一、立地和立地质量立地——“林地环境和由该环境所决定的林地上的植被类型及质量”（美国林学会，1971）。立地是森林或其他植被类型生存的空间及与相关的自然因子的综合。它有两个含义，（1）立地这个词具有地理位置的含义（2）它是指存在于一个特定位置的环境条件（生物、土壤、气候）的综合。立地在一定的时间内是不变的，而且，与生长于其上的树种无关。幻灯片3一、立地和立地质量立地质量则指在某一立地上既定森林或者其他植被类型的生产潜力.一个既定的立地，对于不同的树种来说，可能会得到不同的立地质量评价的结果。立地的调查应包括两个内容，一个是立地的分类，一个是立地质量的评价。一般来说，具体的森林经营工作总是针对一定的树种和一定的地理区域而言，因此，在林分调查中关于这部分内容是以立地质量评价为主。幻灯片4二、立地质量评定方法（一）直接评定法（1)根据林分蓄积量或收获量评定立地质量采用这种方法时应将林分换算到某一相同密度状态下才为有效。另外，这种评定方法一般适用于同龄林。利用固定标准地或根据林分蓄积量的历史记录评定立地质量：利用固定标准地的蓄积量测定记录，可以得到林分蓄积量及其生长量，将其换算为某一标准林分密度状态下的蓄积和生长量，即可以评定、比较林分的立地质量。利用正常收获表的蓄积量估计值评定立地质量幻灯片5（一）直接评定法（2）利用林分高评定立地质量生长在立地质量好的林地上的树木材积生长快，树高生长也快。林地生产力的高低与林分高之间有着紧密关系，在相同年龄时，林分越高，林地的立地条件越好，林地的生产力越高。立地质量引起树高生长绝对差异随林分年龄增大而加大，使得树高方程生长的样本函数簇呈扇形分布的现象，称为林分树高生长扇形分布相关法则。树高也比较容易测定，与平均胸径及蓄积量相比，受林分密度影响较小。利用林分高已成为林业上最常采用的评定立地质量的方法。主要为地位级法和地位指数法。幻灯片6地位级法地位级（Siteclass）——依据林分平均高（HD）与林分年龄（A）的关系作为评定立地质量的标志，所编制出的表称作地位级表。它是反映林地生产力的一种相对度量指标。地位级表上将同立地质量按相同年龄时林分条件平均高的变动幅度划分为若干个级数，通常为5～7级，以罗马数字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、……符号来表示。使用地位级表时，先测定林分平均高（HD）和林分年龄（A），由地位级表上即可查出该林地的地位级。复层混交林，则应根据主林层的优势树种确定地位级。幻灯片7地位级表小兴安岭红松天然林地位级表年龄地位级ⅠⅡⅢⅣⅤ405060708090100110120130140150710—913—1216—14.519—1722—19.524.5—21.526—2327.5—24.529—2630—2731—2868.5—7.511—1013.5—1216—1418.5—1620.5—17.522—1923.5—20.525—2226—2327—2457—69—811—9.513—1115—12.516.5—1418—1519.5—16.521—1822—1923—203.55.5—4.57—68.5—710—811.5—913—10.514—11.515.5—12.517—1418—1519—162.54—35—46—4.57—58—69.5—710.5—811.5—913—1014—1115—12幻灯片8地位指数法地位指数（Siteindex）用标准年龄（或基准年龄）时林分优势木平均高的绝对值作为评定林地生产力的指标。所编制的数表，称为地位指数表。它是依据林分优势木的平均高（HT）与林分年龄（A）的相关关系而编制的。使用地位指数表时，先测定林分优势木平均高和年龄，由地位指数表上即可查得该林分林地的地位指数级。幻灯片9地位指数法基准年龄（亦称作标准年龄、指示年龄、基础年龄等）（ReferenceAge、KeyAge）的确定，至今尚无统一的方法，一般综合考虑以下几个方面：①树高生长趋于稳定后的一个龄阶。②采伐年龄。③自然成熟龄的一半年龄。④材积或树高平均生长最大时的年龄。一般以１０年为单位，大多以20、30、40、……作为基准年龄，如实生杉木的基准年龄为20年。有关我国主要树种（人工林）的标准年龄的确定，可参阅《林业专业调查主要技术规定》，1999.中国林业出版社）。幻灯片10小兴安岭红松天然林地位指数表标准年龄：100年（单位：m）年龄（年）地位指数级12141618202224204.58～5.40～6.23～7.06～7.90～8.73～9.57～10.40406.80～8.03～9.27～10.50～11.74～12.98～14.22～15.46608.49～10.02～11.56～13.10～14.65～16.19～17.73～19.28809.85～11.63～13.42～15.22～17.01～18.80～20.59～22.3810011.00～12.99～14.99～16.99～18.99～20.99～22.99～24.9912011.98～14.15～16.33～18.51～20.69～22.87～25.05～27.2314012.84～15.16～17.50～19.83～22.17～24.50～26.83～29.1716013.59～16.05～18.52～20.99～23.46～25.93～28.40～30.8718014.25～16.83～19.42～22.01～24.60～27.19～29.78～32.3720014.84～17.52～20.22～22.92～25.62～28.31～31.01～33.7122015.36～18.14～20.93～23.72～26.52～29.31～32.10～34.8924015.83～18.69～21.57～24.44～27.32～30.20～33.08～35.9526016.24～19.18～22.14～25.09～28.05～31.00～33.95～36.9028016.62～19.63～22.65～25.67～28.70～31.72～34.73～37.7630016.96～20.03～23.11～26.20～29.28～32.36～35.44～38.52幻灯片11小兴安岭红松天然林地位指数曲线图幻灯片12同形地位指数曲线地位指数表是以导向曲线为依据编制的，而导向曲线又是根据优势木平均高与年龄之间的关系即优势木高的平均生长过程推出的。这种方法假设所有立地条件下优势木高的生长过程曲线形状都相同，因此，这种地位指数曲线又被称作同形（或合成）地位指数曲线。在这种曲线簇中，对于任意两条曲线，一条曲线上任意年龄的树高值与另一条曲线上同一年龄的树高值成一定的比例关系。幻灯片13异形地位指数曲线许多研究表明，并非所有立地上的优势木高生长曲线都有相同的趋势。根据这种非同形的树高曲线簇的性质，可分为分离形的多形相交曲线簇和交叉形的多形相交曲线簇两类。从20世纪60年代开始出现了多形地位指数曲线（polymorphicsitecurve）。幻灯片14异形地位指数曲线利用多形地位指数曲线确定地位指数时，不仅根据优势木平均高，还要引入其它反映立地条件的因子，结合起来评定立地质量。在这里，引入其它反映立地或立地质量因子的目的，在于利用这个因子将多形树高生长曲线簇转化为若干个同型的树高生长曲线簇。如Zahner(1962)利用林分的土壤条件作为辅助变量，将一个火炬松的多形地位指数系统分解成３个独立的地位指数方程，即黄土土壤、下层分解良好的非黄土土壤及下层分解差的非黄土土壤３种土壤类型的地位指数方程。马建路（1993）以红松林型为辅助变量，将红松林地位指数分成五类（即林型）。使用这样的地位指数表（或图）时，需要先确定辅助变量，然后决定选用哪种树高曲线图或方程来导出地位指数。多形地位指数曲线一方面提高了地位指数的估计精度，但另一方面给使用带来了不便，尤其是当辅助变量在野外不容易确定时更是如此。幻灯片15地位指数的优点与地位级法相比，地位指数有以下优点：用优势高的绝对值来反映林分生产力等级，它给人们一个直观反映立地质量的数量指标。优势木高受林分密度和树种组成的影响较小，避免了抚育间伐（下层间伐）的影响，且优势木平均高的测定工作量比林分条件平均高的测定工作量小。在使用过程中若发现其不能满足所用地区的最高或最低要求，可按相同的指数级距加以补充。缺点：不适合上层间伐的林分。幻灯片16（二）间接评定法间接评定法是指根据构成立地质量的因子特性或相关植被类型的生长潜力来评定立地质量的方法，具体方法有：⑴根据不同树种间树木生长量之间的关系进行评定的方法。⑵多元地位指数法（也称为综合法）。⑶指示植被法。当采用直接评定法时，要求生长在这一林地上的目的树种至今一直存活着，否则，只能采用间接评定方法。幻灯片17（1）根据上层木树种间的关系评定立地质量当所要研究的树种尚未生长在将要评定的立地上时，只能采用间接的方法评定该树种在此立地上的立地质量。例：在某一立地上现时生长着落叶松，欲知道在落叶松松采伐后营造樟子松林的生长潜力，这时就可以利用上层木树种间的关系进行立地质量评定。具体做法：根据现有落叶松的林分优势木平均高（或林分条件平均高）之间的回归关系，利用现有落叶松林分的地位指数（或地位级）推算所评定树种（樟子松）在同样立地上所具有的立地质量。采用这种方法的前提是所评定的树种的生长型和现实林分主要树种的生长型之间存在着密切的关系，适合使用这种方法的最普通的关系为两个树种的地位指数之间呈线性关系。（p103）幻灯片18⑵多元地位指数法（综合法）用以评定无林地或宜林地的立地质量。这种方法是利用地位指数与立地因子之间的关系建立多元回归方程，然后用以评价宜林地对该树种的生长潜力。主要根据地形、气候、土壤因子，采用数量化理论建立含定量和定性因子的多元回归方程。幻灯片19⑶指示植被法一定的植物经常与某种立地质量结合在一起，而不存在于其它立地质量中，这种植物可称作指示种常用于植被比较简单的而且指示植物较明显的高纬度地区，如林型法用于北欧、俄罗斯远东地区和我国大兴安岭地区。评定依据是由于许多环境因子影响林分上层林木和下层植被的生长，因此可以利用下层植物为特征为有关的树木生长的立地质量提供信息。幻灯片20大兴安岭落叶松天然林林型分布1954年林业部森林综合调查队在大兴安岭林区的调查中，利用林型法将兴安落叶松天然林划分为８种林型幻灯片21第二节地位指数表和地位级表的编制在测树学中，评定有林地的生产潜力，一般采用依据林分高与年龄的关系所编制的地位级表或地位指数表，下面介绍这两种表的编制方法。幻灯片22一、地位指数表的编制方法1.资料的收集（1）确定标准地的数量根据未来用表地区范围的大小及编表树种的生长状况，确定标准地的数量，一般要求每个树种在300块以上为宜。在编表地区内，分别树种，在不同年龄、不同立地条件（如地形、地势、坡度、坡向、坡位或各种土壤类型）上设置标准地。（2）标准地选设条件标准地设置在同一起源的相对同龄纯林中（编表树种占7成以上）。林分郁闭度在0.4以上的林分中设置。标准地均匀分布在各年龄和各立地类型的林分中。（3）标准地的形状、面积和调查内容同前面章节。幻灯片231.资料的收集（4）选测优势木①在林分中测定所有上层木的树高的算术平均值作为优势木平均高。②在标准地中，每100m2的林地上测一株最高树木的树高，其平均值作为优势木平均高。③在林分中测定20株以上的优势木（含亚优势木），以其平均值作为优势木平均高。④测定3—6株均匀分布在标准地或样地内的优势木树高，以其平均值作为优势木平均高。（5）选伐解析木各标准地内选伐平均木和优势木各一株作树干解析。幻灯片242.资料的整理将标准地调查结果，分别树种，将各标准地的平均年龄(A)和优势木平均高(HT)建