全 文 ：低价林早期诊断:生态因子途径*
杜晓军 姜凤岐* * 沈 慧 林鹤鸣 (中国科学院沈阳应用生态研究所, 沈阳 110016)
摘要 提出了低价林早期诊断的新思路, 即根据低价林的形成规律, 在林分还未表现出低价林状况时就
能诊断出其发展趋势, 以便及时采取相应的经营管理措施.以辽西油松林为例,从生态因子途径开展了低
价林的早期诊断研究, 建立了基于单因素实验和判别分析的生态因子途径早期诊断技术. 研究表明, 土层
厚度 X 1、有机质含量 X 2、土壤全氮含量 X 3、土壤含水率 X 4、土壤微生物总数量 X 5 可选择作为油松低价
林早期诊断的敏感指标; 在综合诊断时引入了判别分析的数量分类方法, 并根据判别分析的思路建立了油
松林生长状况生态因子途径早期诊断方法, 其步骤: 1) 确定判别指标; 2)建立判别函数 Y = 1. 596X 1-
0. 51X 2- 3. 196X 3+ 1. 622X 4+ 1. 898X 5; 3)通过判别函数和研究对象的各项判别指标值进行早期诊断.
低价林早期诊断的技术与方法尚有待进一步地研究、检验和完善.
关键词 低价林 早期诊断 生态因子途径 油松 辽宁西部
文章编号 1001- 9332( 2002) 12- 1523- 06 中图分类号 S757. 1 文献标识码 A
Early diagnosis of lowvalue forest: An approach of ecological factors. DU Xiaojun, JIANG Fengqi, SHEN
Hui, L IN Heming ( I nstitute of App lied Ecology , Chinese A cademy of Sciences , Shenyang 110016) . Chin . J .
A pp l . Ecol . , 2002, 13( 12) : 1523~ 1528.
The management and improvement of lowvalue forests is an important issue of fo restry in China. This paper put
forward a new thought of ear ly diagnosis for lowvalue forest. By applying this method, the forest growth trend
before the explosion of the state of lowvalue forest w as diagnosed according to the formation rule of lowvalue
forest, and so, managers could adopt corresponding management measures in t ime. Taking a case study of Chinese
pine plantations in w estern Liaoning Province, the early diagnosis of lowvalue forest w as studied, and set up ear ly
diagnosis techniques of ecological factor approach based on singlefactor exper iment and discriminant analysis: 1)
follow ing discriminant indices were selected: soil t hickness ( X 1 ) , organic matter ( X 2 ) , soil nitrogen content
( X 3) , so il water content ( X 4) , and soil microbic quantity ( X 5) ; 2) discriminant function could be expressed as:
Y= 1. 596X 1- 0. 51X 2- 3. 196X 3+ 1. 622X 4+ 1. 898X 5 ; 3) early diagnosis of lowvalue forest was carried out by
discr iminant function and the value of each discriminant index. For early diagnosis of lowvalue for est, this paper is a pi
lot study. It is suggested that the forming mechanism of lowvalue forest and their related study should be strengthened.
Key words Lowvalue forest, Early diagnosis, Ecolog ical factor approach, Chinese pine, Western L iaoning
Prov ince.
* 国家! 九五∀重点科技攻关项目( 960070106) .本文为杜晓军博士论
文( 2000)内容.
* * 通讯联系人.
2002- 08- 28收稿, 2002- 10- 16接受.
1 引 言
低价林是对没有达到主要经营目标的林分的统
称.低价林问题已经成为当前我国林业面临的一大
难题[ 5, 22] . 实践表明, 当林分已表现出低价林的状
态时, 其改造难度已相当大,即使投入大量的人力、
物力和财力,效果也常常不尽人意,树龄较大的小老
树改造的效果不如树龄较小的好[ 6] .受医学上预诊
思想的启发,本文提出了早期诊断的新思路. 低价林
早期诊断是根据低价林的形成规律,在林分还未表
现出低价林状况时诊断出其发展趋势, 以便及时采
取相应的经营管理措施, 尽量避免或减少大面积低
价林的出现.低价林早期诊断的途径可分为生态因
子途径和生物因子途径. 本文以辽西油松林为例, 从
生态因子途径开展了低价林的早期诊断研究, 建立
基于单因素实验和判别分析的生态因子途径早期诊
断技术.本研究采用典型样地对比研究的方法, 来检
验油松低价林和正常林主要生态因子之间的差别,
旨在寻找对油松生长的敏感指标; 然后通过引入数
量分类的方法,对这些敏感指标作出综合判断, 以期
达到早期诊断的目的.
2 研究地区与研究方法
2 1 研究地区概况
辽西地区位于 119#~ 122∃E, 40#20∃~ 42#20∃N 之间, 海
拔在 400~ 1200m, 属低山丘陵区. 境内沟壑纵横, 山地破碎,
水土流失非常严重. 区内现有森林面积约 1. 06 % 106hm2 , 森
林覆盖率约 27% . 主要树种为油松( Pinus tebulaef ormis )、杨
树( Populus spp. )和刺槐( Robinia pseudoacacia) ,其中油松人
应 用 生 态 学 报 2002年 12 月 第 13 卷 第 12 期
CHINESE JOURNAL OF APPLIED ECOLOGY , Dec. 2002, 13( 12)&1523~ 1528
表 1 林分概况
Table 1 General situation of forest stands
类 型
T ype
标准地
Plot
坡 向
S lope
direct ion
坡 位
Slope
location
坡 度
Slope
degree
(# )
土层厚度
Soil
thickness
( cm)
pH 林 龄
Stand age
( yr)
平均胸径
Average
DBH
( cm)
平均树高
Average
t ree height
( m)
郁闭度
Canopy
density
密度
Stand
density
( plant∋hm- 2)
低价林 LN 1 东北 NE 上 Upper 10 23 7. 02 30 6. 78 4. 39 0. 56 2245
Lowvalue LN 2 北 N 下 Down 14 35 7. 83 32 7. 42 4. 65 0. 53 2218
forest LQ 1 西北 NW 上 Upper 11 31 7. 01 30 7. 30 4. 48 0. 62 3996
LQ 2 西北 NW 下 Dowm 13 39 7. 18 33 7. 58 5. 1 0. 5 2870正常林 HN 沟底 Bottom 0 > 70 8. 09 33 13. 5 9. 31 0. 55 1445
Normal HQ 沟底 Bottom 0 > 70 7. 39 35 15. 7 11. 1 0. 57 1296
forest HT 东北 NE 中 Middle 25 > 70 7. 21 46* 12. 4 7. 4 0. 77 1633
LN 1、LN 2、HN:牛河梁油松人工林 Chinese pine plantation in Niuheliang region; LQ 1、LQ 2、HQ:欺天林场油松人工林 Chinese pin e plantat ion in Qi
t ian Forest ry Farm; HT:南刘杖子林场天然油松次生林 Secondary forest of C hinese pine in Nanliuzhangzi Forest ry Farm. * 油松上层木平均年龄
Average age of overstory Ch inese pine.
工林面积超过 5. 3 % 105hm2, 占森林总面积的 50%以上, 且
90%以上为纯林, 70%以上为低价林[ 13] .
在辽宁省建平县与凌源市交界处的牛河梁地区、凌源市
欺天林场聂虎沟实验区和凌源市大河北的南刘杖子林场, 选
设典型的油松低价林标准地 4 块、正常生长的油松林标准地
3 块(表 1) .
22 研究方法
土样的采集按 0~ 10、10~ 20 和 20~ 30cm 分层取样, 每
块标准地每个土层的样品为 3 个取样点的混合样; 土壤养分
含量和 pH 值的测定采用风干土, 土壤微生物分析土样( 0~
10cm)为鲜土. 土壤含水量采用烘干法. 土壤 pH 值测定采用
电位法( pHS3 型酸度计) [ 1] . 土壤肥力测定分析: 有机质测
定采用油浴加热K2Cr2O7 容量法, 全氮测定采用凯氏法, 速
效磷测定采用 0. 5M NaHCO3浸提钼锑抗比色法, 速效钾测
定采用 1N NH4OAc浸提火焰光度法[ 1] . 土壤微生物测定分
析:细菌计数用牛肉汁蛋白胨琼脂平板表面涂抹法, 真菌计
数用马丁氏培养基平板表面涂抹法, 放线菌计数用淀粉铵盐
培养基平板表面涂抹法[ 18] .
早期诊断单因子筛选中应用单因素方差分析[ 3, 11]方法;
根据方差分析结果可对该因素在形成低价林过程中的作用
做出初步判断: 1)若该因素在低价林与正常林间有显著差异
( P < 0. 05) , 则该因素可能是低价林形成的主要原因之一; 2)
若该因素在低价林与正常林之间无显著差异( P < 0. 05) , 则
该因素不是导致低价林形成的因素. 单因素方差分析的结果
可筛选出限制油松生长的较敏感的影响因子 ,在此基础上,
需要做出综合判断,本研究尝试引入逐步判别分析的方法来
解决这个问题.通过逐步判别分析建立判别函数, 以进一步
对未知类别的林分或造林地进行判别. 本研究中方差分析和
判别分析均采用 SPSS 软件进行数据处理.
3 结果与分析
31 土层厚度
辽西低山丘陵区坡地土层一般在 15~ 35cm ,油
松低价林主要分布在山坡上.而生长正常的油松林
很少见,偶尔在平地或沟底能发现一小片长势旺盛
的油松.油松低价林的土层厚度明显小于正常油松
林的土层厚度(表 1) . 土层的厚薄反映了植物根系
可利用的空间范围. 随着土层加厚, 营养物质增加,
可利用的水分也增多,土壤相对更加肥沃与湿润.油
松的生长与土层厚度有密切关系[ 19] .因而在辽西山
地造林,土层厚度可作为油松林生长的一个早期诊
断指标.
32 土壤水分
由图 1和表 2 可知, 油松低价林地的各层土壤
含水率均显著低于正常林地的土壤含水率 ( P <
0. 01) ,尽管两类型各自内部的标准地间也有差异,
但类内差异明显小于类间差异,说明土壤含水率可
能是制约油松正常生长的主要限制因子. 对于区内
油松生长来说, 低价林地的土壤含水率一般在
3. 98%~ 8. 96%, 平均为 6. 84%; 而正常林地的土
壤含水率在11. 06% ~ 13. 55% ,平均为 11. 93% .从
3个地方的正常林来看, HN 与 HQ 间无显著差异
( P < 0. 01) , 而 HT 与这两者均有显著差异 ( P <
0. 01) ,体现了天然林生态系统对土壤水分的调节能
力.低价林各个标准地有如下规律: 1)欺天林场的林
地土壤含水率均明显高于牛河梁林地( P < 0. 01) ,
图 1 辽西油松低价林地与正常林地土壤含水率
Fig. 1 Soil w ater content of lowvalue forest and normal forest in w estern
L iaoning.( . 0~ 10cm ; ) . 10~ 20cm ; ∗ . 20~ 30cm ; +. 30~ 40cm .土壤含水率
值为两个旱季的平均值 Soil w ater content value is average value of 2
dry seasons; L: L N1、LN 2、LQ 1、LQ 2 4块油松低价林的平均值L show s
average value of LN1, LN 2, LQ 1, LQ2; H: HN、HQ、HT 3块正常林的平均值H show s average value of HN, HQ,HT .
1524 应 用 生 态 学 报 13卷
表 2 油松低价林与正常林各生态因子多重比较差异表
Table 2 Multiple comparisons of every ecological factor on lowvalue forest and normal forest of Chinese pine
LN 1 LN 2 LQ 1 L Q2 L H HN HQ HT
LN 1 246 2468df 2468df 2468cf 2468bdf 2468bdf 2468bdf 2468bdf
LN 2 246 468df 2468df 48cf 2468bdf 2468bdf 2468bdf 2468bdf
LQ 1 2468df 468df 4 458f 2468bdf 2468bdf 2468bdf 2468bdf
LQ 2 2468df 2468df 4 2468df 2468bdf 2468bdf 2468bdf 2468bdf
L 2468cf 48cf 148f 2468df 2468bdf 2468bdf 268bdf 2468bdf
H 2468bdf 2468bdf 2468bdf 2468bdf 2468bdf 248bf 48adf 2468bdf
HN 2468bdf 2468bdf 2468bdf 2468bdf 2468bdf 248bf 248df 2468bdf
HQ 2468bdf 2468bdf 2468bdf 2468bdf 268bdf 48adf 248df 2468bdf
HT 2468bd 2468bd 2468bd 2468bd 2468bd 2468bd 2468bd 2468bd
L: LN 1、LN 2、LQ1、LQ 2 4块油松低价林的平均值 L shows the mean of LN 1, LN 2, LQ 1, LQ 2; H: HN、HQ、HT 3块正常林的平均值 H show s the
m ean of H N, HQ, HT. 1)有机质显著 S ignif icant of organic mat ter content at the P< 0. 05 level; 2)有机质极显著 Significant of organic matter content
at the P< 0. 01 level; 3)速效钾显著 Significant of available K at the P < 0. 05 level; 4)速效钾极显著 S ignif icant of available K at the P < 0. 01 level;
5 )土壤含水率显著 Signif icant of soil water content at the P < 0. 05 level; 6)土壤含水率极显著 Signif icant of soil w ater content at the P< 0. 01 lev
el; 7)细菌数量显著 Significant of bacteria number at the P< 0. 05 level; 8:细菌数量显著 Significant of bacteria number at the P < 0. 01 level; a)真菌
数量显著 Signif icant of fungi number at the P< 0. 05 level; b)真菌数量显著 Significant of fungi number at the P < 0. 01 level; c)放线菌数量显著
S ignif icant of actinomycetes number at the P< 0. 05 level; d)放线菌数量显著 Signif icant of act inomycetes number at the P < 0. 01 level; e)微生物总
数量显著 S ignif icant of microbe number at the P < 0. 05 level; f )微生物总数量显著 Signif icant of microbe number at the P< 0. 01 level;土层厚度、
土壤全氮、土壤速效磷均差异极显著 Significant of soil thickness, total N, available P at the P < 0. 01 level;除细菌、真菌、放线菌及微生物值为 0
~ 10cm 测量值外,其余均为 0~ 30cm 均值. Bacteria, fungi, actinomycetes and microbe characterized by the value of 0~ 10 cm, the others 0~ 30 cm.
可能是由于牛河梁的草本层和死地被物层保存差的
缘故(牛河梁无封山,欺天林场封山) ; 2)坡下腹的土
壤含水率均稍高于上腹: 牛河梁的两块林地都有显
著差别( P< 0. 01) , 而欺天林场的两块林地都无显
著差别( P< 0. 05) . 这说明牛河梁的林地土壤含水
率随着地形的变异要大于欺天林场,保存好的植被
层能有助于对水分的调节, 能缓和由地形造成的差
异.低价林土壤各层之间的差异不大,可能是由于本
区土层薄的缘故.
33 土壤肥力
由图 2A 可见, 正常油松林的有机质含量均显
著地高于低价林; 低价林土壤有机质含量变幅在
6. 32~ 11. 38g∋kg- 1之间, 平均为 9. 47g∋kg - 1.正常
林土壤有机质含量变动幅度为 22. 24 ~ 27. 81g∋
kg- 1,平均为 24. 72g∋kg- 1.由图 2B可知,正常林地
的全氮含量均显著高于低价林地; 低价林土壤全氮
含量变动在 0. 25~ 0. 78g∋kg - 1范围, 平均含量为
0. 51g∋kg- 1;正常林土壤全氮含量在 1. 08~ 1. 38g∋
kg
- 1之间, 平均为 1. 19g∋kg- 1. 从土壤有机质和全
氮含量来看,低价林和正常林之间有一致的规律,且
变化趋势相同,即低价林地的土壤有机质和全氮含
量显著低于正常水平. 这也是低价林形成的原因之
一.从土壤表层向深层,土壤有机质和全氮都表现出
递减趋势(图 2A和 B) .有机质和全氮可作为油松低
价林早期诊断的一个指标.
从土壤速效磷变化可以看出(图 2C) ,低价林地
图 2 辽西油松低价林地与正常林地土壤肥力对比
Fig. 2 Soil fert ility of lowvalue forest and normal forest of Chinese pine.
A)土壤有机质 Soil organic mat ter; B)土壤全氮 Soil total N; C)土壤速效磷 Soil available P; D)土壤速效钾 Soil available K.
152512 期 杜晓军等: 低价林早期诊断: 生态因子途径
的土壤速效磷变动在 6. 63~ 20. 23mg∋kg - 1范围,
平均含量为 12. 54mg∋kg- 1;正常林的含量在 5. 23
~ 12. 94mg∋kg- 1之间, 平均为 9. 43mg∋kg- 1. 可见
低价林地与正常林地的速效磷含量均较高. 低价林
类型内也非常明显地再分为两类,欺天林场的两块
标准地含量明显高于牛河梁的两块标准地含量, 这
可能与土壤本身性质有关. 若以正常林的养分含量
为正常值,辽西油松低价林地并不缺速效磷, 土壤速
效磷不能作为油松低价林早期诊断的指标. 图 2D
显示了土壤速效钾的含量状况. 低价林地的速效钾
含量变动在 72. 34~ 151. 80mg∋kg- 1之间, 平均为
124. 83mg∋kg- 1, 根据中国科学院南京土壤研究所
钾组[ 8]综合各地的研究结果提出的指标来看, 这相
当于中级土壤供钾水平. 除了牛河梁坡上腹的标准
地 LN1 明显较低外,其余 3块标准地的速效钾含量
都很高.正常林地的速效钾含量在 78. 05~ 133. 43
mg∋kg - 1范围,平均为 112. 10mg∋kg - 1.该结果显示
了牛河梁、欺天林场和南刘杖子林场的立地并不缺
速效钾,因而土壤速效钾含量不能作为辽西油松低
价林的早期诊断指标. 牛河梁和欺天林场坡下腹的
速效钾含量均显著地高于坡上腹. LN1 速效钾含量
相对较低. 这也从一个侧面反映了在牛河梁地区控
制水土流失应是首要任务.
34 土壤微生物
土壤中微生物类群、数量及分布是综合评价土
壤生态环境质量的一项重要指标.土壤微生物的测
定结果表明,每块标准地间的细菌、真菌、放线菌以
及微生物总数量差异很大(表 3) , 但总的趋势是低
价林地土壤各类微生物数量以及总量都明显低于正
常林地的含量. 低价林地细菌、真菌、放线菌及微生
物总量分别相当于正常林地对应项目含量的 7. 04、
6. 65、13. 68和7. 75% . 正常林地和低价林地的细
表 3 辽西油松低价林地与正常林地土壤表层微生物数量对比
Table 3 Microbe quanti ty of lowvalue forest and normal forest of Chi
nese pine
标准地
Plot
细 菌
Bacteria
数 量
Number
占总数
T otal%
真菌
Fung i
数量
Number
占总数
To tal%
放线菌
Act inomycetes
数量
Number
占总数
T otal%
微生物总数
Microbe quantity
( 106 body∋
g- 1dry soil)
LN1 28. 61 78. 73 0. 31 0. 85 7. 42 20. 42 36. 34
LN2 32. 64 81. 25 0. 42 1. 05 7. 11 17. 70 40. 17
LQ1 63. 85 80. 78 0. 68 0. 86 14. 51 18. 36 79. 04
LQ2 65. 53 79. 62 0. 87 1. 06 15. 9 19. 32 82. 3
L 47. 66 80. 10 0. 57 0. 95 11. 24 18. 95 59. 46
H 676. 80 88. 16 8. 58 1. 11 82. 13 10. 72 767. 51
HN 598. 63 87. 24 7. 47 1. 09 80. 12 11. 68 686. 22
HQ 625. 36 88. 96 7. 71 1. 097 69. 92 9. 95 702. 99
HT 806. 42 88. 29 10. 55 1. 15 96. 36 10. 55 913. 33
L : LN1、LN2、LQ1、LQ2的平均值 L shows the mean of LN1, L N2, LQ1, LQ2; H :
HN、HQ、HT 的平均值H shows t he mean of HN, HQ, HT.
菌、真菌、放线菌分别占微生物总数的比例也不相
同,各类微生物的比例是否合理可能也是影响油松
生长的重要因子. 作为腐屑食物链的关键组分微生
物总量明显的缺少, 将直接影响着森林生态系统养
分循环, 因而微生物总数可以作为影响油松生长的
早期诊断指标.
3. 5 生态因子途径早期诊断技术
3. 5. 1 判别指标的选择 通过上面的单因素试验研
究,选择土层厚度、土壤有机质、土壤全氮、土壤含水
率、土壤微生物数量作为辽西油松低价林早期诊断
的判别指标.
3. 5. 2 判别函数的建立 把辽西的油松林分为低价
林和正常林两类. 分别选择典型样地,测试获取各标
准地的土层厚度 ( 0 ~ 30cm )、土壤有机质 ( 0 ~
30cm)、土壤全氮 ( 0 ~ 30cm )、土壤含水率 ( 0 ~
10cm)、土壤微生物总数量数据并建立数据库.运行
SPSS软件调入数据库, 选用逐步判别分析方法, 获
得判别系数为土壤厚度1. 596,有机质- 0. 51,全氮
- 3. 196,土壤含水率1. 622,微生物 1. 898.
建立判别函数: Y = 1. 596X 1- 0. 51X 2- 3. 196
X 3+ 1. 622X 4+ 1. 898X 5
判别函数检验:本研究属于小样本, 故要进行 F
近似检验[ 3] , 经检验该判别函数在显著水平 a =
0. 05的情况下显著.
求判别临界值[ 3] : YC= 768. 179
进行回判:先计算各样品判别值,即将各样品判
别指标代入判别函数求出 Y 值 (表 4) , 则当 Y >
YC,该样品属于第 1类(正常林) ; Y , YC 该样品属
于第 2类(低价林) .根据表 4计算回判准确率: 回判
准确率= 判别准确标准地数/参与判别标准地总数
量 % 100%= ( 4+ 3) / 7 % 100%= 100%.
表 4 林分判别函数值及回判结果
Table 4 Value of discriminant function of forest stand and discriminant
resul t
标准地
Plot
实际类别
Actual
forest type
判别值
Value of
discriminant
( Y )
回判类别
Discriminant
result
判别准确性
Discriminant
accurateness
LN 1 低价林 108. 115 低价林 准确 Accurateness
LN 2 Low value 136. 107 Lowvalue 准确 Accurateness
LQ 1 forest 197. 336 forest 准确 Accurateness
LQ 2 221. 494 准确 Accurateness
HN 正常林 1417. 52 正常林 准确 Accurateness
HQ Normal 1448. 06 Normal 准确 Accurateness
HT forest 1848. 6 forest 准确 Accurateness
3. 5. 3 生态因子途径早期诊断方法与步骤 利用建
立的判别函数可以对幼龄油松林分或造林地进行生
长状况早期诊断. 对于一个未知类别的标准地(幼龄
1526 应 用 生 态 学 报 13卷
表 5 供检验标准地概况
Table 5 General information of forest stands tested
标准地
Plot
坡 向
Slope
direction
坡 位
S lope
locat ion
坡 度
Slope degree
(#)
土层厚度
Soil thickness
( cm)
林 龄
Stand age
( yr. )
平均胸径
Average DBH
( cm)
平均树高
Average tree
high ( m)
郁闭度
Canopy
density
密 度
S tand density
( plant∋hm- 2)
LQ 0 西北 NW 中 Middle 13 28 33 7. 07 4. 67 0. 68 2805
LN 0 西 W 中 Middle 12 32 32 7. 61 4. 49 0. 52 2441
HT 0 东北 NE 中 Middle 15 > 70 42* 15. 7* 16. 2* 0. 71 2138
LQ 0:在欺天林场大北沟 Located at Dabeigou in Qitian Forest ry Farm; LN0:在牛河梁地区 Located in Niuheliang region; HT0:在大河北的南刘杖子
林场 Located in Nanliuzhangzi Forest ry Farm. * 为油松上层木平均值 Average value of overstory Chinese pine. 下同T he same below.
表 6 油松林生长状况早期诊断方法的实例检验
Table 6 Test and appl ication of the method on early diagnosis of Chinese pine growth
标准地
Plot
土壤厚度
Soil
thickness
( cm)
有机质
Organic
matter
( g∋kg- 1)
全 氮
Total N
(g∋kg- 1)
土壤含水率
Soil w ater
content
( % )
微生物总数
Microbe quant ity
( 106∋g- 1
dry soil)
判别分数
Value of
discriminant
早期诊断结果
Result of
early diagnosis
LQ 0 28 9. 67 0. 46 8. 82 83. 94 211. 9 低价林 Lowvalue forest
LN 0 32 6. 59 0. 35 6. 28 39. 75 132. 2 低价林 Lowvalue forest
HT 0 > 70 25. 13 1. 25 10. 95 847. 64 1721. 49 正常林 Normal forest
林或造林地)进行判别其所属类别的方法是: 1)测量
标准地的土壤厚度、有机质含量、全氮含量、土壤含
水率和土壤微生物数量; 2)将测得的数值代入上述
判别函数式,得到各标准地的判别值; 3)求出判别临
界值并把各标准地的判别值与其比较, 当标准地的
判别值大于判别临界值时, 该标准地上的油松林将
会发展成为正常林, 否则将成为低价林.
3. 5. 4生态因子途径早期诊断方法的实例检验 另
外随机选择两块油松低价林( LQ0 和 LN0)和一块油
松正常林 ( HT 0 ) (表 5) , 测定每块标准地的土壤厚
度、有机质含量、全氮含量、土壤含水率和土壤微生
物数量,然后按 3. 3的方法对这 3块标准地进行油
松生长状况的早期诊断(表 6) .
由表 6可知, LQ0和 LN0 两块标准地均被诊断
为油松低价林地, HT 0 被诊断为油松正常林. 这与
实际情况相符合.
4 讨 论
受医学中疾病预诊思想的启发,提出了低价林
早期诊断的思路.低价林早期诊断是一种积极的思
路,也是一种亟待发展的技术,此处的!早期∀是以林
分还未表现出低价林状况时来界定的, 在理论上是
越早越好,而在实践中要依具体情况来定.关于早期
诊断,在农业和林业领域已有相关的研究和应用, 在
林业中多集中在林木遗传性状的预测[ 21]、林木生长
模拟与预测[ 4, 7, 9, 13, 16]、林木病虫害的发生预
测[ 10, 20]、立地类型划分[ 14, 15]、以及由于空气污染所
造成的退化林分早期诊断研究[ 2, 17] .所有这些研究
都可为低价林早期诊断有所借鉴.
以辽西油松低价林为例, 建立了油松低价林生
态因子途径早期诊断技术.单因素试验研究表明, 可
选择土壤厚度、有机质含量、全氮含量、土壤含水率、
土壤微生物总数量作为早期诊断的敏感指标;单一
指标的确定为综合诊断奠定了基础. 本研究中在进
行综合诊断时引入了判别分析的数量分类方法, 并
根据判别分析的思路建立了油松林生长状况生态因
子途径早期诊断的方法: 1)确定判别指标(土层厚度
X 1、土壤有机质 X 2、土壤全氮 X 3、土壤含水率 X 4、
土壤微生物 X5) ; 2)建立判别函数: Y = 1. 596X 1-
0. 51X 2- 3. 196X 3+ 1. 622X 4+ 1. 898X 5; 3)通过判
别函数和研究对象的各项判别指标值进行早期诊
断.本研究结果可应用在辽西低山丘陵区的油松低
价林早期诊断.需要说明的是,本研究中调查范围内
土壤类型均属于褐土, 因此在结果中并没有体现出
土类对油松生长的重要性. 事实上,土壤种类是影响
辽西油松生长的主要因子之一[ 23] .
低价林早期诊断作为一种思路, 对其它问题的
解决也有一定的启发; 作为一种技术,有待进一步的
研究、检验和完善.如何提高低价林早期诊断技术的
准确性和可操作性是一个很重要的问题. 低价林早
期诊断涉及到低价林形成原因和机制等方面的问
题,因而加强相关的基础研究将有助于低价林早期
诊断技术的建立.
致谢 辽西相关林业部门在野外工作中提供帮助 ;本所曹军
博士和沈阳农业大学土地与环境学院在土壤微生物实验和
土壤养分分析中提供帮助, 一并致谢.
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作者简介 杜晓军, 男, 1971 年生,博士,主要从事防护林生
态、植被恢复生态学等研究, 发表论文 10 余篇. Email: dxjzh
@ yahoo. com
1528 应 用 生 态 学 报 13卷