全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
斑 它 一 州 如
, , 一
街日璐
杨树人工林生态系统立地质纽因子的
定 排序与评价
金志农 江西省科学院生物资源研究所
, 南昌 。
【摘要 】 从系统论的观点出发 , 运用多元数理统计法 , 系统地辩识和评价了长江中游平原地 区 黑
’
杨派南方型无性系 一 杨 , 一 杨 主要立地因子 , 结果表明 , 土壤有效水分是主要的综合立
地因子 , 其对林分优势高生长的贡献率为 卜 杨 和 一 杨 , 其次是物理性
状和通气条件 , 各占 左右 土壤养分贡献率最低 , 仅 左右 主要立地子因子包括水 淹 程
度 、 微地形 、 地下水位 、 经营程度 、 土壤质地 、 土壤结构和 值 , 累积贡献率达到 以上 文
中最后编制了具有数量化立地指数表和地位级表双重功能的立地因子贡献值表 。
关键词 立地质量 立地因子 一贡献率
一
, ,
一 , , , 一
宜 。
,
一 一
主 ,
,
, , 翻 , 。 , , 主
,
, , 伪
爹
引 言
。
杨树是中纬度地区分布最广 、 生长速度最
快的树种之一 , 在当今世界性森林资源瞪乏的
困境中 , 杨树尤其是黑杨派南方型无性系 , 以
其速生 、 高产 、 用途广等优良特性 , 在许多国
家和地区得到广泛重视 我国 自 年代初从意
件 国家“ 七 五 ”攻关项目 “ 黑杨派南方型无 性系速生丰产技
术的研究 ”的一部分 。
承蒙叶境中教授 、 吕士行教授的指导 , 徐锡增副教授审
阅初稿 , 在此一并致谢
本文 于 , 年 月 日收到 。
大利引种南方型无性系 一 杨 , 工一 杨 获得
成功以来 , 发展十分迅速 , 至今造林面积已逾
, 在南至北纬 。 广西柳州 、 云南
昆明一带 , 北至北纬 。 山东济阳 、 邹平一
带 的广裹地域内推广 〔‘ ’ 但是 , 该无性系属
外来品种 , 对该无性系在本区的生态适应性 ,
尤其是对土壤的适宜性 , 尚缺乏系统定量的研
究 本文 以长江中游平原地区杨树人工林生态
系统为研究对象 , 试图从系统论的观点出发 ,
从影响黑杨派南方型无性系的土壤因子入手 ,
运用多元数理统计方法 , 定量分析杨树人工林
主 。 ,
应 用 生 态 学 报 卷
生态系统的立地因子与树木生长 间 的 数 量关
系 , 在此基础上提出新的杨树立地质量评价方
法 , 为合理地选择造地林和有针对性地改造低
产林分提供科学依据
长江中游平原地 区在这里特指湖南省洞庭
湖平原 、 湖北省江汉平原以及江西省都阳湖平
原 该区域属亚热带暖湿季风性气候 , 水热资
源丰富 , 年 均 温 一 ℃ , 年 降 雨 量
一 。 无霜期 一 天 ,
温暖指数 一 ℃ 区域内多属 冲 积 性 土
壤 , 其母质为河湖相冲积物所组成 生长杨树
的土壤类型主要为灰河 湖 潮土 , 有机质含量
。 一 , 全氮 一 , 速 效 磷
一 , 速 效 钾 一 。
, 水提 一 。
研究的树种为本区主要栽培 的 两 个 无性
系 。“ ”
一 简称 一 杨 和
“ ”
简称 一 杨 。
立地因子贡献率的计算方法
立地因子对杨树生长的相对重要性 , 这里 称之为
因子贡献率 本文采用多元回归分析和 通 径 分 析 方
法 , 对立地因子贡献率进行定量排序 。
同一综合因子下的子因子贡献率 设某一综合
因子由”个子因子组成 , 共调查 个标准地 , 以该 扑个
子因子为自变量 , 玄 , , ⋯ , , 林分优势高为应
变量 , 用最小二乘法可解得
。 习 ‘ ‘
其中如一 为回归系数
为了求自变量 日对应变量 的相对重要性 ,
需对回归系数 日施行标准化 , 即
尸 ‘一 ‘了
云 ‘ , 一 ‘ ’
兄 , 一
了一
其中 峥 , 为标准回归系数
又有
分析方法
立地因子的递阶层次结构
立地质量是衡量人工林生态系统生产力水平 的综
合性概念 , 具有复杂的层次结构 , 所以立地因子 的排
序实质是系统的多因子综合评价问题 。
在区域性气候条件比较一致的前提 下 , 影 响杨
树生长的立地因子中以土壤条件最为重 要 一般认
为 , , , ‘一 可以由 个综合立地因子衡量立地质量
土壤有效水分 , 物理性状 , 通气条件 ,
土壤养分性状 每个综合因子由若干可测的子因
子构成 子因子与综合因子的归属关系由表 可见 ,
其中定性因子等级划分标准是 水淹程度分不水淹 、
偶尔水淹和经常水淹 , 微地形分台地 、 平地和洼地 ,
地下水位分 三 、 一 、 一 、
一 和之 质地分粉质 、 壤质 、 粘质和
砂质 , 结构分粒状 、 块状和单粒状 , 经营程度分集 约
和粗放 共它子因子均为定 昆指标 , 其中容重和 硬 度
分制 取 一 实测值 , 有机质 、 全氮 、 速 效
磷 、 速效钾和 值取地表 。一 实测值
言 ⋯ 艺 ‘ , ‘一 ,
⋯ 为决定系数 , 即 个子因子对应变量的总贡
献 , 它可分解为玲项 , 记第艺个自变量的贡献率为 ‘ ,
则有
“ , 一 ‘一 ‘。。 众
‘ , ‘一
‘ 即为第 个子因子对林分优势高 应变量 的 贡献
率 , 用百分率表示 , ‘ , 为第 乞个自变量与应变量的偏
相关系数
综合因子贡献率 某一综合因子对林分优势高
的贡献率由构成该综合因子的若干子因子与林 分优势
高的决定系数占总决定系数的比例表示 , 即
研“ , , · ,“” 息 ‘
其中 , 为第 个综合因子贡献率 , , 为第 个
综合因子的决定系数
,
期 金志农 杨树人工林生悉系统立地质量因子的定量排序与评价
。 不同综合因子的立地子因子相对重要性排序
综合因子贡献率的差异限制了不同综合因子各子因 子
间直接进行比较 , 为此需把所有立地因子放在同一 级
水平上进行比较 , 即计算立地因子总体贡献率
, 牙 ,
其中 , ‘ , 为第 个综合因子第 ￡个子因子的总体 贡
献率 , 门 为第 个综合因子中第 乞个子因子的贡献
率 , , 为第 个综合因子贡献率
结果与讨论
本文分别无性系计算了树龄 、 和
年生时的因子贡献率 , 结果汇编于表
表 立地子因子贡嗽串表
一 一
无 性 系
综合因子 子 因 子 一 一
树 龄将 麟 , 平均
入
树 龄 ’ 平均
入
冉舀丹‘月匕勺山竹‘,曰
⋯
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一
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物理性状
水 淹程度
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地下水位
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。 。 。 一 。 。 。 。 。
一 。 一 。 一 。 。 一 。 一 。 。 工 。
。 。 。 飞 。 。 。 。 。
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月
⋯质氮磷钾机效有全速
通气性状
土坡养分
经营程度
孔 隙 度
。
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一
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。 一
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。
立地子因子贡献率分析
土壤水分特征 有效水分特征由水淹程
度 、微地形和地下水位 个子因子表征 , 结果表
明 个子因子中 , 水淹程度是影响杨树
生长的主要因子 , 其贡献率分别达 到
一 杨 和 一 杨 , 超过或接近
微地形和地下水位比较接近 , 各 左
右 随着树龄的增长 , 水淹程度的贡献率
有下降趋势 一 杨从 年生的 下降
到 年生 , 下降幅度为 一
杨从 下降到 , 下 降 幅 度 为
, 两个无性系下降的幅度基本一 致 。
与此相反 , 地下水位的贡献率随着树龄的增长
而增加 , 工 一 杨从 年生 增加到 年
生 , 增加幅度为 一 杨 从
增加到 , 增加幅度为 ,
大于 卜 杨 由此可见 , 随树龄增长 , 杨 树
抗活动水淹的能力有所提高 , 而长时间发生作
用的地下潜水对杨树生长的抑制作用也相对有
所增强 , 工 一 杨表现得尤为明显 据对
块标准地的统计 , 不受水淹的林分优势高较
受水淹的高 左右 。
土壤物理性状 分析表明 , 结构和质地
是影响杨树生长的主要因子 , 结构的贡献率分
别为 一 杨 和 一 杨 ,
质地 为 。 一 杨 和 一
杨 , 二者合计超过
据分析 , 粉质和壤质粒状结构的土壤最有
利于杨树生长 。 就土壤结构而言 , 若以 单粒状
土壤上生长的林分优势高为 , 则粒 状 为
,
应 用 生 态 学 报 卷
产一 一 一 一 一 一 口
卜 杨 和 一 杨 , 块 杨 和 一 杨 , 而其余 个养分因
状 为 工 杨 和 工一 子的贡献率均未超过 但总的来看 , 以这
杨 类似地以粘土林分优势高为 , 则壤 个因子构成的综合养分因子与杨树生长的关
土 为 工一 杨 和 工一 系不甚密切 , 复相关系数仅 工 一 杨 年 生 达
杨 , 砂土为 工一 杨 和 显著水平 , 其余均不显著 , ”
工一 杨 由此可认为 , 在 目前的土壤水气条件下 , 至少
本区土壤容重变 化 不 大 , 平 均 为 是树龄不大于 年生时 , 养分不构成九杨树生
, 变异系数仅 , 属杨树适生范围 长的限制性因子
一 〔 ”
二
综合因子贡献率分析
土壤通气性状 分析表明 , 立 地 改 良 在 个综合因子之间 , 土壤有效水分是本
经营程度 是影响杨树生长的主要通气性状因 区杨树生长的主要综合因子 , 其贡献率两个无
子 , 其贡献率分别达到 工一 杨 和 性系分别达 到 工一 杨 和 纬
工 一 杨 , 集约经营的林分优势高比 工 一 杨 , 土壤养分贡献率最小 , 仅分 别 为
粗放经营的高出 左右 工 一 杨 和 工一 杨 物理
土壤养分特征 本文仅讨论 土 壤 有 机 性状和通气性状比较接近 , 各为 左右 , 不
质 、 全氮 、 速效磷 、 速效钾及 值 分析表 同树龄综合因子的贡献率大小顺序基本一致 ,
明 , 影响杨树生长的主要养分因子是速效钾和 表明综合因子对杨树生长的作用具有较高的稳
值 , 贡献率速效钾为 工一 杨 和 定性 表
一 杨 值为 一
表 综合因子贡献率表
‘ 一 一
性 系
综合立地 因子
无
一 。 一
以 树 龄
签 平均 柯 岭
’ 平均
有效水 分
物理性状 ·
通气性状
土壤养 分 。
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表 立地因子总休贡献率表
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水淹程度 微 地 形 地下水位 质 地 结 构 容 重 硬 度
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经营程度 孔 隙 度 有 机 质
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主 ,
期 金志农 杨树人工林生态系统立地质量因子的定量排序与评价
表 一 杨立地因子贡献值表 功
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综合因子
树龄补 铭
综合因子贡献率
有效水分 物理性状
。 。 。 。 。 。 。 。
‘几召月二曰通一匕‘︺甘
⋯
月‘﹃幻任通,曰的,二
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一不水淹
一偶尔水 淹
一经常水淹
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。 一壤 土
土 壤质地 一砂 土
‘一粘 土
土壤结构一
一粒 状
一块 状
一单 粒 状
九印‘勺自一介舀几六︸
⋯
,口水淹程度
子 因子贡献率
一凸地排水
微 地 形一 一平地排水
一凹地排水
子因子贡献率
一 一
地下水位州一
一
子 因子贡献率
一 。
土城容量一
一 。 一 。
一 。 一 。
一
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⋯吸︺几‘
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⋯
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综合 因子 有效养分 通气性状
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约等放
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一 即
速 效 钾 ⋯一‘ 一
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一 一 。一 · 。
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。
子因子贡献率 写 一 。
, 树龄 二 林龄 二
,
。 应 用 生 态 学 报 卷
立地因子总体贡献率分析
立地因子总体贡献率反映了在研究的 个
立地因子之间直接比较时 , 各因子的相对重要
性 表 。
结果表明 影响两无性系生长的主要
立地因子是一致的 , 包括水淹程度 、 经 营 程
度 、 微地形 、 地下水位 、 质地 、结构和 值 ,
其累积贡献率达 以上 , 无性系不同 ,
其主要立地因子贡献率大小顺序有差 异 工
杨的顺序为水淹程 度 经营程度
结构 微地形
地下水位 质地 值
一 杨为结构 经营程
度 水淹程度 微地形
地下水位 值
质地 。
立地因子贡献值表
立地因子贡献率与林分优势高之积为该立
地因子对林分优势高的实际贡献值 将林分优
势高划分为 个等级 , 相应地把每个立地因子
也划分为 个等级 , 个等级的林分优势高分
别与立地因子贡献率相乘 , 其值分别为该立地
因子 个等级的贡献值 , 以此编制立地因子贡
献值表 表 。
立地因子贡献值表既可用于有林地林分生
长和无林地立地质量的评价 , 因而具有数量化
立地指数表的功能 , 也可用于对立地因子进行
全面地比
、
较分析 , 找出主要因子 , 进而划分立
地等级 , 因而又具有地位级表的功能 但从实
用性而言 , 该表的主要 目的在于为系统地评价
立地因子对杨树生长的作用规律提供方便 。
结 论
影响长江中游平原地区黑杨派南方 型 无
性系 工一 、 工一 生长的主要综合立
地因子是土壤有效水分 , 其次是物理性状 、 通
气条件 在目前的土壤水气条件下 , 至少是树
龄不大于 年生时 , 土壤养分不构成为本区杨
树生长的限制因子 。
影响杨树生长的主要立地因子有 水淹程
度 、 微地形 、 地下水位 、经营程度 、土壤质地 、
土 壤 结 构 和 值 。 其累积贡献率达 以
上 , 两无性系的 个主要立地因子贡献率大小
顺序有差异
分别无性系编制的立地因子贡献值 表 具
有数量化立地指数表和地位级表的双重功能 ,
然而 , 其作用主要在于为从全局上系统和直观
地分析和认识土壤因子对南方型无性系生长的
影响 。
参 考 文 献
吕上行等 。 南方型无性系立地质量评价的研究 ,
黑杨派南方型无性系速生丰产技术论文集 。 学术期
刊 出版社 , 北京 , 招一
吕士行等 。 杨树造林的几个主要技术问题
黑杨派南方型无性系速生丰产技术论文集 学术期
刊出版社一 北京 , 一
莫惠栋 。 农 业试验统计 上海科学技术出版社 ,
上海 。
李贻锉等。 。 黄淮海及长江中游平原土壤与杨
树生长关系的初步研究 。 林业科学 , 一主
,
。
, 工。了
滩艺 玄
一 。
仍 砒
。 , 一
, 日
工 一
名
。
, 一 。
,