全 文 ：银叶椴在我国北方适宜引种区域的探讨
有祥亮1 ,2 , 余新晓1 , 陈吉虎1 , 刘苹1
(1.北京林业大学水土保持学院 水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室 , 100083 , 北京;
2.山东农业大学科技学院 , 271000 , 山东泰安)
摘要 为使银叶椴引种驯化成功 , 对我国北方 30个样点及美国 18 个银叶椴分布区的 10 项气候要素进行主成分分
析和模糊聚类 ,划分我国北方地区银叶椴适宜引种的区域 ,分析影响我国引种银叶椴的主要气候因素。结果表明:
温度 、热量 、降水及其雨型是决定银叶椴引种栽培的主要气候因素。适于银叶椴生长的气候因子指标为:年平均气
温(3～ 18 ℃)、≥10 ℃积温(2 300～ 6 000 ℃)、最冷月均温(-14～ -6 ℃)、温暖指数(51～ 152)、寒冷指数(<-68)、
生长期降水量(200 ～ 850 mm)、生长期干燥度指数(1.5～ 7.4)、年日照时间(2 300～ 3 700 h)。与美国银叶椴分布区相
比 ,冬季低温 、生长季节降水不足 、雨型不同是我国北方引种银叶椴所面临的普遍问题。适宜银叶椴在我国生长的
气候类型为暖温带半湿润气候区;较适宜生长的气候类型区有温带半湿润半干旱气候区和温带湿润半湿润气候区
2 类。
关键词 银叶椴;适宜气候类型;引种;中国北方
收稿日期:2005 04 26 修回日期:2006 01 24
项目名称:“十五”国家科技攻关计划项目“都市重要水源区水源涵养型植被建设与示范”(2001BA510B02 02);国家“948”项目
“旱地生态经济型树种抗性选择及综合利用技术引进”(2003413)
第一作者简介:有祥亮(1965—), 男 ,副教授 , 博士生。主要研究方向:林业生态工程 、林木引种与种苗造林。 E-mail:yxiangliang
@tom.com
责任作者简介:余新晓(1961—), 男 , 教授 , 博士生导师。主要研究方向:水土保持 、流域治理 、森林水文 、林业生态工程。
E-mail:yuxinxiao@ bjfu.edu.cn
Regional approach for introduction of Tilia tomentose in northern China
You Xiangliang
1 , 2 , Yu Xinxiao1 , Chen Jihu1 , Liu Ping1
(1.College of Soil and Water Conservation in Beijing Forestry University , Key Lab of Soil and Water Conservation and Combating Desertification ,
Ministry of Education , 100083 , Bei jing;2.Sci-Tech College of Shandong Agriculture University 271000, Tai an , Shandong:China)
Abstract Tilia tomentosa Moench originated from Europe and introduced successfully to America , is a kind
of superior plant resources for its ecological , economic and societal values.In order to successful introduction
of Silver linden , the regions for introduction of silver linden in Northern China are divided and main climatic
factors affecting growth of silver linden in 30 sample plots of Northern China and 18 distribution region of
America are analyzed by applying PCA and cluster analysis statistic methods.The results show that tempera-
ture , heat , precipitation and its distribution are the critical climate factors to determine the introduction and
cultivation of silver linden.Climatic factor indexes suitable to grow of silver linden are annual mean tempera-
ture (3 18 ℃), ≥10 ℃ accumulated temperature (2 300 6 000 ℃), Mean temperature in coldest month
(-14 -6 ℃), Kira s warmth index(51 152), Kira s coldness index(<-68), precipitation during the
growing period(200 850mm), Kira s aridity index for growing period(1.5 7.4)and annual duration of
sunshine (2 300 3 700 h).Comparing with the distribution regions of silver linden , the lower temperature in
winter , inadequate precipitation during the growing period and the difference in rain tape are common problems
for Northern China to introduce silver linden.There are three climate types suitable for growth of silver linden
in Northern China , namely , warm temperature semi-humid climate region at first , moderate temperature semi-
2006年 4 月
4(2):95 102
中 国 水 土 保 持 科 学
Science of Soil and Water Conservation
Vol.4 No.2
Apr.2006
humid/arid and semi-humid climate region at second.
Key words Tilia tomentosa Moench;suitable climatic type;introduction;northern China
银叶椴(Tilia tomentosa Moench)又名银毛椴 、绒
毛椴等 ,为椴树科椴树属植物。椴树属在椴树科中
是一个形态很特殊的属 ,属内许多种间缺乏断然可
分的形态特征 ,种内分化和种质渗入现象交错存在 ,
分类难度大 ,现确认全世界共有 25种 ,其中 ,东亚
(含西伯利亚)18种 ,欧洲 、西亚 5种 ,北美 2种。椴
树属是一个典型的北温带分布属。其现代分布格局
呈欧亚大陆 、东亚及北美间断分布[ 1] 。银叶椴主产
巴尔干半岛 ,向北可达匈牙利及乌克兰西部 ,向东经
土耳其延伸至叙利亚西北部(北纬约 36°30′)[ 2] 。
18世纪初 ,随着欧洲(主要是英国)移民 ,银叶
椴首先被引入北美 13个殖民地[ 3] 。该地属于美国
东北部沿海的温带气候区 ,因受拉布拉多寒流和北
方冷空气的影响 ,冬季寒冷 ,1 月份平均温度为-6
℃左右 ,夏季温和多雨 , 7 月份平均温度为 16 ℃左
右 ,年平均降水量为 1 000 mm左右[ 4] 。与英国本土
温带海洋性气候相比 ,冬季低温是引种主要的限制
因子。银叶椴在幼苗期抗逆能力较低 ,不耐冬季严
寒 ,致使枝梢受害 ,重者伤及主干 ,甚至整株死亡 ,使
引种归于失败;但在幼苗期采取适当保护措施(例如
覆土埋藏),使其安全越冬 ,随着年龄的增高 ,其耐寒
及耐早春低温的能力亦会提高 ,能够达到正常生长
发育 ,开花结实[ 5] 。
美国独立后 ,随着西部拓荒的队伍 ,银叶椴被带
到美国中西部[ 3] 。19—20世纪 ,美国积极进行引种
驯化 , 培育出适应不同环境条件的新品种 、新类
型[ 6] 。经过应用和推广 ,现已分布在美国南北跨越
4b-8a耐寒带(约北纬 32°～ 47°)的广大地区[ 3] 。
银叶椴是优良的城市绿化树种 ,非常适合在城
市行道树及公园 、庭院栽植;耐修剪 ,适于做绿篱;由
于它适应能力和抗性较强 ,所以也是优良的水土保
持 、防风固沙和水源涵养等防护林树种[ 7] 。银叶椴
的叶 、花 、树皮和木材均有较高的经济价值[ 6] 。
银叶椴是一种具有生态 、经济 、社会效益的优良
植物资源 ,引种优良种源 、品种或类型能够充实和加
强植物资源基因库 ,丰富植物品种的生态多样性 、遗
传多样性和种质优异性[ 8] 。同时也应高度重视引种
材料有无潜在侵害性 ,科学评估引种可能带来的生
态安全问题 。从生物学和生态学特性来看 ,银叶椴
种子为长期休眠类型 ,休眠期可长达 4 a[ 9] ;结实率
低 ,林下天然更新少 ,而且林中啮齿类小动物喜食银
叶椴幼苗 ,不利于幼树的繁殖生长[ 10] ;银叶椴具有
耐荫性 ,在落叶阔叶混交林和常绿 落叶阔叶混交林
中常居于林冠中下层 ,作为伴生树种能与杨树 、松
树 、白蜡 、槭树 、栎类 、榉树 、刺槐等多种针 、阔叶树种
形成稳定的森林群落[ 10] ;在城镇绿化中 ,适合空气
污染严重(如停车场周围 、公路中间隔离带)、土壤紧
实 、干燥 、排水不良地段栽植 ,不与其他植物争夺生
存空间[ 3] 。从起源来看 ,椴树属的起源地最有可能
是中国长江以南北回归线以北的亚热带区域 ,在第
三纪中期以前扩散到北美西部 、中亚和欧洲 ,现代椴
树属分布区是最近一次冰期结束后 ,其保存种类分
化并重现扩散形成的[ 2] ,因此 ,银叶椴引种到我国可
以看作“返家” 。据此 ,笔者预测引种银叶椴不存在
有害入侵和对乡土树种产生抑制的情况 。当然 ,引
进后 ,要加强观测和跟踪 ,确定不会引发生态灾害
后 ,再进行应用和推广 。
为了使银叶椴在中国引种驯化成功 ,应当充分
了解其生物学特征及生理特点 ,充分掌握对生态环
境的要求 ,并且对原产地与引种地的各个环境因素
进行详细的分析比较 ,从而判断引种成功可能性的
大小 ,并提出相适宜的栽培推广措施。笔者在这方
面做了一些相关的探讨。
1 研究方法
1.1 气象站点的选择
选择具有相似纬度和海拔的我国西北 、华北和
东北的 30个气象台站及美国 18个银叶椴产地的气
象台站为样点(表 1)。
1.2 气候因子指标的确定
根据影响银叶椴生长发育和分布的温度 、水分 、
光照 3大气候因子选取气候指标。年平均气温 、≥
10 ℃积温 、最冷月均温 、温暖指数 、寒冷指数作为温
度指标;生长期降水量 、年平均降水量 、年干燥度指
数及生长期干燥度指数为水分指标;日照时间为光
照指标 。
温暖指数(warmth index)的计算公式[ 11]为
Iw=∑M
i=1
(ti-5)
式中:Iw 为温暖指数 , ℃·月;ti 为平均温度为 5 ℃以
上的第 i 个月的平均温度 , ℃;M 为月平均气温
>5 ℃的时间 ,月 。
96
中国水土保持科学 2006 年
表 1 各样点的地理位置
Tab.1 Geographical location of the sample plots
类别 序号 地名 国名 纬度 经度 海拔/m
1 Topeka 美国 39°06′N 95°36′W 269
2 Boston 美国 42°24′N 71°00′W 4
3 Chicago 美国 42°00′N 87°54′W 205
4 Duluth 美国 46°48′N 92°12′W 434
5 Dallas 美国 32°48′N 97°00′W 175
6 Salt Lake City 美国 40°48′N 111°54′W 1287
7 Oakley 美国 42°12′N 113°54′W 1402
8 Boise 美国 43°36′N 116°12′W 825
原产地 9 Lincoln 美国 40°48′N 96°42′W 361
10 Oklahoma City 美国 35°24′N 97°36′W 398
11 Madison 美国 43°06′N 89°18′W 266
12 Springfield 美国 39°48′N 89°42′W 182
13 Flint 美国 43°00′N 83°42′W 234
14 Columbus 美国 40°00′N 82°54′W 247
15 Sioux Fal ls 美国 43°36′N 96°42′W 432
16 Las Vegas 美国 36°06′N 115°12′W 659
17 El Paso 美国 31°48′N 106°24′W 1201
18 Roswell 美国 33°18′N 104°30′W 1133
19 长春 中国 43°54′N 125°13′E 237
20 延吉 中国 42°53′N 129°28′E 177
21 营口 中国 40°40′N 122°16′E 3
22 大连 中国 38°54′N 121°38′E 92
23 富锦 中国 47°14′N 131°59′E 66
24 徐州 中国 34°17′N 117°09′E 41
25 赣榆 中国 34°50′N 119°07′E 3
26 成山头 中国 37°24′N 122°41′E 48
27 济南 中国 36°36′N 117°03′E 170
28 延安 中国 36°36′N 109°30′E 959
29 西安 中国 34°18′N 108°56′E 398
30 北京 中国 39°48′N 116°28′E 31
31 天津 中国 39°05′N 117°04′E 3
32 石家庄 中国 38°02′N 114°25′E 81
引入地 33 银川 中国 38°29′N 106°13′E 1111
34 克拉玛依 中国 45°37′N 84°51′E 450
35 承德 中国 40°59′N 117°57′E 386
36 乌鲁木齐 中国 43°47′N 87°39′E 935
37 呼和浩特 中国 40°49′N 111°41′E 1063
38 太原 中国 37°47′N 112°33′E 778
39 郑州 中国 34°43′N 113°39′E 110
40 牡丹江 中国 44°34′N 129°36′E 241
41 齐齐哈尔 中国 47°23′N 123°55′E 146
42 平凉 中国 35°33′N 106°40′E 1348
43 西宁 中国 36°43′N 101°45′E 2295
44 兰州 中国 36°03′N 103°53′E 1517
45 吐鲁番 中国 42°56′N 89°12′E 35
46 库车 中国 41°43′N 83°04′E 1082
47 喀什 中国 39°28′N 75°59′E 1289
48 和田 中国 37°08′N 79°56′E 1375
寒冷指数(Coldness index)的计算公式为
Ic=-∑N
j=1
(5-tj)
式中:I c为寒冷指数 , ℃·月;tj为平均温度低于 5 ℃
的第 j 个月的平均温度 , ℃;N 为月平均气温低于 5
℃的时间 ,月 。
干燥度指数(Humidity/aridity index)[ 12]为:
K =P/(Iw+20), Iw 100
K =2P/(Iw+140), Iw≥100
式中:K 为干燥度指数 ,mm/(℃·月);P 为年平均降
水量或生长期平均降水量 ,mm 。
由于银叶椴是多年生植物 ,生长发育受长年气
候条件的影响 ,因此 ,美国各气象站的有关气象资料
值选用 1961—1990年 40年的平均值 ,国内各站为
1971—2000年 30年的平均值。大部分气候资料都
由国家气象中心查得[ 13] ,部分国外站点的气候资料
由网上下载[ 14] 。
1.3 分析方法
首先采用主成分分析方法[ 15 16] ,对所选 10个
有复杂相关关系的气候因子进行分析 ,抽象出代表
银叶椴适宜生长或有引种潜力的不同气候类型的综
合因子;然后 ,结合聚类分析将样点所代表的银叶椴
生长区和拟引种区依据距离远近进行分类[ 16 17] ,从
而使气候区划建立在客观 、合理的基础上 。
2 结果与分析
2.1 影响银叶椴引种的主要气候因素
从 10个气候因素对前3个主分量的负荷量(表
2)可以看出 ,前 3个主分量的累积方差贡献率达到
了 92.95%,包含了绝大部分信息 ,而尤以前 2个主
分量包含信息居多 ,分别达到 48.95%和 36.93%;
因此 ,它们所代表的气候因子是影响银叶椴引种的
主要因素。不难看出 , PCA1 是代表热量 、温度的综
合因子 ,因为对其影响最大的依次是年均温 、温暖指
数 、≥10 ℃积温 、最冷月均温及寒冷指数;PCA2 是代
表水分的综合因子 ,对其影响最大的依次是年均降
水量 、生长期降水量 、生长期干燥度指数和年干燥度
指数;而 PCA3 是对第 l 、2主分量的补充 ,主要反映
了光照条件 。
银叶椴气候因素的主成分分析表明 ,温度因子
是影响银叶椴引种最重要的气候因素 ,这与植物分
布的主导因素是气温的论断是符合的[ 17] 。银叶椴
原产区为欧洲巴尔干半岛 ,向北延伸到乌克兰 ,向东
经土耳其延伸至叙利亚西北部(北纬约 36°30′)。年
97
第 2期 有祥亮等:银叶椴在我国北方适宜引种区域的探讨
平均最低气温跨度范围从乌克兰的-23 ～ -29 ℃
到土耳其 、叙利亚一带的-1 ～ -7 ℃。目前 ,其栽
培范围遍及上述温度范围的欧洲国家 ,例如 ,北欧的
瑞典 、东欧的白俄罗斯 、西欧的英国 、南欧的西班牙
等[ 7] 。自从 18世纪欧洲大规模向美洲殖民开始 ,银
叶椴陆续引入美洲大陆 ,经过近 3 个世纪的引种驯
化 ,现已遍布美国植物耐寒带 4b(年平均最低气温
-30 ℃左右)-8a(年平均最低气温-11 ℃左右)的
广大地区 ,并已形成不同的气候生态类型[ 2] 。相对
而言 ,水分因子对银叶椴分布的影响占次要地位 ,银
叶椴分布对降水条件的要求不严格 ,这与银叶椴耐
旱性强有关[ 18] 。例如 ,在拉斯维加斯全年降雨量只
有 105mm ,年干燥度指数为 0.66 下能正常生长发
育。同样 ,银叶椴还能适应不同的降雨类型 ,如夏雨
型(苏福尔斯)、冬雨型(西雅图)和均雨型(波士顿)
等。光照因子对银叶椴分布影响也不明显 ,贡献率
只有 6.72%,因为银叶椴对全光照 、部分光照或部
分庇荫皆能适应[ 19] 。
表 2 10 个气候因素对前 3 个主分量的负荷量表
Tab.2 The loads of ten climatic factors
on PCA1 , PCA2 and PCA3
气候因素 第 1主分量
PCA1
第 2主分量
PCA2
第 3主分量
PCA 3
年平均气温/ ℃ -0.4102 0.225 9 -0.080 8
温暖指数 -0.4095 0.148 4 -0.104 8
寒冷指数 -0.3417 0.266 9 -0.032 5
年干燥度指数 0.2804 0.359 2 0.207 4
≥10 ℃积温/ ℃ -0.4095 0.151 6 -0.082 3
年平均降水量/mm 0.1413 0.488 5 0.025 7
生长期降水量/mm 0.1737 0.455 9 0.147 3
生长期干燥度 0.2776 0.403 4 0.097 9
日照时间/ h -0.2288 -0.161 4 0.947 0
最冷月均温/ ℃ -0.3485 0.261 8 0.053 9
特征根 4.8952 3.692 9 0.707 4
方差贡献率/ % 48.9500 36.930 0 7.070 0
累积方差贡献率/ % 48.9500 85.880 0 92.950
2.2 银叶椴不同生态类型的划分
图1 是对中 、美 48 个地区 10 个气候要素的
PCA二维排序(含信息量为 86.6%)的结果 ,纵轴
(第 1主分量)主要代表温度因子 ,横轴(第 2 主分
量)主要代表水分因子 ,因此 ,依据不同的水热条件
可将 48个样点划分为 6个气候类型 ,各类地区的特
征可归纳为表 3。图 2是不同样点间依据气候要素
用树状图表示的聚类分析结果。可以看出 ,结合线
L1可以作为区分不同气候类型的分类线 ,由该结合
线处 ,可依据热量与干湿度把不同的气候类型相互
区分开来 ,区分结果与图 1相一致 。
图 1和图 2划分的 6个气候类型 ,既代表了银
叶椴在美国的不同分布区 ,每个分布区都形成的各
自气候生态类型 ,又显示了适宜我国引种的相似气
候类型区 。下面结合表 4中 、美样点的气候因素对
比 ,分别进行分析 。
第 Ⅰ类包含 11个样点 ,按照样本气候类型划分
方法[ 4] ,它们大部分代表 Caw 气候类型(北京 、天津
1月均温略低),即冬温夏热夏雨气候 ,大部属于暖
温带半湿润气候[ 20] 。3 个美国样点位于 95°～ 100°
W ,32°～ 40°N之间 ,处于 95°W以东的湿润气候区和
100°W以西的半干燥气候区之间的中央平原西部 ,
年均温 15℃左右 , 1月平均气温 0 ℃左右 ,年降水量
900mm左右 ,生长期降水量约占 94%。8个中国样
点分布在华北部分地区 ,年均温 14 ℃左右 , 1月平
均气温徐州 、郑州 、赣榆 、济南 、西安 0 ℃左右 ,北京 、
天津 、石家庄-2 ～ -4 ℃,年降水量平均 650mm ,生
长期降水量约占 96%,本区地带性植被类型为温带
落叶阔叶林 ,不少地方有椴属树木生长[ 20] 。本区为
银叶椴引种的适宜区 。
第Ⅱ类包含 12个样点 ,其中 2个美国样点为
Lincoln和 Sioux Falls ,位于 95°～ 100°W ,40°～ 45°N之
间 ,处于中央平原西北部 ,代表 Daw 气候类型 ,即冬
寒夏热夏雨气候类型 , 1月平均温度-8.0 ℃左右 ,
生长期降水量约占年总量的 82%。10个中国样点
(营口 、大连 、成山头 、延安 、承德 、呼和浩特 、太原 、平
凉 、西宁 、兰州)亦为 Daw 气候类型 , 1月平均温度-
6.2 ℃,降水类型为夏雨型 ,与美国样点相似。另
外 ,年均温 、≥10 ℃积温 、温暖指数 、年日照时间等
气候因素 12个样点也比较接近 ,大部属于温带半湿
润半干旱气候 。不过由于中国样点年降水量 、年干
燥度指数偏低(表 4),因此 ,本区为银叶椴引种的较
适宜区 。
第Ⅲ类包括 6 个样点 ,代表 Dbw 气候类型 ,即
冬寒夏暖夏雨气候类型。Duluth所代表的区域处在
美国 95°W以东 ,大湖以西 ,纬度 45°～ 50°N 之间 ,降
水特点为夏半年(4—9月)雨量占年总量的 70%～
80%,与中国引种点相似 。中国东北中北部(约 42°
～ 50°N)亦属 Dbw 气候类型 ,大部地处东北平原 ,为
重要商品粮基地之一 ,建立农田防护林体系意义重
大 ,本区森林资源贫乏 ,杨 、柳 、榆 、松树为主 ,也有糠
98
中国水土保持科学 2006 年
椴分布 ,另外东北东部的长白山针阔混交林区亦有
紫椴分布[ 20] 。本区水分条件尚可 ,生长期降水量与
原产地接近 , 但温度偏低(表 4),宜列为较适宜引
种区。
图 1 48个样点的 PCA排序
Fig.1 Result of PCA ordination of the sample plots(No.1-48 seen in Tab.1)
图 2 48 个样点的聚类分析图
Fig.2 Clustering analysis sketch of the 48 sample plots
表 3 48 个样点的气候类型划分
Tab.3 Climat ic types division for the 48 sample plots
类型 年均温℃
≥10 ℃积温
℃
最冷月均温
℃
温暖指数
℃·月
寒冷指数
℃·月
年均降水量
mm
生长期降水量
mm
年干燥度指数
mm·℃-1·月-1
生长期干燥度指数
mm·℃-1·月-1
年日照时间
h
Ⅰ 14.1 4 686 -0.4 121.2 -12.4 723 688 5.5 5.3 2 489
Ⅱ 9.2 3 406 -6.5 83.9 -33.9 525 476 5.0 4.6 2 648
Ⅲ 3.4 2 654 -17.6 63.7 -80.4 527 458 6.4 5.5 2 537
Ⅳ 10.3 3 763 -6.5 96.3 -33.0 197 135 1.9 1.3 2 920
Ⅴ 9.5 3 310 -5.0 82.2 -28.3 930 646 9.1 6.3 2 470
Ⅵ 17.6 5 983 5.9 151.7 -0.3 216 209 1.5 1.5 3 629
99
第 2期 有祥亮等:银叶椴在我国北方适宜引种区域的探讨
表 4 中 、美样点的气候因素对比
Tab.4 Comparison of Climate factors for the 48 sample plots between China and America
类型
样本
气候
类型
中美
样点
年均温
℃
≥10 ℃积温
℃
最冷月均温
℃
温暖指数
℃·月
寒冷指数
℃·月
年均降
水量/mm
生长期降
水量
mm
年干燥度
指数
mm·℃-1·月-1
生长期干
燥度指数
mm·℃-1·月-1
年日照时间
h
Ⅰ Caw 美国 15.3 5 097 1.9 131.0 -7.7 908 852 6.8 6.3 2 888
中国 13.6 4 532 -1.2 117.0 -14.1 654 626 5.1 4.9 2 339
Ⅱ Daw 美国 9.2 3 437 -8.0 86.5 -36.2 685 563 6.4 5.3 2 852
中国 9.2 3 400 -6.2 83.4 -33.4 493 459 4.8 4.4 2 607
Ⅲ Dbw 美国 3.6 2 285 -13.9 51.1 -68.0 762 528 10.7 7.4 2 357
中国 3.4 2 728 -18.4 66.2 -82.9 480 444 5.6 5.1 2 572
Ⅳ Bk 美国 10.8 3 348 -1.4 84.3 -15.2 373 228 3.6 2.2 3 280
中国 10.1 3 940 -8.6 101.4 -40.7 122 96 1.2 0.9 2 766
Ⅴ Daf 美国 9.5 3 310 -5.0 82.2 -28.3 930 646 9.1 6.3 2 470
Ⅵ BWh 美国 17.6 5 983 5.9 151.7 -0.3 216 209 1.5 1.5 3 629
第Ⅳ类包含 10个样点 ,属于 Bk气候类型 ,即冬
寒干燥气候。3个美国样点 Salt Lake City ,Oakley 和
Boise位于落基山和喀斯喀特 —内华达山之间的北
美大高原中北部 ,天然牧场占有很大比重 。在 7个
中国样点中:乌鲁木齐和克拉玛依位于新疆准噶尔
盆地周围 ,所处的准噶尔盆地农田防护林区 , 1985
年草地面积占 38.3%[ 21] ;银川位于银川平原;吐鲁
番 、库车 、喀什 、和田分别位于北部的塔里木河谷平
原 ,西部的宽阔喀什三角洲和南部的间断带状绿洲。
从表 4可知 , 3个美国样点的气候条件优于 7 个中
国样点 ,尤其在低温和生长期降水方面 。例如 ,美国
样点最冷月均温为-1.4 ℃,寒冷指数为-15.2 ,生
长期降水量 228 mm ,中国样点分别为 -8.6 ℃, -
40.7和96 mm;因此 ,尽管 10个样点同属一种气候
类型 ,但对应引种后一定时期内银叶椴能否适应新
环境 ,尚不能确定 ,加之 7个中国样点所代表的区域
缺乏椴树种属的天然分布 ,故不宜作为引种适宜区。
不过 ,由于气候条件存在一定的相似性 ,在温度和水
分条件较好的城市和农业灌区 ,可适当少量进行引
种试验 ,加强驯化 ,充分发挥银叶椴耐寒 、耐旱的潜
能 ,增加本区植物种质资源。
第Ⅴ类包含 Boston 、Chicago 、Madison 、Springfield 、
Flint和 Columbus 6个美国样点代表 Daf 气候类型 ,
即冬寒夏热均雨气候类型。这种气候类型在世界其
他各地是罕见的 , 仅欧洲罗马尼亚平原与它相近
似[ 22] 。我国不适宜从该区域引种银叶椴。
第Ⅵ 类包括 Las Vegas 、El Paso 和 Roswell等 3个
样点 ,代表 BWh 气候类型 , 即热沙漠干燥气候。3
地位于落基山和喀斯喀特—内华达山之间的北美高
原南部 ,北纬 30°～ 40°之间 , 属亚热带干旱荒漠
区[ 4] 。该区域温度高 ,降水少 ,银叶椴只能在城市及
条件较好的部分地区生长 。我国北方没有与其相似
的气候类型区。
2.3 适宜引种区划分
从不同样点间依据气候要素的聚类分析结果形
成的树状图(图 2)可以看出 ,结合线 L2可作为各地
区是否适宜于银叶椴引种的分类线 。据此 ,可将所
选 30个样点分为 3类 ,分别为银叶椴适宜引种区 、
较适宜引种区和不适宜引种区 。
其中适宜引种区为第 Ⅰ类 ,即暖温带半湿润气
候区(包括徐州 、赣榆 、济南 、西安 、北京 、天津 、石家
庄和郑州)。区内年平均气温 12.3 ～ 14.7 ℃,1月平
均气温-3.7 ～ 0.4 ℃,年降水量517 ～ 906mm。本区
水 、热条件较好 ,适宜银叶椴生长发育 。
较适宜引种区为第 Ⅱ和第 Ⅲ类 ,即温带半湿润
半干旱气候区(包括营口 、大连 、成山头 、延安 、承德 、
呼和浩特 、太原 、平凉 、西宁和兰州)和温带半湿润湿
润气候区(包括长春 、延吉 、富锦 、牡丹江和齐齐哈
尔),区内年平均气温 3.2 ～ 11.4 ℃, 1月平均气温
-19.4 ～ -0.4 ℃, 年降水量 312 ～ 664 mm。本区
水 、热条件一般 ,干旱 、低温对银叶椴生长发育造成
一定威胁 ,可选择较好的立地条件进行引种栽培。
不适宜区为第Ⅳ类 ,即温带干旱半干旱区(包括
乌鲁木齐 、克拉玛依和银川)和暖温带干旱荒漠区
(包括吐鲁番 、库车 、和田和喀什),区内年平均气温
4.5 ～ 12.5℃,1月平均气温-15.5 ～ -4.4 ℃,年降
水量 16 ～ 286 mm 。本区热量条件尚可 ,水分条件不
足是不适宜引种的主要限制因素 ,可在条件优越的
100
中国水土保持科学 2006 年
北疆部分地区作少量引种试验研究 。
通过上面的分析 ,结合中国北方各样点所处的
地理位置和植被分布 ,初步确定了银叶椴在我国北
方地区适宜引种的区域分布图(图 3)。
图 3 银叶椴在我国北方适宜引种区示意图
Fig.3 Sketch of suitable regions in Northern China for introduction of silver linden
在图 3所示的北方地区内 ,包括了温带半湿润
半干旱气候 、暖温带半湿润气候和温带半湿润湿润
气候类型 ,这是适宜或较适宜椴树在北方生长的气
候类型区 ,呈不连续分布 。例如 ,在黄土高原区六盘
山 、吕梁山 、子午岭和黄龙山 ,有紫椴(Tilia amuren-
sis)[ 23] 、蒙椴(Tilia mongolica)[ 23 24] 、华椴(Tilia chi-
nensis)[ 25] 、少脉椴(Tilia pauoicostata)[ 25 26]分布 ,它们
所处的黄土高原重点水土流失区的南 、中部分别属
于暖温带半湿润气候和温带半干旱气候 ,水热条件
较好或尚可[ 27] ,适宜或较适宜银叶椴引种;在晋冀 、
冀辽山地 ,山东 、辽东半岛温带落叶阔叶林中 ,有蒙
椴和糠椴(Tilia mandshurica)出现;东北东部山地温
带针阔混交林区 ,紫椴是混交树种之一[ 20] 。同属椴
树在我国的自然地理分布特征 ,也为银叶椴引种区
的确定提供了重要参考依据 。
3 结论与讨论
银叶椴起源于欧洲 , 18世纪引入美国获得成
功 ,经过 200多年不断驯化 ,已经适应新的环境 ,并
且在不同的生境中 ,形成了各种气候生态型。根据
气候因素的主成分分析和聚类分析 ,影响银叶椴引
种的主要因素为温度 、热量和降水因子 ,结合银叶椴
在美国 4b-8a 耐寒带分布范围 ,可划分为 6种气候
生态类型 ,分别位于不同的样本气候类型区(表 4)。
中 、美所处海陆相对位置与纬度又较为相似 ,造
成气候条件也有一些相似之处[ 4] 。我国北方有 3类
气候类型与美国相似 ,分别为样本气候类型的 Caw ,
Daw 和 Dbw ,亦即暖温带半湿润气候 、温带半湿润半
干旱气候和温带湿润半湿润气候。上述 3种气候类
型所代表的区域不仅为银叶椴在美国的适生区 ,按
照引种的气候相似性理论 ,也是我国适宜或较适宜
的对应引种区。不过 ,我国北方地域广阔 ,气候复杂
多变 ,同一气候类型包括地区广 ,引种时还要重点考
虑样点附近地区(图 3)。例如 ,我国东部淮河以南
大部属于 Caw 气候类型 ,徐州 、赣榆等样点代表的
只是Caw 的北部临近 Daw 的区域(银叶椴也有适宜
南方的气候生态型 ,但不属于本文研究范围),有些
处于较适宜引种区边缘的样点所代表的区域 ,如西
宁 、兰州 、延安 、呼和浩特 、承德 、齐齐哈尔 、富锦等 ,
由于干燥 、低温等原因 ,宜控制引种规模 ,选择水热
条件较好的立地条件栽植 ,如四旁植树 、城镇绿化及
植物园栽植等。另外 ,即便相似气候 ,也还存在一些
差异 ,与银叶椴原产地相比 ,冬季低温 、生长季节降
水不足以及雨型不同 ,是我国北方引种银叶椴所面
临的普遍问题 。因此 ,引种后的驯化及抗逆品种的
引 、选 、育也同样重要 。
需要指出的是 ,要做到正确引种 ,在充分考虑温
度 、热量 、降水等指标的前提下 ,还应注重土壤 、地形
等立地条件 ,把气候条件扩大为地理生态条件 ,并应
高度重视其生物学特性和适应性 ,最后通过严格的
对比试验 ,才能取得成功[ 8] 。本文的研究只是从气
候因素方面所做的一些探讨。
101
第 2期 有祥亮等:银叶椴在我国北方适宜引种区域的探讨
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《长江三峡花岗岩地区优先流运动及其模拟》内容简介
由北京林业大学张洪江教授等撰写的《长江三峡花岗岩地区优先流运动及其模拟》 ,于 2006年 1月由科
学出版社出版 。全书 40万字 。
该书对优先流的研究史 、基本内涵和研究进展进行了较为系统的总结 ,并以长江三峡花岗岩区优先流为
研究对象 ,以湖北省秭归县曲溪小流域为试验基地 ,选择曲溪小流域内典型林地坡面 ,采用剖面灌水法分析
了优先流路径在土壤剖面上的水平分布和垂直分布特征 ,并从自然降雨条件下优先流的发生发展过程着手 ,
对长江三峡花岗岩区林地优先流水文特性和发生发展规律进行了研究。通过观测降雨 、地表径流 、沟道径
流 、剖面渗流 、优先流过程等 ,分析了优先流对壤中流的作用 、优先流运动特性 、降雨和土壤物理性质对优先
流的影响等 ,并进一步探讨了优先流对地表径流过程的影响。以野外和室内测定原状土的基本参数为基础 ,
借鉴国外优先流研究方面的方法与部分成果 ,建立了长江三峡花岗岩地区优先流模拟模型 。该书可供水土
保持 、森林水文 、土壤物理及环境科学等领域的科技工作者使用 ,也可作为水土保持 、环境科学 、水利和林业
等高年级本科生 、研究生和相关教师的参考书。
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中国水土保持科学 2006 年