全 文 ：四川林业科技 ( 1 2 卷 )
川中丘陵区柏木林适生立地条件
初步研究 `
杨 韧 邓朝经 覃模昌 代培云
(四川省绵阳市林科所 )
本文应用数量化方法 ,根据 32 个实测样地资料 ,对川中丘陵区柏木林适生立地条件进行初步
分析表明 : 坡 向 、 坡位 、 土层厚度是影响柏木林生长的主要立地 因子 , 且其最适生立地条件为阴坡 、
下部坡位 、厚土层 ;建立了以柏木标准年龄 ( 25 年 )优势高为因变量的预测方程 :
兮毗 = 1 0 . 8 2 2 0 3x 3工 (阴坡 ) + 1 0 . 4 7刁8 8 X 3 2 ( 阳坡 关 0 . 7 7 1 2 2x , 2 (上部 升 l一 4 0 9 3X 。。 (薄土层 ) + 2 .
0 4 6 0 9X1
0 2
(次生起源 ) ;柏木人工林群体遗传品质下降 ,导致了人工林生产力 不及天然次
生林 。
柏木 ( C uP er s us fu en br is )是我国亚热带代表性针叶树种之一 ,也是 目前川中丘陵区人工林面
积最大的树种 。 近年来 ,普遍反映柏木生长缓慢 ,低质 、 低产 、 低效林分增多 ,究其原因 , 立地选择不
当是一个重要因素 。 本文 目的在于对川中丘陵区柏木林的适生立地条件作一探讨 ;为柏木栽培提供
参考 。
样 地 概 况
外业工作于 19 8 6 年至 1 9 8 9 年完成 , 共调查样地 32 个 ,样地主要分布在川中紫色钙质土丘陵
区的剑阁 、 梓渔 、盐亭 、射洪等县 ,约界于此纬 3 0 0 5 0 , 一 3 2 0 2 0 , 、 东经 1 0 5 0 ~ 1 0 5 0 3 0` 之间的一个南北
向窄长形条带上 ,为较典型的柏木分布区和栽培区 , 以中 、 深丘地貌为主 。海拔高度 4 0 ~ 9 0 米 。 属
亚热带温润季风气候 ,年均降水量 9 0 ~ 1 1 0 毫米 ,年平均气温 14 . 9一 17 . 3 ℃ 。 调查林分年龄 16 一
3 6 年 ,郁闭度 0 . 7 以上 ,林分密度 1 0 0 0一 7 0 0 0 株 /公顷 。 林下植被种类 、 数量均较少 、 主要有马桑
( C o r ia r i a is n ie a )
、 小果蔷薇 ( Rose y m osa ) 、 白茅 ( Im p e r a at e y l in d r i e a ) 、 苔草 ( C a r e x e h i n e n s is )等 ,
苔鲜少见 。
研究方法
1
. 资料收集 调查样地设置 ,均选择在林相整齐 ,生长正常 ,病虫害较少的柏木纯林中 , 因受地
形限制 ,部分样地非规则矩形 ,但均保证了样地 内林木不少于 10 0 株 。 样地 内林木每木实测高 、径 ,
伐倒解析林分平均木 ,以 4 株优势木树高平均值作为林分的优势高 。 常规调查地形 、 土壤及林分因
子 。 土壤样品采 自根系分布层 , 室内分析其氮 、磷 、钾全量及速效量 。
2
. 树高调整 以 35 株解析木资料 ,年龄为自变量 、 达各年龄树高为因变量 ,选有 6 个相关式筛
选出相关系数最大者 ( y 一 a 十 b x) ,建立树高与年龄的一元回归方程 ,将实测优势高均调整至标准年
, 本文为四川省林业厅下达课题之部分内容 ,李自刚工程师提出意见 , 外业工作得到梓撞 、剑阁 、 盐亭等县林业局大力支持 。 谨
此致谢 。
试验 简报 ( 2期 )
龄 ( 5 2年) 时的优势高 ( 标优 ) 。
3
. 数据处理 我们选择了与林木生长相关较紧密的 0 1个 因子作为研究对象 ,按经验将其分
级 , 分级标准见表 1 . 首先对各因子内级间标准优势高进行方差分析 。 目的是检验该因子对林木生
长有无显著影响 。
表 1 因子分级标准
因子名称 等 级 分级标准
密度 ( X l ) 疏 ( x 1 1 ) < 2 0 0 0 株 /公顷
中 (x 1 2 ) 2 0 0 0~ 5 0 0 0 株 /公顷
密 (x 、 3 ) > 5 0 0 0 株 /公顷
坡度 (X Z ) 缓 (x 2 1 ) < 10 0
中 (x 2 2 ) 1 0~ 2 0 0
陡 (x 2 3 ) > 2 0 0
坡向 ( X 3 ; ) 阴 ( X 3 1 ) 北 、 西北 、 东北
阳 ( x 3 2 ) 南 、 西南 、 东南
坡位 ( X , 1 ) 上 (X ; l ) 顶部 、 上部 、 中上部
下 (X ; : ) 中部 、 下部
海拔 (X ; ) 低 ( x s , ) < 6 0 0 米
高 ( x o Z ) ) 6 0 0 米
水解氮 (X 6 ) 高 ( x 。 , ) > 10 毫克 / 10 0克
中 ( X 6 2 ) 7一 1 0 毫克八 0 0 克
低 ( X o 3 ) < 7毫克 / 1 0 0 克
速效磷 (X 7 ) 高 ( X 7」 ) > S PP m
低 ( X 7 2 ) ( S PP m
速效钾 (X s ) 高 ( X : , ) > 巧 毫克 / 10 0克
中 ( X : 2 ) 1 1 ~ 1 5毫克 / 1 0 0克
低 ( X s 3 ) < 1 毫克 / 10 0 克
土层厚度 (X 。 ) 厚 ( X o l ) ) 50 厘米
薄 . ( X o Z ) < 50 厘米
林分起源 ( X l 。 ) 人工 ( X ,。工 )
次生 ( X l o Z )
四川林业科技 (1 2 卷 )
然后将与林木生长有显著影响的因子挑出来 ,采用数量化方法 , 与标准优势高组成〔0 , l 〕简化
反应阵 ,最终得到一个以标准优势高为因变量 、 立地因子为 自变量的多元线性方程 ,作为预测模型 。
结果讨论
1
. 各因子内级间优势高方差分析结果与讨论
表 2 . 方差分析结果
因子名称 F F o . 0 5
密度 ( X , ) 1 . 0 06 3 . 3 4
坡度 ( X Z ) 0. 4 1 4 3 . 3 4
坡向 ( X 3 ) 5 . 3 9 1 娜 4 . 18
坡位 ( X ; ) 8 . 2 2 0 价 4 . 1 8
海拔 ( X S ) 1 9 . 1 9 5 奋 4 . 1 8
水解氮 ( X 。 ) 0. 2 7 9 3 . 6 8
速效磷 ( X 7 ) l 。 2 9 1 3 . 6 8
速效钾 (X 。 ) 1 . 2 1 3 3 . 6 8
土层厚度 ( x 。 ) 9 . 1 5 0 香 4 . 1 8
林分起源 ( X 、 。 ) 1 5 . 8 9 7 . 4 . 1 8
由表 2 可见 , X 3 、 X ` 、 X S 、 x , 及 x , 。等因子级间标准优势高差异
显著 ,即上述因子对树高生长有显著影响 。 但并不能因此断定
其它因子对林木生长肯定没有显著影响 。 因为因子间的交互
作用可凝 z 盖这种影响 。 下面分别逐个因子进行讨论 。
①密度 ( X l )据国内外研究证明 ,在许多树种中 , 密度对立
木上层高 (优势高 ) 生长影响较小 ,而对生物量影响较大 。 由方
差分析结果 ,我们认为 ,柏木也具有相似规律 。 即选择标准优
势高为柏木立地评价依据是可靠的 。
②坡度 ( x Z )一般而言 ,坡度对林木生长有一定影响 ,坡缓
对保存土壤和积聚水分有利 。方差分析结果差异不显著 , 可能
是因为人类活动的影响渗杂在 内 。在调查区内 , 有些缓坡上柏
木生长良好 ,但也有些缓坡是过去曾经垦耕过的撩荒地 ,表层
土壤大量流失 , 土壤肥力低下 ,柏木生长不 良 。相反 ,在一些 人
为活动较少的陡坡 ,保存住了植被和土壤 ,对柏木生长有利 。
这些因素降低了坡度影呐柏木生长的显著程度 。
③坡向 ( x 3 ) 以往的研究结论 ,认为在川中丘陵区坡向是影响柏木生长的重要立地 因子 ,并认为
阳坡柏木 比阴坡生长好 。 我们的调查资料分析表 明 , 坡向对柏木生长有显著的影响 , 且阴坡 比阳坡
好 。 我们认为这一结论是可信的 。 依据有二 : 1 、 在川中丘陵区 ,雨量较少且分布不均 , 干旱历来是该
区农林业生产的主要限制因子 。 我们对柏木与气候因素关联分析结果 ,水分同样也是柏木生长相关
最紧密的因子〔 , 〕在北纬地 区坡向的水分梯度是按下列次序排列的 : 东北一北一西北一东一东南一
西一南一西南 〔2) , 即阴坡水分较阳坡充足 ; 2 、 柏木幼树喜侧方蔽荫 ,需较阴湿的立地环境 。 而幼树生
长良好是柏木成林成材之先决条件 。
④坡位 ( X ; )不同坡位柏木生长有显著差异 。 在坡下部 ,往往地势较缓 ,土层深厚 ,即水分 、 肥力
条件较好 ,对柏木生长有利 。
⑤海拔 ( x 。 )不同海拔高度柏木生长差异显著 , 且低海拔 ( 6 0 0 米以下 ) 区较高海拔区生长 良好 。
按常规在同一纬度带 , 降水随海拔上升而增加 ,而水分又是柏木生长的主要限制因子 ,则应该是高
海拔区较低海拔区更有利于柏木生长 (在柏木分布海拔上限以下 ) 。 我们的分析结果之所以与一般
规律 不符 , 可能是 由于参加分析的低海拔区资料太少 ( 4 个样地 )而引起的误差 。 对此我们暂不结
论 。
⑥水解氮 (x 6 ) 、速效磷 ( x 7 ) 、 速效钾 ( x , )三元素级间标准优势高无显著差异 。 但尚不能因此断
定三元素含量对柏木生长无显著影响 。 我们对柏木养分年动态的研究表明 , 上述三元素在柏木叶中
的含量变化均与柏木年生长节律密切相关 ,属季节性升降型 〔3 〕 。 而三元素在土壤中有效部分占全量
比例较小 、 氮 、 磷尤甚 〔 4 , 。 之所以分析结果不显著 , 可能有如下两方面的原因 : l) 其它因素掩盖 ,如土
层厚度对可利用养分总量的影响有可能较相对含量的影响大 ; 2) 调查样地养分含量均能完全满足
林木需要或均不能满足需要 。
试验 简报 (2 期 )
⑦土层厚度 (x。 )土层厚度是柏木生长是否 良好的关键因素之一 。 土层厚度既影响土壤有效养
分总量 ,也影响土壤水分状况 。 柏木虽然具有耐膺薄 、 耐旱的特性 ,但在山顶薄土上往往生长不良 ,
形成 “ 油头树 ” , 定植后 3一 5 年即开始大量结实 , 早实早衰 ,难以成林 。 我们曾做柏木施肥试验 ,施肥
比不施肥生长速度提高一倍以上 。 说明柏木仍喜水分 、 肥力条件较好的立地 。
⑧林分起源 ( x l 。 )林分起源不是环境因子 , 而是林分因子 , 它影响林分的遗传品质 。 就常规而
言 , 人工林因人为干涉 ,选择遗传品质较好的种子 ,创造适生立地环境 ,应具有较天然次生林高得多
的生产力 。 但在我们的调查中恰恰相反 ,直观调查很多天然次生林较人工林长势旺盛 ,方差分析结
果天然次生林显著优于人工林 。 究其原因 , 川中丘陵区柏木人工林多分布于人口稠密区 ,长期砍优
留劣 , 造成了树种群体遗传品质的下降 ,在幼树 “ 油头树 ” 上采种育苗造林 ,更加速了这种恶性循环 。
而在天然次生林中 , 由于大自然的优胜劣汰 ,一部分优良基因被保存了下来 。 因此表现 出较人工林
更大的群体优势 。 由此 , 我们引伸出另一个问题 , 即在重视柏木人工林优良基因资源选择和收集的
同时 , 还应加强天然次生林中优良基因资源的保护和收集工作 。
2
. 预测模型建立
由表 2 可见 , 因子内级间优势高方差分析结果 , 坡向 ( X 3 ) 、坡位 ( x ; ) 、 海拔 ( x s ) 、 土层厚度 ( X 。 )
林分起源等 5个因子级间差异显著 ,说 明这 5 个因子肯定对柏木生长有显著影响 。 但海拔 ( x 。 )因样
地数较少 ,难以定论其作用 ,剔除 ,用余下 4 个因子建立与标准优势高的多元回归方程 ,作为预测模
型 :
兮毗 = 10 . 8 2 2 0 3 X 3 , (阴坡 ) + 一0 . 4 7 4 8 8X 3: (阳坡卜 0 . 7 7 r 2 2 X ; : (上部卜 l . x通0 9 3 X , : (薄土层勺+
2
.
0 4 6 0 9 X I。 : (次生起源 ) … ( 1 )
剩余标准差 s 一 l , 2 7 8 7 9 5
复相关系数 R 一 0 . 7 13 0 3 7 3 经检验 ,模型可用 。
由模型 ( l) 可以认为 , 在川中丘陵区 , 柏木的最适生立地条件应是阴坡 、 下部坡位 、 厚土层 。我们
在剑阁小剑乡调查的 8 9 0 8 号样地 ,坡脚溪旁冲积厚土层上的天然次生柏木纯林 , 26 年生林分平均
胸径 19 . 4 厘米 ,平均高 12 . 5 米 ,优势木胸径 28 . 0 厘米 ,高 1 5 . 5 米 ; 而在梓渔国营林场 8 8 1 1 号样
地 ,坡上部僵石薄土阳坡上的 24 年生人工林 , 平均高仅 5 . 7 米 ,平均胸径 6 . 2 厘米 。 在干燥瘩薄之
阳坡上部和坡顶 ,宜以马桑 、 恺木等首先覆盖 ,待土壤及小气候环境得到一定改善之后 , 再混交柏
木 。
小 结
1
. 在影响柏木生长诸立地因子中 , 以坡向 、 坡位 、土层厚度影响最大 。
2
. 柏木人工林群体遗传品质下降 ,导致了人工林生产力不及天然次生林生产力 。
3
. 预测模型 :
兮标优 = r o . 8 2 2 0 3 x 3 1 (阴坡 ) + 1 0 . 4 7 4 s 8 x 3 2 (阳坡 ) 一 0 . 7 7 1 2 2x ; 2 (上部 ) 一 l 一峨0 9 3x , 2 (薄土层 )
+ 2
·
0 4 6 0 9 X I。 : (次生起源 )
柏木的最适生立地条件应是阴坡 、 下部坡位 、 厚土层 。
参 考 文 献
〔均沈国舫等 , 1 97 9 影响北京市西山地 区油松人工林生长的立地因子 ,北京林学院学报 , 第 1期 。
〔2〕杨韧 、邓朝经等 , 19 90 ,川中丘陵区柏木人工林养分年动态研究 , 四川林业科技 ,第 2 期 。
〔3〕杨韧 、邓朝经等 , 19 89 ,川中丘陵区柏木人工林营养元素含量及分布的研究 , 四川林业科技 ,第 1 期 。
〔们符伍儒等著 , 数理统计 , 中国林业出版社 , 19 8 0 。