全 文 ：书香格里拉高山松天然更新评价分析
吴明山，许彦红，王俊峰，朱 霖，左 政，唐 川，胥 辉* (西南林业大学，云南昆明 650224)
摘要 ［目的］评价香格里拉高山松火烧迹地更新、采伐迹地更新、林隙更新、林下更新 4种立地更新类型的优劣状况，［方法］选用单位
面积株数、苗木长势的苗高年平均生长量，地径年平均生长量 3 个指标，采用因子分析法进行综合评价。［结果］火烧迹地更新效果最
好，其次是采伐迹地更新、林隙更新、林下更新。调查区实际生产中也主要采用火烧迹地和采伐迹地更新方式，结果与实际生产相符。
［结论］采用因子分析法进行综合指标评价，既能兼顾单位面积株树和更新苗木长势，同时也避免了分量指标评价分析中出现的分歧，故
该方法所得结果对生产实际具有一定的指导作用。
关键词 高山松;更新评价;因子分析
中图分类号 S791 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611(2012)01 －00223 －03
Analysis on Natural Regeneration Evaluation of Pinuns densata in Shangri-la
WU Ming-shan et al (Southwest Forestry University，Kunming，Yunnan 650224)
Abstract ［Objective］ The aim was to evaluate the advantages and disadvantages of four regeneration types of P． densata in Shangri-la，
which were fire-slash regeneration，cutover land regeneration，gap regeneration and undergrowth regeneration． ［Method］Three indexes，such
as the number of plants per unit area，annual average increment of plant height，annual average increment of ground diameter were selected，
and factors analysis was used to carry out overall merit． ［Result］It exhibited in nicer sequence，namely fire-slash regeneration，cutover land
regeneration，gap regeneration and undergrowth regeneration． It was true of fact that fire-slash regeneration and cutover land regeneration had
chiefly used in workaround，and the results were coincide with actual production． ［Conclusion］Factors analysis was used to carry out overall
merit，which not only could take into account of plant number per unit area and growth vigour of regeneration plants，but also could avoid the
divergence in component index score analysis，thus，the results had certain guiding effect on actual production．
Key words Pinuns densata;Regeneration evaluation;Factors analysis
基金项目 国家林业局林业公益性行业科研专项(200904045)———典
型森林生态系统生物多样性保育机制研究。
作者简介 吴明山(1978 －)，男，四川彭州人，助理实验师，硕士，从事森林
测计研究。* 通讯作者，教授，博士生导师，从事森林测计的教
学与研究，E-mail:zyxg213@126． com。
收稿日期 2011-09-26
高山松(Pinuns densata)是中国特有种，起源于第三纪
云南松(Pinus yunnanensis)和油松(Pinus tabulaeformis)的天
然杂交种，它耐寒、耐旱、耐贫瘠、有很强的适应能力，是强阳
性树种，也是天然和人工更新的先锋树种［1 －2］。高山松主要
生长于海拔 2 600 ～ 3 500 m 的阳坡或河流两岸，常成纯
林［3 －5］。高山松在不同的立地条件下都可实现天然更新，较
典型的是火烧迹地更新、采伐迹地更新、林隙更新、林下更
新。关于森林更新研究的文献或科研成果较多，但是主要集
中在对森林更新空间结构及群落稳定性［6 －8］，采伐方式或干
扰方式对更新影响等方面进行研究［9］，而对天然更新评价，
特别是对高山松的天然更新评价研究却未见报道。
目前的更新效果评价，通常是单位面积株数越大，更新
效果就越好，反之越差。而实际生产中，单一因子是无法完
全或正确反应更新优劣状况的，因此天然更新的效果除评价
单位面积株数外，还应评价更新苗木的长势。笔者结合单位
面积株数与更新苗木长势，对高山松天然更新进行评价研
究，有助于了解哪一种立地类型使高山松天然更新效果更
好，更能缩短高山松的更新周期，从而提高经济效益，给经营
单位提供参考。
1 材料与方法
1． 1 研究区概况 研究区位于香格里拉县城南部小中甸
镇，地处 27°20 ～ 27°43 N，99°36 ～ 99°59 E之间，属高原寒
温湿润性气候，年均温 5． 4 ℃，年均降水量 617． 6 mm。研究
区是“三江并流”区域的核心地带，也是云南省面积最大的林
区所在地，植被非常丰富。主要松科乔木有云杉、冷杉、高山
松、华山松、云南松等，也有红豆杉、榧木等珍稀树种。
1． 2 调查设计 2010年 8月对研究区域设置样地开展更新
调查，使用样线调查与典型样地调查相结合的方法，分别对
高山松火烧迹地更新、采伐迹地更新、林隙更新、林下更新进
行了调查。样地主要采用 10 m × 10 m样方，每个样方再划
分为 4个 5 m ×5 m小样方，其中林隙更新样地根据实际林
隙大小进行调查。共设置 79 个样地，其中林下更新 10 个、
林隙更新 21个、采伐迹地更新 21个、火烧迹地更新 27个;阴
坡28个，阳坡51个;坡位:山顶平台8个，上坡22个，中坡18
个，下坡 21个，平地 10 个;坡度主要分布在 0 ～ 30°之间;海
拔主要在 3 200 ～3 600 m 之间。在样地内分别对更新苗木
进行每木检尺，包括苗高、地径、年龄及株数，更新苗木界定
标准为胸径 ＜5 cm。
1． 3 评价指标及研究方法 林业中通常使用单位面积株数
来表示天然更新优劣状况［10 －11］，单位面积株数越多，更新就
越好。但单一的单位面积株树是无法完全或正确的反应更
新优劣状况的，因为在无人为干扰的状态下，自然稀疏林木
成林后，其单位面积株数会达到一个恒定的范围值，即密度
表现为一定的稳定性。所以在幼苗阶段，即使有较大的单位
面积株数，随着森林生长，也会有大量的植株死亡，且在高竞
争状态下保留的林木的生长也会受到负面影响。故天然更
新优劣状况的评价应该是综合性的多指标评价，除单位面积
株数外，还应该考虑更新苗木的长势，因为在株数一定的条
件下，高生长的立地更新能更快成林，更新也就更好。所以
高山松天然更新优劣状况评价指标在每公顷株数的基础上，
增加了反映更新木长势的苗高年平均生长量和地径年平均
安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2012，40(1):223 － 225，228 责任编辑 高菲 责任校对 卢瑶
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.01.223
生长量。
高山松天然更新效果评价中，首先使用分量指标进行评
价，在每公顷株数、苗高年平均生长量、地径年平均生长量 3
个方面对比各立地更新效果;再使用因子分析法为基础的综
合评价，综合 3个评价指标的信息，最后以聚类的方法对各
立地效果进行评价分级。
2 结果与分析
2． 1 分量指标评价 对各立地类型的单位面积株树，苗高
年平均生长量，地径年平均生长量分别进行评价分析，其中
单位面积株数采用每公顷株数。评价方法采用图示法及方
差分析法，分析结果见图 1 ～3。
图 1 各立地类型单位面积株数
图 2 各立地类型苗高年平均生长量
图 3 各立地类型地径年平均生长量
在单位面积株数评价指标上，火烧迹地更新为 4 219
株 /hm2，采伐迹地更新为 8 283 株 /hm2，林隙更新为 3 780
株 /hm2，林下更新为 125株 /hm2(图 1)。评价结果按更新优
劣排序依次为:采伐迹地更新，火烧迹地更新，林隙更新，林
下更新。
在苗高年平均生长量评价指标上，火烧迹地更新为 0． 13
m/年，采伐迹地更新为 0． 10 m/年，林隙更新为 0． 09 m/年，
林下更新为 0． 08 m/年(图 2)。评价结果按更新优劣排序依
次为:火烧迹地更新，采伐迹地更新，林隙更新，林下更新。
在地径年平均生长量评价指标上，火烧迹地更新为 0． 36
cm/年，采伐迹地更新为 0． 21 cm/年，林隙更新为 0． 17
cm/年，林下更新为 0． 04 cm/年(图 3)。评价结果按更新优
劣排序依次为:火烧迹地更新，采伐迹地更新，林隙更新，林
下更新。
在单位面积株数、苗高年平均生长量、地径年平均生长
量 3个评价指标上，各立地类型的更新具有明显的差异性
(显著性水平达到 0) ，也就是说各立地类型的更新优劣状况
差别明显，立地类型的不同会影响更新效果。
在方差分析中，单位面积株数、苗高年平均生长量和地
径年平均生长量评价指标在各立地类型更新中差别明显;图
示法分析中，在单位面积株数评价指标上，采伐迹地更新优
于火烧迹地更新，而在苗高年平均生长量与地径年平均生长
量评价指标上，却是火烧迹地更新优于采伐迹地更新。由于
分量评价中出现了分歧，不能得到明确的评价结果，因此需
要对这 3个指标进行综合性的分析。
2． 2 综合评价 在综合评价指标选择上，该研究选择了每
公顷株数，苗高年平均生长量，地径年平均生长量 3 个指标
进行综合评价，使用因子分析法将 3个评价指标综合为 1个
评价指标，将该指标定义为天然更新优劣得分因子。
2． 2． 1 建立模型。天然更新优劣状况因子分析数学模
型［12］:
X1 = μ1 + a1F + ε1
X2 = μ2 + a2F + ε2
X3 = μ3 + a3F + ε
{
3
式中 X1———每公顷株数;X2———苗高年平均生长量;X3———
地径年平均生长量;F———天然更新优劣状况因子(为不可测
度的公共因子) ;μ1，μ2，μ3———各指标均值(数据标准化处理
后为 0) ;α1，α2，α3———因子载荷;ε1，ε2，ε3———特殊因子。
2． 2． 2 因子分析。将分析数据做 KMO和 Bartlett检验。经
KMO和 Bartlett检验得知，KMO 统计量大于 0． 6，Bartlett 检
验显著性水平也很高，说明数据通过检验，适合做因子分析。
使用主成分分析法可以提取其中 2个因子，其累计贡献
率已经到达 88． 25%，满足因子个数对累计贡献率的要求
(表 1)。
因子旋转使用方差最大法，旋转后虽方差贡献率变化不
大，但因子载荷发生了变化，其提取信息量更向 2 个提取因
子集中。定义提取的因子:F1 因子包含有苗高年平均生长量
的 0． 91信息;地径年平均生长量的0． 91信息，几乎为完全信
息，定义为苗木生长因子;F2 因子包含有每公顷株数的完全
信息，定义为苗木株数因子。以方差贡献率为权，可得到天
然更新优劣状况因子 F =(0． 55F1 + 0． 33F2)/0． 88，即为各立
地样地在天然更新优劣状况评价上的综合得分。
将得到的天然更新优劣状况评价综合得分以立地更新
类型为分类单位取均值作图如下。
422 安徽农业科学 2012 年
表 1 因子分析
成分
初始特征值
特征值 方差贡献率∥% 累积方差贡献率∥%
提取因子平方和
特征值 方差贡献率∥% 累积方差贡献率∥%
旋转后提取因子平方和
特征值 方差贡献率∥% 累积方差贡献率∥%
1 1． 65 55． 04 55． 04 1． 65 55． 04 55． 04 1． 65 54． 90 54． 90
2 0． 99 33． 20 88． 25 0． 99 33． 20 88． 25 1． 00 33． 34 88． 25
3 0． 35 11． 76 100
表 2 旋转前后因子载荷矩阵
旋转 成分
单位面积株数
株 /hm2
苗高年平均
生长量∥m/年
地径年平均
生长量∥cm/年
前 1 －0． 1 0． 91 0． 91
2 0． 99 0． 05 0． 06
后 1 －0． 02 0． 91 0． 91
2 1 －0． 02 －0． 02
图 4 各立地类型天然更新优劣得分
从图 4中可以得到使用天然更新优劣状况因子进行综
合评价，火烧迹地更新均值为 0． 42，采伐迹地更新均值为
0． 13，林隙更新均值为 －0． 38，林下更新均值为 － 1． 12。以更
新优劣状况排序依次为:火烧迹地更新，采伐迹地更新，林隙
更新，林下更新。
综合评价解决了分量指标评价的分歧，最终确定火烧迹
地更新优于采伐迹地更新。在分量指标评价中，以单位面积
株数指标进行评价时，采伐迹地更新优于火烧迹地更新。主
要原因在于采伐迹地中有部分保留木在不间断地提供种源，
同时采伐后林地又大面积地改变了光热条件，使种子易于萌
发，而火烧迹地虽然有最好的光热条件，但种源已断。在以
苗高年平均生长量与地径年平均生长量指标进行评价时，火
烧迹地更新优于采伐迹地更新，主要是因高山松为强阳性树
种，火烧迹地具有最好的光热条件所致。而以天然更新优劣
状况因子进行评价的方法，同时兼顾了单位面积株数和更新
苗木长势的因素，能更好地评价各立地更新状况。
2． 2． 3 聚类分析。由于得到的天然更新优劣得分是无量纲
的数值，虽然可以用于比较各样地更新优劣状况，但缺乏形
象的表达，故使用聚类分析法将 79个样地进行分类定级。
以 K值聚类法进行聚类，聚类中心设为 4 个，分别为最
好、良好、一般、很差，立地更新优劣得分为聚类 1(0． 39) ，聚
类 2(1． 02) ，聚类 3(－ 1． 22) ，聚类 4(0． 38) ;聚类结果明显，
类别之间具有显著性差异。
从表3、4可以看出，更新效果最好或很差的样地是少数，
大部分样地更新的评价分级为良好或一般。总体来看具有
良好更新效果的样地还是火烧迹地和采伐迹地，虽然林内更
新主要依靠林隙更新来实现，但其单位面积株数及林木长势
都较差，在调查样地中甚至有 6 个样地因无幼苗数据而无法
评价。相比火烧迹地和采伐迹地，林隙幼苗成林具有较长的
生长期。
表 3 评价分级及各指标平均值
评价
分级
样地数
个
单位面积株
数∥株 /hm2
苗高年平均
生长量∥m/年
地径年平均生
长量∥cm/年
最好 9 9 122 1． 726 4． 21
良好 27 5 908 1． 336 3． 10
一般 31 3 939 1． 100 2． 15
很差 6 285 0． 990 0． 69
注:有 6个样地数据缺失，无法评价。
表 4 各立地类型在各分级的分布 个
立地类型
评价分级
最好 良好 一般 很差
数据缺失
无法评价
火烧迹地 5 16 6
采伐迹地 4 9 8
林隙 0 2 16 1 2
林下 0 0 1 5 4
3 结论与讨论
(1)香格里拉高山松天然更新综合指标评价结果为:火
烧迹地更新效果最好，其次为采伐迹地更新、林隙更新、林下
更新。该评价结果同时兼顾了单位面积株树和更新苗木长
势的因素，能很好地评价各立地更新情况，因此能指导实际
生产。生产单位应更多地采用火烧及采伐为主的高山松更
新方式，其中火烧迹地更新方式能加速高山松成林，缩短更
新周期，提高经济效益。但该研究仅立足于最大化提高高山
松经济效益，并未考虑生态效益及社会效益等因素。火烧迹
地虽然更新最好，但更新后常成纯林，不利于生态保护，因此
不宜大面积实施，应与采伐迹地更新按比例或轮作实施。
(2)在高山松天然更新评价中，该研究打破了传统的以
单一的单位面积株数为指标进行评价的方法，指出了结果与
生产实际存在的偏差问题，并提出加入高山松长势状况指标
进行多指标评价的方法，使评价结果更符合生产实际，为更
新评价提供了新的方法。
(3)该研究在对单位面积株树，苗高年平均生长量，地径
年平均生长量 3 个指标进行分量指标评价分析时出现了分
歧，故采用因子分析法将 3个评价指标综合为 1个指标，即天
然更新优劣得分因子，对 79 个样地进行得分评价获得了较
为明确的结果。
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(下转第 228页)
52240卷 1期 吴明山等 香格里拉高山松天然更新评价分析
表 4 各居住区不同季节观花树种配置 种
居住区
观花
树种
春季观
花树种
夏季观
花树种
秋季观
花树种
主要
科属
雅苑居住区 4 3 1 0 蔷薇科、木犀科
丽景花园 8 6 2 0 蔷薇科、木犀科
翟则沟居住区 7 5 2 0 蔷薇科、木犀科、豆科
怡园居住区 5 3 1 1 蔷薇科、木犀科、豆科
延烟居住区 1 0 0 1 蔷薇科
宏远居住区 2 0 1 1 蔷薇科、锦葵科
注:冬季各居住区均无观花树种。
延安市居住区中色叶树种主要有紫叶李、紫叶桃、紫叶
小檗、金叶女贞，树叶颜色主要为紫色和黄色，其他颜色树叶
的树种极少(表 5)。而且大部分树叶的颜色季相变化少，只
有银杏和火炬树叶子在秋天变色。
表 5 各居住区色叶树种
居住区 树种 颜色
雅苑居住区 金叶女贞 绿中带金黄
紫叶小檗 紫色
紫叶李 紫色
丽景花园 紫叶李 紫色
银杏 金黄色(秋色叶)
紫叶桃 紫色
金叶女贞 绿中带金黄
紫叶小檗 紫色
翟则沟居住区 紫叶李 紫色
紫叶桃 紫色
紫叶小檗 紫色
怡园小区 金叶女贞 绿中带金黄
火炬树 红色
宏远居住区 金叶女贞 绿中带金黄
紫叶小檗 紫色
紫叶李 紫色
3 结论与建议
(1)延安市居住区绿化植物种类较少，绿地结构简单，景
观层次单一，对于观花树种、色叶树种、乡土树种的运用更
少。在选取的 6个调查居住区中，丽景花园树种比较丰富，
多样性指数和丰富度指数均较高，而物种均匀度指数低于雅
苑居小区和瞿则沟居住区，其原因与地理位置、小区建成时
间等有关。
(2)要想增加居民区绿地树种的多样性指数，不仅要增
加树种的丰富度，而且还要进一步加大树种的均匀度。
(3)所抽样调查的居住区内的乡土树种只占延安居住区
绿化树种的 18． 2%，许多具有优良观赏特性的乡土树种没有
得到重视和充分利用，有待进一步开发和推广。要大力挖掘
延安乡土树种、色叶树种、观花树种的潜力，使之形成具有延
安市特色的景观植物。
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