基于因子分析法的红松人工林立地质量评价及其应用

【目的】以长白山地区的89块红松人工林样地调查数据为基础,探究因子分析法在立地质量评价中运用的可行性,为立地质量评价探索一种更高效、可靠的方法;同时获得最适宜红松人工林生长的立地特征,为精准提升森林质量和森林可持续经营水平提供科学依据。【方法】通过相关性分析筛选出各立地指标,利用KMO和Bartlett球形检验值判断各指标是否适合进行因子分析。随后,将数据标准化,运用因子分析提取累计贡献率达到80%的各公因子,以各公因子权重和得分构建综合评价函数,计算出立地质量评价得分。采用系统聚类分析对所有立地指标进行分级,分级结果得出最适合红松人工林生长的立地特征,最后以树高、胸径与立地质量得分的决定系数对模型精度进行检验。【结果】1)立地指标的KMO值为0.696、Bartlett值为0.001,检验结果均满足因子分析要求。因子分析的总方差解释中前5个公因子的累计贡献率为80.836%,因子旋转后的特征值依次为1.934、1.853、1.516、1.415、1.366均大于1;2)因子旋转后的5个公因子权重依次为0.239、0.229、0.188、0.175、0.169,依据系统聚类将其立地质量得分划分为8个等级,各样地的得分越高,其划分的等级越高;3)立地质量评价得分与红松人工林的林分高、胸径的拟合精度均较高,均达到了显著相关(P<0.05),优势木平均高的线性拟合模型精度最高,相关性为极显著相关(P<0.01),R2为0.358。【结论】以红松人工林为模型基础构建的立地质量得分模型为F=0.239F1+0.229F2+0.188F3+0.175F4+0.169F5,树高、胸径与立地质量评价得分的线性拟合均显著相关(P<0.05),模型精度较高,可应用于立地质量评价。并且,最适宜红松人工林生长的立地特征为:海拔约600 m,缓坡,有机质层和土壤层厚度均深厚,土壤淋溶层(A层)和淀积层(B层)的有机碳、全氮和全磷含量均较高。