山东退化山地立地分类体系构建及造林模型研究与应用

    对山东省6个示范县退化山地各立地因子进行全面调查，划分了6个立地类型，配置了8个造林模型，构建了24种混交模式，测定了主要类型的区域适宜性、林木生长量、蓄水保土功能、碳汇量、经济价值等，选出适宜退化山地的主要树种，提出了退化山地综合造林技术，优化出山东退化山地投资少、生态效益好、经济效益高、产投比大的7个造林模型；为退化山地造林提供了示范样板，在山东省推广应用面积1.77万hm2，并在其他地区运用推广，生态、经济和社会效益显著。

    对山东省6个示范县退化山地各立地因子进行全面调查，划分了6个立地类型，配置了8个造林模型，构建了24种混交模式，测定了主要类型的区域适宜性、林木生长量、蓄水保土功能、碳汇量、经济价值等，选出适宜退化山地的主要树种，提出了退化山地综合造林技术，优化出山东退化山地投资少、生态效益好、经济效益高、产投比大的7个造林模型；为退化山地造林提供了示范样板，在山东省推广应用面积1.77万hm2，并在其他地区运用推广，生态、经济和社会效益显著。

    张永涛，山东省烟台市人，博士，水土保持与荒漠化防治学科硕士生导师，林学院实验教学中心主任。 1994年于山东农业大学林学院获林学学士学位，1997年于北京林业大学水土保持学院获水土保持硕士学位，1997年到山东农业大学林学院工作至今。2005年于山东农业大学园艺学院获果树博士学位。2003～2004年于同济大学留德预备部学习一年德语，获中级德语合格证书，2004年被国家留学基金委选为国家公派访问学者，2005～2006年于德国哥廷根大学森林科学与环境学院进行访问研究。 主要从事森林水文、水土保持监测等方面的教学与科研工作。先后参加国家科技攻关、农业部科技攻关、山东省政府可持续发展项目、世界银行贷款项目、山东省很好中青年科学家奖励基金、全国水土流失公告项目等重大课题研究。现主持山东省生态造林世行贷款项目子课题1项、山东省很好中青年科学家奖励基金1项、水利部全国水土流失公告项目1项、山东省水文局水土流失监测项目1项，获山东省软科学很好成果一等奖1项、三等奖1项，其他厅局级奖励3项。参编教材和专著5部，发表论文36篇。

章 研究概况 1 第2章 研究区概况与造林模型简介 6 2.1 山东退化山地不同造林模型研究与示范区概况 6 2.2 不同造林模型简介 13 第3章 研究内容与方法 17 3.1 研究内容 17 3.2 经济技术指标 18 3.3 研究方法 18 3.4 技术路线 28 第4章 山东退化山地立地分类体系构建 29 4.1 立地分类体系构建的原则 29 4.2 主导立地因子的确定 29 4.3 立地因子的赋值 30 4.4 立地因子权重的计算 30 4.5 判断矩阵的一致性及各因子的权重值 32 4.6 各立地单元类型的构建 33 4.7 本章小结 39 第5章 山东退化山地不同造林模型生态效益 41 5.1 石灰岩山地丘陵造林模型S1生态效益 41 5.2 石灰岩山地丘陵造林模型S2生态效益 55 5.3 石灰岩山地丘陵造林模型S3生态效益 68 5.4 石灰岩山地丘陵造林模型S4生态效益 84 5.5 砂石山区山地丘陵造林模型S5生态效益 97 5.6 砂石山区山地丘陵造林模型S6生态效益113 5.7 砂石山区山地丘陵造林模型S7生态效益 134 5.8 砂石山区山地丘陵造林模型S8生态效益 145 5.9 本章小结 169 VIII 山东退化山地立地分类体系构建及造林模型 选择研究与应用 第6章 山东退化山地不同造林模型投资分析 172 6.1 造林模型S1投资分析 173 6.2 造林模型S2投资分析 173 6.3 造林模型S3投资分析 174 6.4 造林模型S4投资分析 174 6.5 造林模型S5投资分析 174 6.6 造林模型S6投资分析 175 6.7 造林模型S7投资分析 175 6.8 造林模型S8投资分析 176 6.9 本章小结 176 第7章 山东退化山地不同造林模型经济效益价值核算 177 7.1 不同造林模型直接经济效益价值核算 177 7.2 不同造林模型间接经济效益价值核算 179 7.3 本章小结 187 第8章 山东退化山地造林模型优化 189 8.1 山东退化山地生态造林项目实施前不同造林模型 189 8.2 山东退化山地生态造林项目实施后构建新型造林模型 191 8.3 本章小结 195 第9章 创新、示范与推广 197 9.1 主要创新点 197 9.2 研究与示范成果的推广应用 198 主要参考文献 200 附表 图版

前 言 山地退化是指在自然因素和人为不合理经济活动作用下，山地土壤、成土母质遭受破坏和流失，致使山地土层变薄、质地变粗、肥力下降、地表植被减少、生物多样性降低、土地生产力下降和经济生产力衰退或丧失的现象。 山东省低山丘陵由于历史上长期过度开发（农业种植、放牧和采樵），导致原始植被破坏殆尽，表层土壤侵蚀严重，使土层浅薄，土壤肥力和保水保肥能力低下，山地干旱瘠薄。山东省有大面积的干旱瘠薄山地需要绿化。据统计，山东省总面积 157 000km2，其中山地丘陵占全省总面积的近 40%，主要包括鲁中南低山丘陵和胶东丘陵两部分。在山区丘陵中，砂石山低山丘陵总面积 43 236km2，主要分布在泰沂山区及胶东丘陵区；石灰岩低山丘陵总面积 14 964km2，主要分布在泰沂山脉西侧，以济南、潍坊、枣庄、淄博 4市所管辖范围内最为集中。新中国成立后，我省林业建设取得了很大成绩，林地面积已达 33 629km2，林木覆被率达 21.42%（截至 2008年），主要集中在平原及部分丘陵地区等立地条件较好的地段；但山地丘陵整体上林木覆被率较低，尤其是多达 2500km2土层浅薄干旱贫瘠的山地丘陵需要绿化。 山东退化山地不仅植被覆被率低，而且林木生长缓慢，植物种类稀少，植被或森林健康状况较差，植物群落结构单一，生态系统脆弱，水土流失严重。水土流失面积占全省土地总面积的 41.5%，其中 70%集中在山东退化山地丘陵地区，全省的土壤侵蚀量为全国平均值的 3倍，严重制约了山区经济和社会的协调发展。开展山东退化山地丘陵的生态造林工作迫在眉睫。为此，山东省林业外资与工程项目管理站申请世界银行贷款进行山东生态造林项目，在山东省退化山地丘陵地区进行生态造林，增加当地的森林资源，提高森林覆盖率，减少水土流失危害，改善土壤条件和生态条件，保护水土资源和植被资源，提高土地利用率和经济生产力。 据调查，山东退化山地丘陵区造林目前存在三个主要问题。一是由于低山丘陵立地条件过于严酷，在低山丘陵造林绿化中普遍存在造林模式单一、树种单一、纯林面积大以及造林密度、整地方式和规格、种苗规格和质量、造林方法不适宜等问题，且缺少乔灌植物种类的科学构建技术、混交技术、造林技术和抚育管理技术等在生态造林中的开发和利用，结果导致造林成活率和保存率低、林分生长缓慢、成林年限推迟、森林结构不良、森林生态功能低下，甚至达不到生态造林的目的。二是对山东退化山地丘陵的退化生态系统在人为积极干扰下的自然再生能力与生态修复能力缺乏研究和认识；在以往的生态造林项目中，只重视造林树种的成活和生长，忽视了立地类型、造林密度、混交林的种间关系等方面对新物种的增加以及生态稳定性的影响缺乏深入研究；片面强调人工造林的作用，忽视了生态系统自我修复能力的研究。三是缺乏科学有效的生态效益跟踪监测评价体系，在以往的生态治理项目中，主要测定了生态效益指标（并且是静态的），缺少对项目治理综合效益（生态效益、经济效益和社会效益）的动态监测和科学评价。 山东省林业外资与工程项目管理站申请世界银行贷款进行山东生态造林，计划在山东退化山地丘陵生态造林项目区造林 36 897hm2，其中石灰岩退化山地造林 19 341hm2，砂石山退化山地造林 17 556hm2。 首先，对退化山地丘陵生态造林项目区各小班的裸岩裸砂面积及其所占比例、灌草植被盖度、土层厚度、海拔高度、岩石种类、土壤类型、山坡坡位、坡度等进行实地调查，再进行立地分类体系构建。 其次，在立地分类体系构建的基础上确定造林模型的种类及造林面积，共设计 8个造林模型（S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8），每个造林模型适用于一个特定的立地条件。对 8个造林模型进行投资效益分析，研究不同造林模型的生态效益、直接经济效益、间接经济效益和产投比，最终在山东退化山地丘陵选择投资少、生态效益好、经济效益高、产投比大、适宜性强、宜推广的造林模型，为退化山地选择适宜的造林模型提供理论依据和技术指导。 本项目针对以上问题进行了五年多的研究，本书展现的是部分研究结果。由于作者知识水平有限，书中肯定有遗漏和不足，真诚希望广大读者提出宝贵意见和建议。 著者 2016年 3月