济南市南部山区荒山造林是“2008济南市造林绿化行动”的最重要部分。南部荒山不仅土壤薄,且水土流失严重,土地利用率也很低。本研究是在对济南市南部山区荒山进行实地调查的基础上,分析立地因子,找出主导因子,进行立地类型划分,建立立地质量评价模型,给出造林关键技术建议,为济南市南部山区荒山造林绿化工程提供科学的依据和指导。主要结论如下:(1)土壤主要养分分布规律研究:济南市南部山区土壤中的速效氮、速效磷、有机质含量随着坡度的降低而增加。表现在坡位方面为下坡>中坡>上坡,说明了土壤养分有向下汇聚的现象。表现在坡向方面为阳坡>阴坡。特别是对速效氮变化规律的研究,与前人对山地的研究相同。对土壤厚度、石砾含量的研究表明:随着坡位的降低土层厚度增加,土壤中的石砾含量减少;随着坡度的减小,土层厚度增加,石砾含量减少;在同等条件下,阴坡的土层厚度大于阳坡,阴坡土壤中的石砾含量小于阳坡。(2)立地因子组成分析:对有机质和速效N进行相关性分析和回归分析结果显示,土壤的有机质和速效N含量相关性高度显著,其相关系数为0.947,Sig.(显著性值)为0.000,线性拟合结果为:有机质=0.146×速效N+1.256。对量化后的定性指标和定量进行主成分分析。可知:有三个主成分的特征值大于1,累积方差贡献率为90.172%。这三个主成分分别反映的指标为速效N和速效K,土壤厚度,坡度,这四个立地因子即为济南市南部山区立地划分的主导因子。(3)立地类型划分:运用SPSS进行聚类分析,根据《中国森林立地分类》,结合山东省济南市的地质地貌主要特征及分异规律,综合数量化因子和非数量化立地因子,根据相关性分析、回归分析以及主成分分析找出影响立地类型的主导因子入手划分立地类型。具体划分为:立地区(鲁中南低山丘陵与鲁西北冲积平原的交接带立地区);立地亚区(泰山鲁山北部立地亚区);立地类型小区(丘陵山区立地类型小区);立地类型组(低山沙石山地棕壤类型组、低山石灰岩山地褐土类型组);立地类型(低山沙石山地棕壤较厚土层缓坡贫瘠立地类型、低山沙石山地棕壤厚土层缓坡较贫瘠立地类型、低山石灰岩山地褐土较薄土层陡坡肥沃立地类型、低山石灰岩山地褐土薄土层陡坡较肥沃立地类型)。对济南市荒山绿化造林工程有较强的指导作用。(4)立地质量评价:在聚类分析结果的基础上,将四类立地类型按照“优、良、中、差”划分等级,选用分类号表达方式为其赋值,即:优——00,良——01,中——10,差——11。运用MATLAB建立BP神经网络模型,以输出值Out1和Out2的组合来评断其立地质量等级:Out1和Out2的组合为00时表明样地的质量等级为“优”。Out1和Out2的组合为01时表明样地的质量等级为“良”。Out1和Out2的组合为10时表明样地的质量等级为“中”。Out1和Out2的组合为11时表明样地的质量等级为“差”。(5)造林技术措施:在以上调查研究的基础上,建议立地质量为“优”的类型Ⅱ和“良”的类型Ⅰ以营造经济林为主,而立地质量为“中”和“差”的Ⅲ和Ⅳ类型,应以建设生态林为主。并在造林地整地、造林密度、造林树种组成、造林方法和幼苗设计等方面给出造林建议。