全 文 ：第 29卷　第 3期 　　　　　　　　　　　　　　　　西　南　林　学　院　学　报　　　　　　　 Vol.29　No.3
　 2009年 6月 　　　　　　　　　　　　JOURNALOFSOUTHWESTFORESTRYUNIVERSITY　　　　　 Jun.2009　
＊　收稿日期:2008-10-08
作者简介:肖宋高(1956—),男 ,湖南永州人,高级工程师 ,主要从事林业 、森林公园规划设计 ,林业工程咨询 ,资源监测等工作。
作者 E-mail:xbyx607@163.com;xby607@126.com
宜昌夷陵区立地条件对毛黄栌生长的影响＊
肖宋高 1 ,张卓文 2 ,刘　琪2
(1.国家林业局西北林业勘察设计院 ,陕西西安 710048;2.华中农业大学园艺林学学院 ,湖北 武汉 430070)
摘要:以宜昌市夷陵区毛黄栌林分为研究对象 ,分析坡向 、坡度 、坡位 、林分郁闭度以及林地腐殖质
层厚度 5个立地因子对毛黄栌生长的影响 ,结果表明:虽然毛黄栌能在石质化严重的土壤上入侵 、
定居 、生长与繁殖 ,并形成以毛黄栌为主要建群种的植物群落 ,但立地条件能极显著地影响其生长;
毛黄栌胸径与树高 、胸径与冠幅均呈正相关关系;坡度与郁闭度 、坡度与腐殖质层厚度均呈负相关
关系。对 5个立地因子进行旋转因子分析得到主成分 ,并依次命名为林分因子及地形因子 。
关键词:毛黄栌;立地;生长状况;主成分分析;湖北宜昌
中图分类号:S718.51　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1003-7179(2009)03-0031-04
　　毛黄栌(Cotinuscoggygriavar.pubescensEngl.)
是黄栌(CotinuscoggygriaScop.)的一个变种 ,又名
红叶 ,属漆树科黄栌属植物 ,为落叶灌木或小乔木 。
该树种广布于我国西北 、华北 、华中 、西南 、浙江 、安
徽等地 , 西亚 、南欧也有分布 , 垂直分布可达
1 500m,是一种优良的绿化和水土保持先锋树
种 [ 1] ,能在土壤石质化十分严重的条件下生存 ,常生
于半阳坡及阴坡 ,密集生长 ,自成群落 ,而这种极端立
地条件往往抑制了其他物种的入侵与生长发育[ 2] 。
人们对黄栌的许多方面进行了研究 ,如种子育
苗 [ 3] 、快繁技术[ 4] 、苗期生理生态特性 [ 5] 、光合特
性 [ 6] 、NaCl胁迫生理生化 [ 7] 、组织培养研究[ 8] 、空间
结构[ 9] 、空间格局和种群与环境 [ 10] 、物候[ 11] 、景观
价值与旅游 [ 12] 、造林技术[ 13] 、混交林 [ 14]等 ,但尚未
见有关立地条件对毛黄栌生长及其立地类型研究的
报道。
1　研究区自然概况
试验区位于宜昌市夷陵区黄花乡 , 地处东径
110°51′08″～ 111°39′30″,北纬 30°32′33″～ 31°28′30″。
该区位于长江中 、上游的结合部 ,东与当阳 、远安毗
邻 ,南与枝江 、宜昌市城区接壤 ,西与兴山 、秭归县交
界 ,北抵保康 。本区地处鄂西山区向江汉平原的过
渡地带 ,地势由东南向西北呈梯度升高 ,地貌类型复
杂多样 ,山势走向各异 ,境内最高点海拔 1 962m(樟
村坪镇圈椅埫),最低点 65.0m(小溪塔丁家坝),相
对高差 1 897m。其东南部为丘陵 ,西北部为山地 ,
南部为西陵峡河谷地带 。区内属亚热带季风气候 ,
气候温和 ,雨量充沛 ,全年平均气温 16.9 ～ 17.9℃,
全年降雨量 725 ～ 1 372mm,全年日照时数 1 307 ～
1 781h。母岩为志留纪页岩 ,土壤石质化现象严重 ,
土层薄 ,土壤表现出母岩的特点 。在研究区范围内
原有植被全部破坏 ,约 35.12万 hm2的土地几乎裸
露。因立地条件差 ,只有少数树种能在该区域中入
侵 、定居 、生长与繁殖 。因土地生产力低 ,农民将其
抛荒 。在几十年的植被演替过程中 ,许多杂草灌丛
开始侵入形成现有杂灌林。
2　材料与方法
2.1　标准地设置与调查
在研究区内分别不同方位 (东 、南 、西 、北 、东
南 、东北 、西南和西北)和不同坡位(上坡 、中坡及下
坡),选有代表性的植物群落地段设置标准地 ,标准
地面积为 10m×10m,标准地数 15个。对标准地进
行常规作业 ,记载每个标准地的海拔 、坡向 、坡度 、坡
位 、土壤类型 、土壤 pH值 、土层厚度 、石砾含量 、母
岩以及林地腐殖质层厚度。林分郁闭度采用林内投
影方法测定 ,保留 2位小数。按常规方法测定林木
胸径 、树高 、枝下高 、东西与南北方向冠幅。对标准
地资料非数据项目按表 1方式进行数量化处理。
表 1　非数量因子数量化
项　目 非数量因子赋值
1 2 3 4 5 6 7 8
坡向(x
3
) 东 南 西 北 东南 东北 西南 西北
坡位(x4) 上坡 中坡 下坡
2.2　数据处理
测定数据采用 Excel进行方差分析 ,运用 SPSS
软件进行相关分析 ,用 Kaiser标准化最大方差旋转
因子分析方法进行主成分分析 [ 15] 。将经主成分分
析所得到的影响林木生长的最主要立地因子作为立
地类型划分的依据 ,并以此进行立地分类 。
3　结果与分析
3.1　毛黄栌试验林林分特征
因各标准地所处的坡向与坡位不同导致各标准
地毛黄栌林林分生长状况出现差异 ,见表 2。由表 2
可以看出 ,不同标准地毛黄栌胸径平均值为 1.80 ～
2.87cm,标准差为 0.39,变动系数为 16.55%;平均
树高为 1.51 ～ 2.35m,标准差为 0.27 ,变动系数为
13.75%;平均枝下高为 0.41 ～ 0.71 m, 标准差为
0.09,变动系数为 17.15%;平均冠幅为 1.57 ～
2.22m,标准差为 0.20 ,变动系数为 10.67%。
表 2　毛黄栌林分状况
标准地 胸径/cm
树高
/m
冠幅
/m
枝下
高 /m
腐殖质
层 /cm
郁闭
度
坡度
/(°)坡向 坡位
1 2.72 1.89 1.98 0.53 4 0.80 30 2 3
2 2.87 2.13 1.99 0.71 6 0.85 25 6 3
3 2.61 2.03 1.88 0.64 5 0.80 25 7 3
4 1.85 1.71 1.59 0.41 3 0.70 35 3 1
5 2.54 2.14 1.92 0.48 7 0.85 15 4 3
6 2.58 2.01 2.03 0.61 7 0.90 25 5 3
7 1.64 1.74 1.61 0.46 3 0.65 45 7 1
8 2.14 1.86 1.57 0.69 5 0.90 20 7 2
9 2.16 1.51 1.96 0.49 5 0.80 35 2 2
10 2.36 1.49 2.07 0.41 4 0.70 25 2 2
11 2.54 2.31 2.06 0.49 8 0.75 20 4 3
12 2.82 2.35 2.22 0.54 8 0.85 15 6 3
13 1.80 1.66 1.69 0.52 4 0.40 40 2 1
14 1.99 2.09 2.08 0.49 4 0.50 20 6 2
15 2.46 1.98 1.78 0.55 5 0.90 20 6 2
平均值 2.34 1.93 1.90 0.53 5.20 0.76 26.33 4.60 2.27
标准差 0.39 0.27 0.20 0.09 1.66 0.15 8.96 1.99 0.80
变异
系数 16.55 13.75 10.67 17.15 31.85 19.49 34.02 43.32 35.24
3.2　立地条件对林分生长的影响
对不同立地条件毛黄栌的生长指标进行方差分
析 ,结果表明:不同立地条件毛黄栌林分各生长指标
差异均达到极显著性水平 ,说明毛黄栌生长与立地
因子关系密切 。虽然毛黄栌能在石质化严重的立地
条件下完成侵入 、定居 、生长和繁殖 ,并形成以毛黄
栌为主要建群种的自然群落 ,但立地条件好坏影响
其林分生长。质量好的立地更有利于林木生长 ,质
量差的立地则不利于林木生长 。
3.3　毛黄栌生长因子相关分析
对所调查的 4个林木生长指标胸径(y1)、树高
(y2)、冠幅(y3)和枝下高(y4)进行相关性分析 ,结
果见表 3。
表 3　林木生长指标相关系数
生长指标 胸径 树高 冠幅 枝下高
胸径 1.000 0
树高 0.608 6 1.000 0
冠幅 0.678 0 0.464 3 1.000 0
枝下高 0.470 0 0.374 8 -0.019 5 1.000 0
　　注:r0.05 =0.497 3, r0.01 =0.626 6。
由表 3可知 ,毛黄栌胸径与树高以及胸径与冠
幅都具有极显著的正相关关系 。毛黄栌的冠幅直接
决定了光合作用的叶面积指数大小 ,影响其光合作
用产物的积累速度 ,进而影响林木个体的胸径生长。
因此毛黄栌林分的平均冠幅越大 ,平均胸径越大 ,反
之亦然。
毛黄栌的冠幅对树高生长的影响没有达到显著
性水平 ,这是因为树高生长只在干材期内基本完成 ,
后期的树高生长非常缓慢 ,在整个生长阶段内不呈
现冠幅与树高生长的正相关关系。
在树木的形态建成过程中 ,由于遗传因素与环
境因素的共同作用使树高和胸径始终保持一定的比
值 ,在同等条件下出现林木越高胸径越粗 ,林木越矮
则胸径越小的正相关关系。
3.4　立地因子相关分析
立地因素是综合地对林木生长起作用 ,一个立
地因素的变化能引起其他立地因子的变化以及整个
立地质量的变化 ,试验区各立地因子间的相关分析
结果见表 4。
表 4　立地因子间的相关分析
立地因子 坡度 坡向 坡位 郁闭度 腐殖质层
坡度 1.000 0
坡向 -0.308 1 1.000 0
坡位 -0.053 2 0.071 8 1.000 0
郁闭度 -0.507 5 0.301 4 -0.471 0 1.000 0
腐殖质层 -0.693 3 0.177 5 0.064 8 0.520 7 1.000 0
　　注:r0.05 =0.497 3, r0.01 =0.626 6。
32 西　南　林　学　院　学　报　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　第 29卷
由表 4可知 ,腐殖质层厚度与坡度呈极显著负
相关 ,说明坡度越大越不利于森林凋落物的积累及
其腐殖质化过程 ,土壤腐殖质层越薄 ,反之亦然 。坡
度与林分郁闭度呈负相关 ,即坡度越大越不利于林
分郁闭 ,林分的郁闭度越小 ,反之亦然 。各地形因子
之间是独立存在 ,因此彼此之间不存在相关性 。
3.5　影响林分生长的因子分析
对 5个立地因子进行分析 ,对特征值 >1的主
成分进行提取 ,得到 2个主成分 ,并可依次命名为林
分因子及地形因子 , 它们的积累方差贡献为
71.84%,见表 5。林分生长的因子排序依次为郁闭
度与腐殖质层厚度 ,地形因子的排序依次为坡位 、坡
度及坡向。为了定量给出描述综合变量的方程式 ,
进行了综合变量系数计算 ,结果见表 6。
表 5　旋转后因子载荷矩阵
主成分
因子名称 评价因子
Component
1 2
林分因子 x1郁闭度 -0.885 0.055
x5腐殖质层厚度 0.850 -0.070
地形因子 x2坡度 0.534 0.048
x3坡向 0.161 0.951
x4坡位 0.611 -0.698
特征值 2.191 1.402
方差贡献率 /% 43.811 28.032
累积方差贡献率 /% 43.811 71.843
表 6　主成分系数矩阵
评价因子 Component
1 2
x1 郁闭度 -0.415 -0.066
x2 坡度 0.260 0.100
x3 坡向 0.192 0.727
x4 坡位 0.207 -0.445
x5 腐殖质层厚度 0.396 0.051
　　一般地说 ,影响林木生长的因子包括内因与外因 ,
内因如树种遗传特性 、林木生长阶段 、林分组成 、密度 、
年龄等 ,外因如光照条件 、降雨量及其分布 、气温 、土壤
种类 、土层厚度 、母岩 、石砾含量 、土壤 pH值 、有机质含
量 、海拔 、坡度 、坡向 、坡位、坡形等 ,所有这些立地因子
综合地影响林木的生长与发育。这些变量之间往往存
在相关关系 ,主成分分析能将许多变量化繁为简 ,可用
较少的综合变量替代原有的较多变量 ,主成分分析在
变量研究中能起到使变量降维的作用。
由表 6可知 ,通过综合变量系数矩阵 ,可以得到
主成分与评价因子的关系方程式 ,即:
factor1 = -0.415x1 +0.260x2 +0.192x3 +
0.207x4 +0.396x5
factor2 = -0.066x1 +0.100x2 +0.727x3 +
(-0.445x4)+0.051x5
在以上方程中 ,影响第 1主成分的因子是 x1及
x5(绝对值较大的回归系数),表明第 1主成分含义
是林分因子;影响第 2主成分的因子是 x3 , x4及 x2
(绝对值较大的回归系数),表明第 2主成分含义是
地形因子 。
3.6　立地类型划分
因为黄花乡母岩为志留纪页岩 ,地域面积不太
大 ,山体相对高差也不大(一般 <300 m),除地形因
素外其他环境条件相似 。为使立地类型分类能在实
际工作中实用 、方便与快捷 ,只用对毛黄栌生长影响
起最大作用的立地因子作为立地类型划分的依据 。
从上述主成分分析的结果可知 ,坡位为影响毛黄栌
生长排序第 1的立地因子 ,本文将坡位作为划分该
区域立地类型的依据。
为了检验毛黄栌立地类型划分的正确与否 ,进
行了不同坡位立地类型毛黄栌胸径生长差异方差分
析 ,结果表明 ,不同坡位对毛黄栌胸径生长差异达极
显著性水平 ,说明立地类型划分是正确的 ,见表 7。
黄花乡志留纪页岩地域可按坡位划分立地类
型:上坡立地类型 、中坡立地类型及下坡立地类型 。
表 7　不同坡位毛黄栌胸径生长差异方差分析
差异源 离差平方和 自由度 均方 F F0.01(2, 12)
组间 1.85 2 0.93 45.18 6.93
组内 0.25 12 0.02
总计 2.10 14
4　结论与讨论
立地条件或立地是指在造林地上凡是影响森林
生长发育所有因子的总和 ,包括气候 、土壤 、地形地
貌 、生物因子和人为影响。气候因子包括降水量及
其降水量的分布 、日照时数 、日平均气温 、7月平均
温度 、1月平均温度 、灾害性天气 、地下水深度与季
节变化等 。气候因子是主导因素 ,不仅直接影响和
制约着植物 、动物 、微生物的生长 、发育 、分布 、生物
习性等 ,直接影响和制约着土壤的种类 、分布 、性质
等 ,而且影响人为活动 、人的行为与生产技术方式 。
生物 、土壤及人为活动对气候因素具有从属性 。气
候及水文因子为立地环境提供植物生长所需的物质
和能量。气候在立地类型分类系统中占据重要地
位[ 16] 。土壤因子包括土壤类型 、土壤质地 、结构 、土
层厚度 、有机质含量 、石量含量等 ,土壤是林木根系
扎根之地 ,土壤为林木生长提供物质与能量。土壤
也是立地分类的一个重要指标 [ 16] 。地形因子包括
33第 3期　　　　　　　　　　　　　　　肖宋高等:宜昌夷陵区立地条件对毛黄栌生长的影响
海拔 、坡度 、坡向 、坡位 、坡形 、群山或孤山等 ,地形不
为其立地环境提供物质和能量 ,但能使进入该立地
的物质和能量产生重新分配。地形因子也是立地类
型划分主要的依据之一 ,人们已经运用地形因子进
行立地类型划分 [ 16] 。虽然划分立地类型的因子有
许多 ,实际工作中划分立地类型的因子应该稳定 、可
靠 ,在实践中易于测定 ,同时还要实用与便捷。
毛黄栌是一种绿化与水土保持优良树种 ,在石
质化严重的土壤中能入侵 、定居 、生长和繁殖 ,能形
成以毛黄栌作为建群种的植物群落。在石质化严重
的地区 ,可以仅用地形因子为依据而进行立地类型
划分 ,这种方法具有实用 、方便与快捷的特点。
[参　考　文　献 ]
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YilingDistrictofYichangMunicipality
XIAOSong-gao1 , ZHANGZhuo-wen2 , LIUQi2
(1.InstituteofNorthwestForestryInventoryandPlanning, StateForestryAdministration, XianShaanxi710048, China;
2.CentralChinaAgriculturalUniversity, WuhanHubei430070, China)
Abstract:WithstandsofCotinuscoggygrialocatedattheYilingDistrictofYichangMunicipality, aresearch
ontheinfluenceoffivesiteconditionsi.e., theslopeaspect, slopegradient, slopeposition, canopydensityand
thethicknessofhumuslayeronthegrowthofC.coggygriatreeswasconducted.Theresultsshowedthatalthough
C.coggygriacouldinvade, ecesize, grow, regenerateandformitscommunity, itsgrowthwassignificantafected
bysiteconditions.TherewerepositivecorrelationsbetweentheDBHandtheheightofC.coggygriatrees, andbe-
tweentheDBHvalueandthecrowndiameter.Therewerenegativecorelationsbetweentheslopegradientandcan-
opydensity, andbetweenslopegradientandthethicknessofhumuslayer.Themajorcomponentswereselected
fromfivesitefactorsbymeansofapplyingPrincipalComponentAnalysisandtheywererespectivelynamedasthe
standfactorsandthetopographicfactors.
Keywords:Cotinuscoggygriavar.pubescens;siteconditions;growth;PrincipalComponentAnalysis;
Yichang;Hubei
34 西　南　林　学　院　学　报　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　第 29卷