全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
, , 一
吉林通化地区杨树栽培的生态区划 ‘
任春华
范志平
通化师范学院 , 通化
中国科学院沈阳应用生态研究所 , 沈阳 巧
【摘要 】 选取通化地区与杨树生长有密切关系的 、具典型代表和鲜明时空分布规律的气
候因子和 自然地理因子作为统计指标 , 运用聚类分析方法对全 区林业生态环境进行分类
区划 , 划分为 个气候小区 调查全 区 个引种的杨树生长状况 , 重点针对其抗寒性进行
分类分级 针对杨树新品种与该地区环境适应性关系 , 确定杨树栽培的生态 区划结果 , 并
对每一气候小 区的特殊情况具体分析 , 提出杨树引种栽培的科学依据
关键词 通化地 区 杨树 栽培 生态区划
雌 雌 峪
动 肠 聊 。动
, 飞 二 解诫
肠 , , 入。男 一 召 云 , , , 一
,
肠 卯
, 即
, 一 因
卯 司 叩 目
卯 眼
卯 ,
。
, ,
引 言
杨树种类约有 余种 , 广泛分布于
欧 、亚 、北美一般在
。 一 范围 , 垂直
分布多在海拔 以 下川 在吉林省通
化地 区 广 泛 分 布 着 小 叶 杨 尸吵“
￡‘ 、 大青杨 、 香杨
无 、 小青杨 尸 , , 等乡
土杨 , 从 年代开始该地区开展了杨树新
品系的引种工作 据统计 已 进各种杨树
品系近 个 , 并开始发挥着显著的防护效
益和经济效益
通化地区属于温带气候区 , 气温较低 ,
决定了杨树造林必须选择抗寒性强 的树
种 , 能否正确选择抗寒性强的杨树品系进
行造林是关系到杨树的成活 、 生长和造林
成败的关键 而引进的各种杨树品系 , 原产
地多是气温较高的欧美国家 , 对气温的要
求 、水平分布极限都有其局限性 而在该地
区引种和造林过程中 , 忽视对一些杨树新
品系抗寒性的研究 , 盲 目引进新品系 , 致使
一些地方因为营造了抗寒性差的品系而使
造林遭到失败 , 有的造林违背了适地适树
原则 , 致使一些杨树新品系造林后成活率
低或生长不 良形成小老树 , 林分质量差 因
此 , 针对杨树新 品种与该地区环境适应性
, 国家“ 又五 ”科技攻关项 目 一 一 一
一 一 收稿 , 一 一 接受
应 用 生 态 学 报 卷
关系 , 进行杨树引种栽培的生态区划研究 ,
为生产部门引进栽培杨树提供科学依据
自然概况与研究方法
自然概况
通化地 区 位于吉林省南部 , ‘ ’ ” 一
, ’ ‘
一
’ ’ ’ , 属 于温带 年均最高温
度 ℃ , 年平均最低温度 一 ℃ 年均温度
包℃ , 年均降水量 年 日照时数在 一
, 无 霜 期 一 , 年 积 温 ℃ 一
℃ 三分之 二 以 上的面积为 山 区 , 龙 岗山脉
及其分支老岭 山脉 纵 贯 全 境 海拔高度 一
, 地势由东南向西北沉降 地质类型为古生
代 、 中生代形成的沉积岩 、 火成岩 , 土壤为山地灰
棕土 、 山地棕黄 土 、 山 地 沙 石土 一 些 沟谷 和平
原 , 由于 长期 自然演 变形成 冲淤土 、 黑 土 、 草炭
土 、灰黄土 、 红黄土 ’
表 通化地区主要气象因子年平均值
已 诬皿 抽 ”
馆 峨一
地 点 ℃有效积温 海 拔 降雨量
、
℃
临江
辉南
通化 呢
海龙
集安
图 通化地区年降水量等值线图
公
研究方法
针对通化地区 的自然环境实际情况 , 选取与
杨树生长有密切关系的 、具典型代表和鲜明时空
分布规律的气候 因子和 自然地理 因子作为统计
指标 , 运用聚类分析的方法对通化地区 的林业生
态环境进行分类 区划 划分气候 小 区 全面调查
全区 个引种的杨树 生长状况 , 重点针对其抗
寒性进行分类分级 最后确定通化地区杨树栽培
的生态区划结果 并对每一气候小区的特殊情况
具体分析 提出杨树引种栽培的科学依据
集安
适卜
图 通化地区 ℃有效积温等值线图
一
结果与分析
小气候区域的划分
分 区 因子 的选取 依据气候 、 自然
地理概况等选取年均气温 ℃ 、 年降水量
、 ℃的积温 、年最低气温 ℃ 等
种气候因子和海拔高度 、土壤类型两
种 自然地理因子作为分区指标 , 取样地点
分布在通化全区范围内
聚类分析 聚类分析是一种多元 、
客观分类方法 , 其基本原理是依样品的属
性或特征定量地确定其间的亲疏关系 , 再
按亲疏程度分型划类 , 得 出能反映个体间
亲疏关系的分类系统 衡量样 品间相似性
与差异性的指标用欧 氏距离系数 。 , 距
离 系 数 愈 小 表 示 两 地 统 计 因 子 愈 相
期似 ,
· 〕其公式为
任春华等 吉林通化地区杨树栽培的生态 区划
划分为 个气候小区 图
。 艺 · ‘ 一 戈 , , ’‘ ,
、
、、泊
长司
。为 ￡、 两点的距离系数 为第 点第
因子的值 戈 为第 点第 因子的值
为因子个数 为指数 , 这里 二
统计因子的数据标准化
因欧氏距离与各指标的量纲有关 , 而
量纲的选取有一定人为性 , 如指标单位不
同 , 计算出的距离系数就有可能不能如实
反映情况 为便于分析 , 首先将各代表样本
的统计因子的数据标准化 , 以 消除不 同因
子量纲的影响 这里选用标准差标准化
’ 。 一 ,
, , ⋯ , 少 , , ⋯ ,
式中 , ’ 为标准化的数据 。为第 点
第 因子的数据 又为第 因子的样本平
均值 为第 因子的样本标准差
图 通化地区气候小区分布图
一
呀 吃
、 一 〔六客‘
。 一 、 , 〕
至此每个 统计 因子 的样 本 标准差都化 为
, 标准化的数据 卢统计因子量纲无关
计算各样本之间的距离
按欧氏距离系数公式逐个计算出每两
个样本之间的距离系数 , 并将计算结果排
成距离系数矩阵
门,
。
。
聚类分析
根据距离系数 , 按一定的距离标准逐
步归类 归类的距离标准为最短距离法 , 即
从矩 阵表中选择距离系数最小的两样本归
为一类 , 将其组成新的序列 , 继续计算新类
同其它样本的距离 , 如此反复 , 每进行一次
缩小一类 , 直到所有代表样本归为一类联
成一个完整的分类系统为止 据此 , 将全区
① 集安岭南浑江沿江温湿区 与
沐 。 包括集安县岭南
一带和浑江带沙河 、 临江 、 四道沟 、 六道沟以及长白县沿
江地 区 ② 辉 海 柳 西 湿 润 区 ,
包括龙岗 脉以西 , 辉南县
的大部地区 石道河 、抚 民大椅山 、 金川除外 、 海龙县全
境 、柳河县龙岗山脉以 西部分 , 属 于平原 区和平原到 山
地的过 渡地带 ③ 通浑西凉湿 区
一
包括柳河东部 溶水 、大
甸子等地 集安县岭北地 区 、浑江市西部 八道江以西部
分 、 通化市 、通化县全境 属于 低 山丘陵 区和 中山低 山
区 ④ 长 白 地冷湿 区 昭 一
包括抚松 、 靖宇县全境 、长 白县大部分 沿江地区 除
外 地区 、 浑江市东部 八道江 以东 、 苇沙河 、 四道 沟 、 六
道沟除外 地区 , 属于高山丛山区
杨树品系抗寒性分级
工级抗寒性 —乡土杨系列 抗寒性强 , 无 冻 害 , 包 括大青杨 “
、香杨 是 、 小青杨 尸
’ , , 、 小 叶杨 , 、 山
杨 尸 。二 等 , 主要 是 一 些 当地 乡
土杨树种 , 其成活 、 生长基本不受当地气温
影响
级抗寒性 抗寒性较强 , 偶有冻
害 , 包括小 黑 、 小青
黑 如一 咭 、 美 青
, 人卿
、 小青
美旱 , ￡
￡ 阴 , 、双阳快杨
,‘
厂
一
应 用 生 态 学 报 卷
、 白城杨 、
德杂 。 、 北 京 杨
加 , 、 北京 岁 行
等 其中 , 小 又 黑 、 小青 黑 、 小青
美旱抗寒性相对较强 , 可细分为 级 ,
其它 可划分为 级 该级主要包括一些
杂交杨类 在不同立地条件下 , 无论高生长
和径生长 , 都 比其他类型品系高 在气温正
常情况下 , 生长 尚好 , 但遇春季气温骤变 ,
昼夜温差较大时 , 则易受冻害 , 有的树种幼
苗则 出现枝条枯干现象
级抗寒性 有一定抗寒性 , 较严
重冻害 , 枝条少有死亡现象 , 包括北京
尸 加 岁 , 、 北京 号 尸
加 、岁 , 、 大官杨 、 晚花杨 尸
尸 ,‘ 。 ‘ ’ 、 小 美
号
· ·
、 小 美 号
·
。 等 有的树种幼苗则 出现枝
条枯干现象 , 全部或部分枝条死亡 有的树
种幼树则 出现树干基部破裂现象 , 但愈合
后仍 能 正 常 生 长 再 细 划 分 , 可 将 北 京
、大官杨 、 晚花杨划分 为 级 , 其它划
分为 级
级抗寒性 抗寒性差 , 部分或全
部枝条死 亡 , 少数主干 死亡 包括沙兰 杨
。 。 “ ” 、 意
大利杨 尸 。“ 、 波兰杨
义 。 “ ” 、 俄 罗斯 杨
尸 、 斯 大 林 工 作 者 号
、 阿 尔 巴 尼 亚 号
, 。 等 这些杨树主要包括一
些欧美杨树系列 , 其原产地多属欧美 , 在通
化地 区易受冻害 , 有 的主干 死亡 、 枝条 丛
生 有的新生枝条死亡 , 树形 不正 , 不受冻
害的个别植株因受气温影响生长缓慢
气候小 区类型与杨树抗寒性分级生
态区划
通化地区地势地貌复杂 , 立地因子千
差万别 , 加之各种杨树品系生物学特性也
有差异 , 为此将全 区范 围内划分的 种气
候小区类型和杨树品系抗寒性分级有机地
结合起来 , 按照各类气候小区及其立地条
件 , 根据 自然气候情况和各杨树品系的生
物学特性 , 因地制宜地筛选相适应的杨树
品系进行造林 表
表 气候小区类型与杨树抗寒性分级生态区划
盛 卜 吃 朋
代 叭 ·代 住
雌卜 气
气候小区 抗寒性级别
一 眼
集安岭南浑江沿江温湿区 、 、
辉海柳西湿润 区 、 、 ,
通浑西凉湿区 工、
昭
一
长 白山地冷湿 区 工 、
熙琴外 ‘
一 刀 呼黔早二 —集安岭南浑江沿江温湿 区 , 该气候小
区受海洋气候影响 , 气候温和 , 雨量充沛 ,
年均气温 一 ℃ , 月平均最低气温
一 一 一 ℃ , 有一定抗寒性的杨树 品系
都可生长 在一地 区推广的杨树品系有大
青杨 、 香杨 、 小青杨 、 小叶杨 、 山杨等 工级抗
寒性杨树品系和 小 黑 、 小青 黑 、 美
青 、小青 美旱 、 双阳快杨 、 德杂 、 北京杨 、
北京 、 白城杨等 级抗寒性杨树品系
以及北京 、 北京 号 、 大官杨 、 晚花
杨 、 小 美 号 、 小 美 号等班级抗寒
性杨树品系
辉海柳西湿润 区 , 年平均温度 ℃ ,
月最低平均气温为 一 ℃ , 要栽植抗寒
性较强的杨树品系 在这一地 区可推广 工
级抗寒性杨树 品系和 级抗寒性杨树品
系 , 也可栽大官杨 、晚花杨和北京 号等
部分 , 级抗寒性杨树品系 其 中 工级和
期 任春华等 吉林通化地区杨树栽培的生态 区划
︵日。︶国甲召
级抗寒性杨树品 系表现 最优 , 而 , 级
抗寒性杨树品系次之
通浑西凉湿 区 , 年平均温度 ℃ ,
月最低平均气温 一 ℃ , 这一气候小区
的地势与辉海柳西湿 区不 同 , 属低 山丘陵
区和中山低 山区 在该 区可推广 级抗寒
性杨树品系和 级抗寒性杨树品系 其中
级抗寒性杨树品系表现最优
长白山地冷湿 区 , 年平均气温 ℃ ,
月最低平均气温 一 ℃ , 极端最低温
度有的地方可达 一 ℃ , 通常称高寒山区 ,
在这一地区必须栽植抗寒性极强的杨树品
系 , 应推广 级抗寒性杨树品系和小 黑 、
小青 黑 、 小青 美旱等 级抗寒性杨
树品系 其中 级抗寒性杨树品系表现最
优 , 而 级抗寒性杨树品系次之
就全区来讲 , 工级抗寒性杨树品系因
其为乡土杨树品系 , 可在全区范围内适应
同时 , 小 黑 、 小青 黑 、 小青 美旱等抗
寒性强的优 良品系亦有较强的适应性 综
观全区杨树 引种试验结果 , 各气候小区对
杨树生长有严格的限制性 仅以辉海柳西
湿润区和通浑西凉湿区的美 青树种为例
图 , 可以看 出美 青在前 区生长远优
于后区
立地条件类型与杨树抗寒性分级生
态区划
杨树造林立地条件与生长关系密切 ,
林地的立地条件能否适应各种杨树品系生
物学特性的要求 , 是杨树造林成败的关键
因此 , 对各气候小 区 内不同立地条件类型
进行具体分析 , 配置相应的杨树品系 , 对杨
树栽培更具重要意义
村旁 、宅旁 、路旁 、 水旁等“ 四旁 ”林地 ,
一般土壤较好 , 水分充足 , 光照充分 沟谷 、
河滩 、平原荒地等地势平缓 , 土壤多是淤积
的沙壤土或河滩的沙砾土 土壤水分充足 ,
光照条件好 , 适合各种品系杨树生长 绝大
气候小区 一 一 雌
︵‘︶戈脚工椒扭
图 辉海柳西湿润 区和通浑西凉湿 区的美 青杨树树
高及胸径生长对比
, ”心 汇 泣伍
脚 ” ,
一 记 汁
辉南四 岔 , 、 、 辉南愉树岔
, 、 通 化沿江 句
叱 , 、 通化三道江 吃
, 通化鸭园 州 吃
多数杨树品系喜生于土壤肥沃湿润 、 土壤
温度适中 、地势平坦的的山下部 、 平地或河
滩等立地条件好的地方 , 凡是在本 区推广
或试栽的 、 和 级抗寒性杨树 品系都
可以在这类立地条件上造林
低 山 、丘陵岗地等立地多处于低 山丘
陵区的撩荒地 、 废弃地 , 土壤多是黄粘土 、
沙砾土 , 团粒结构不好 , 透气性差 , 土壤干
旱裸露 , 植被稀少 在这类立地上进行杨树
造林 , 必须严格选择杨树 品系或采取改变
立地条件的技术措施 如混交造林 、幼林抚
育等 在这类立地条件上进行杨树造林 ,
可营造小 黑 、 小青 黑 、 小青 美旱 、 白
城杨 、大官杨 、北京 等有一定抗旱能力
的品系
在杨树株行间混 交紫穗槐 山
‘
琳
’ 、 胡 枝 子 加 丁
, 能抑制杂草 , 促进郁 闭 特别是在低
山 、丘陵岗地立地 条件较差 的地方营造杨
树林 , 尤应与紫穗槐 、 胡枝子混交 , 以增加
植被 、改善土壤团粒结构 , 增加土壤肥力和
水分 , 改变立地条件 , 促进杨树生长
除草 、松土 、施肥等幼林抚育技术对该
应 用 生 态 学 报 卷
立地类 型 杨树 幼林 阶段 生 长有 重 要作 用 土壤水分状况进行适量灌水 , 促进杨树生
表 杨树喜生于疏松 、 透气性能 良好的 长 从表 中 , 辉南森林经营局对美 青 、
土壤 , 因而保持土壤中水分 , 增强好气细菌 大青杨 、香杨 个树种除草 、松土的试验与
的繁殖能力 , 加速土壤 中有机物质和无机 对照来看 , 无论从高生长和径生长前者优
盐类的分解 , 可满足杨树生长的需要 对于 于后者
土壤痔薄干旱的立地 , 应进行施肥 , 同时视 中山丛 山和高 山台地等立地 , 土壤多
表 不 同营林技术对杨树生长的影响
代
地 点 树 种 树 龄
纯
林地类型 除草次数 施肥次数 树 高 胸 径
辉南四 岔林场
辉南四岔林场
辉南 四岔林场
辉南四 岔林场
辉南四 岔林场
辉南四 岔林场
辉南金州林场
辉南金州林场
辉南金州林场
辉南爱林林场
辉南爱林林场
试验地
对照 区
试验地
对照 区
试验地
对照 区
一般造林区
试验地
对照 区
一般造林区
一般造林区
地径
地径
地径
地径
地径
地径
,八‘门,月乙肉‘峥,尹
,
飞︼内‘︸气︺叹口
青杨青美大香
表 不同立地类型对杨树生长的影响
住 坑 众代 碑
树 种 树 土壤湿度 地 势 胸径
,妇,‘︶︺
⋯
,
‘
,翻,二
、曰一,人勺︸一气‘三
润早湿干
月乃
润旱早
湿
湿干千较
戈曰,了内气‘峙辉南愉树岔林场
辉南愉树岔林场
通化市三道江
通化市三道江
海龙县五七林场
海 龙镇北 山
辉 南爱林林场
辉南石道河林场
海龙镇南大河
海龙镇南北 山
海龙镇南大河
海龙镇南北 山
通化市江沿五 队
鸭园 罗圈匈河边
美 青
美 青
美 青
美 青
小 黑
小 黑
大青杨
大青杨
北京
北京
白城 号
白城 号
比较干旱
美
美
青
青
棕色森林土
沙壤土
沙壤土
沙砾土
沙砾土
黄枯土
壤砾土
黄沙土
沙壤土
黄枯土
黑壤土
砂砾土
沙壤土
沙砾土 较湿润
山下腹
山上腹
山下腹
山上腹
河 滩
山上部
山中下部
山中上部
河 滩
山上部
河 滩
山中上部
河 滩
河 滩
是棕色森林土 、 沙壤土 、 生草炭化土 , 土壤
水分和植被条件较好 , 基本适 合杨树生长
该立地造林应按照气候小区的气候条件选
择与抗寒性级别相对应的杨树品系
通化地 区发展杨树造林的对策
杨树的弓种栽培是一项系统的林业生
态工程 , 既有林木 内在生长规律 , 又受外部
环境的影响制约 因此在引种栽培过程中 ,
必须运用生态学原理 , 遵循 自然规律 , 在掌
握树木生态特性与生境生态特征基础上 ,
树种应该适应于着生的生态环境 , 而生态
环境也应该选择与其相适应 的树种 树种
在一地区的适应性 , 主要是树木对生态因
子的适应程度和生态因子对树木的满足程
度 同一生境生长的不同杨树品系表现不
同 表 , 而 同一树种在不 同的生境生长
状况有显著差别 图 、 图 因此 , 在环境
对树木的生态作用和树木对环境的生态适
期 任春华等 吉林通化地区杨树栽培的生态 区划
应的交织中 , 运用有效的栽培技术 , 采用与
乡土杨树品系嫁接等方法培育抗寒性强 、
速生的优良新品系 对引进杨树品系要采
用重复扦插枝条等方法 , 无性繁殖第二代 ,
对引进品系进行驯化 , 提高引进品系的抗
寒性强能 , 诱导引进的树木形成新的适应
已丫二国︵︶甲江官
︶兰节工︵祖粗
杨树品系
图 海龙北山不同杨树品系树高 、 胸径生长
小青 美旱 , 白城 号 , 健杨 , 北京杨 , 北京
, 北京 , 斯大林工作者号 , 俄罗斯杨 , 加
育 , 大官杨
。︶
山︵︶甲砚
自‘二
︵‘︶兰胆曰健东
杨树品系 阮
图 ‘ 海龙王家不同杨树品系树高 、 胸径生长
盛 ‘
卯
小青 美早 , 白城 号 , 小 黑 , 小青 黑
湿 区适宜栽培 工和 级抗寒性杨树品系
长白山地冷湿区适宜栽培 工和 级抗寒
性杨树品系 就全 区来讲 工级抗寒性杨树
品系可在全区范围内适应 同时 , 小 黑 、
小青 黑 、 小青 美早等 级抗寒性杨
树品系亦有较强的适应性
凡是在本区推广或试栽的 工、 和
级抗寒性杨树 品系都可以在 “ 四旁 ”林地 、
沟谷 、河滩 、平原荒地等立地上造林 低山 、
丘陵岗地等立地上进行杨树造林 , 必须严
格选择杨树品系或采取改变立地条件的混
交造林 、幼林抚育等技术措施 , 可营造小
黑 、小青 黑 、 小青 美旱 、 白城杨 、 健杨 、
大官杨 、北京 等有一定抗旱能力的品
系 中山丛山和高 山台地等立地基本适合
杨树生长 , 应按照气候小区的气候条件选
择与抗寒性级别相对应的杨树品系
在引种栽培过程中 , 运用有效的栽培
技术 , 采用与乡土杨树品系嫁接等方法培
育抗寒性强 、速生的优良新品系 对引进杨
树品系要采用重复扦插枝条等方法 , 无性
繁殖第二代 , 对引进品系进行驯化 , 提高引
进品系的抗寒性能 , 诱导 引进的树木形成
新的适应
致谢 本文引用了通化市林业局 、辉南森林经营
局 、海龙县林业局 、 临江林业局有关调查资料 , 表
示感谢
参考文献
结 论
通化地区 类气候小区中 , 集安岭南
浑江沿江温湿 区适宜栽培 工、 和 级抗
寒性杨树品系 辉海柳西湿润 区适宜栽培
工、 和 班 级抗寒性杨树品系 通浑西凉
中国科学院 中国植物志编辑委员会 中国植
物志 杨柳科 北京 科学 出版社
丘宝 剑 、 卢其尧 农业气候区划及其方法 北
京 科学出版社
全国农业气候 资源和农业气候 区 划研究协作组
中国农业气候资源和农业气候区划论文集
北京 气象出版社
吉林农业地理 编写组 吉林农业地理 长春
吉林人民出版社
张佩 昌 、 袁嘉祖 中国林业生态环境评价 、 区
划与建设 北京 中国经济出版社