全 文 ：甘索林业科技 1 9 9 3 . N o . 3
环境因子对河北杨生长影响的通径分析
架文举 ’ 于洪波 王俊杰 史志篙 何虎林
( 省林业科学研究所 )
摘要 本文通过对影响 甘肃 中部地 区 河北杨树 高生 长 8 个 因子的通径分析 , 探
讨 了各因子时树 高以及 因子之间的作用关 系。 结果表明 , 海拔 、 年龄 、 年均温与树
高的相 关 ,.4数 ( R : , y ) 分别是 一 0 . 3 9 9 9 、 0 . 3 4 2 5和 0 . 3 0 9 0 ; 降水量与相对湿度 、
海拔 与年均温相 关较密切 , ( R , , y ) 位分另,」为 0 . 8 5 4 5和 一 0 . 7 6 9 9 。 年龄 与树 高、
降水量与树高的直接通径 系数分别 为 0 . 5 7 31 和 0 . 12 3 7 。 海拔 与树 高的直接通径 系数
为 一 O。 5 9 4 3 , 并通过海拔强烈地影响 了年均温 与树 高的作 用关系。
关镇词 通径分析 河北杨 因子 树 高 相关系数
1
、 问题的提出
河北杨 ( P o夕u l o s h o 夕 e f e n : i` H u e t
C h o w ) 在甘肃中部地区表现出较强的 抗 早
性和耐痔薄能力 , 感染病虫害较轻 、 树形美
观 , 有着广阔的发展潜力 。 据 1 9 8 9年刘榕 、
孙雪新 , 1 9 91 年于洪波等调查 , 甘肃会宁县
双坪林场 8年生人工林 ,平均胸径 5 . 3 c4 m ,
平均树高 6 . 45 m , 皋兰县西岔 乡 14 年 人 工
林 , 平均胸径 2 4 . 7 3 e m , 平均树高 1 7 . 9 3m ,
生长迅速 、 树势健壮 。 在生理特征上据我们
测定 , 河北杨角质层较厚 , 栅栏组织与海绵
组织厚度之比为 1 . 50 左右 , 束缚水与自由水
之比为0 . 5 3 , 水势值为 一 1 . 70 M P a , 表现出
一定的忍耐干早 的适生特征 。
对于这样一个优 良树种 , 许多地区对它
认识不足 , 并未将它列入林业发展的议事 日
程 , 尤其在造林 中随意性很大 , 在立地条件
选择上陷入盲目性 , 造成了该树种生长与环
境平衡关系的紊乱状态 。
生长在 自然界任何地点上的任何树种 ,
均处于它所能够感受到的自然因子的综合影
响之下 , 在时间上显示出该树种的形状变化
过程 , 在空间上有着它的营养及功能位置 。
同时 , 环境因子也具有水平镶嵌 和 层 次 梯
度 , 其结果使生态 因子与树木生长之间的关
系变得异常复杂 , 揭示这种错综复杂的相互
关系仅用多元线性回归 、 数量化理论及关联
度分析等手段是不够的 , 它们不足 以解释整
个环境系统内各因子之间叠加 、 增效 、 补偿
及 拮抗的复合关系 。 故本文 以此 目的出发 ,
为使河北杨在甘肃中部地 区的发展前景更加
广阔 , 达到造林最佳立地选择的效果 , 我们
拟对影响其生长的主要环境因子进行通径分
析 , 对其影响的程度通过量值给予真实的表
达 。
2
、 调查与研究方法
2
.
1 从 19 9 0年至 29 9 2年 3年期间 , 在
甘肃中部地区 16 个县全面展开调查 , 选取造
林密度及保存率基本相同的 自然生长状态 的
样地 80 块 , 树龄 10 一 30 年 , 样地基本上包括
. 架文举为甘肃农业大学林学系讲师 , 本文由来文举
执笔 .
一 8 一
了不同的立地类型 。 在样地内实测树高 、 胸
径和冠幅 , 个别样地进行了树干解析 , 分析
材积生长及生物量 。 环境因子根据冯昌所建
立的气候要素指标数学模型 , 在 5 X 5 k m
网格上直接查定各种主要气候要素值 , 弥补
了各县气象站无法概括各个调查 点位 的 不
足 。
2
.
2 以树龄 ( x : ) 、 海拔 ( 二 : ) 、 降
水量 ( x : ) 、 年均 温 ( x ` ) 、 相 对 湿 度
( x
。
)
、
) 1 0℃积温 ( x 。 ) 、 ) 10℃积温同
期降水 ( x 7 ) 、 蒸发量 ( x : ) 为 自变量 , 考
虑到树高 ( y ) 是树木生长的最显著 特 征 ,
并通过电子计算机的比较运算结果 , 发现取
y 的自然对数得到的曲线更接 近 于 真 实 系
统 , 故以 ( nI y ) 为因变量 。
2
.
3 为了明确地表达自变量 x : 、 x Z …
工 : 对 y 的直接影响 以及 x :通过 x : ( i笋 j ) 对 y
的间接影响 , 我们对通径分析数学模型进行
标准化处理 , 令 Y = y 一 y
a ,
X : =
X 王一 x 五
叮 l
得 Y 二 b
l 叮 -
a r
X r +
b 2 a Z
U
,
X Z + … …
b
a a :
a 了
X
8
= P
l ,
X I + P :
,
X : + … … + P a , X :
二 , _ b
;
a ;
. _ ,
~ 一 一 _ 。 . , _ _ _其甲片 ’ 二可 “ 直残通松杀效 ( U 尸以 nI y 表示 , 则有
I n y = e
, 1 , “ 1 + e p Z r 沈 2 + … … e ’ . : 扰 s 。
间接通径系数 I p 二 R ( x 。 , x . ) · p ( x , ,
y )
, 表示 x ,通过为对 y的间接影响 。
3
、 结果与分析
3
.
1 首先对 8个 自变量 ( x ; ) 和树高
( nI y ) 之间以及 x 湘互之间的相关 系数进
行分析 , 通过表 1 , 可详细反映出所有因子
之间的相互影响程度 。 ( 二 。为年蒸 发 量 )
表 1 变 t 相关系数表
I n y
( 树高 ) ( 年龄 ) ( 海拔 ) (降水量 )
X 4
(年均温 )
盆 5
( 相对湿度 )
X .
(》 1 0 ,C积温 )
X 1
( ) 1 0 oC降水 )
自变量
O
。
34 2 5
一 0。 3 9 9 9
一 0 。 2 12 9
0
。
3 0 9 0
一
0
。
1 3 3 6
0
。
2 6 2 1
0
。
0 1 9 4
0
。
0 68 7
0
。
2 7 2 5
0
。
0 6 9 1
一 0。 14 6 3
0
。
1 9 7 1
一 0 。 1 8 1 6
0
。
1 3 5 0
一 0 。 1 0 4 3
0
。
2 9 76
一 0。 7 6 9 9
0
。
2 7 4 9
一 0。 2 3 8 6
一 0 。 1 1 9 0
一 0 。 2 1 2 6
一 0。 2 6 1 1
0
。
8 5 4 5
一 0。 16 9 3
0
。
7 5 4 6
一 0
。
7 1 0 4
一 0 。 3 86 2
0
。
2 2 7 8
0
。
15 9 5
0
。
3 3 8 8
一 0。 1 8 8 1
0
。
6 7 1 7
一 0 。 8 3 5 0
0
。
0 35 0
0
。
1 1 5 2 一 0 。 4 9 5 4
,ó盆3谧.,口翻XX
表 1 的意义在于揭示了所有x 。之间的相
互关系 , 而不仅仅限于 nI y与 x `之间的 多 元
分析 。
树龄与树高之间的正相关系数 ( R : . , =
O
。
3 4 25 )
`的不显著性反映出生长在不同立地
条件下的个体树木的生长差异 , 对 于 该 间
题 , 我们做 以下讨论 。
首先 , 我们在分析环境变量 相 关 的 同
时 , 也求算了年龄与树高的遗传相关系数 ,
其值 R : . , ( G ) 为 0 . 8 7 2 9 , 这足以说明树木
本身的个体遗传力是一个相当重要的影响因
子 , 尤其是当树木处于复杂多质 的 环境 之
中 。
其次 , 我们对生长在相似海拔条件下的
树木的年龄及高生长做直线回归 , 得到的相
关系数为。 . 8 5 9 7 , 其结果反映了在同一立地
一 , 一
条件下河北杨的年龄与高生长具有一定的规
律性 , 对于这一点 , 我们将给予充分肯定 。
所以表 1所给出的相关 系 数 R : . , = 0 . 3 4 2 5
实际上是 ,对整个中部地区复合环境系统的综
合表征 , 可为研究较大区域内多环境质量的
变量相关提供参考 。
海拔与树高呈负相关 ( R Z , 二 一 0 . 3 9 9 9) ,
它突出了河北杨生长与温度的关 系 , 这 一
点 , 从海拔与年均温 的关 系 上 得 到证 明
( R
:
.
: = O
·
7 6 9 9 )
, 而年均温与树高的 相关
系数为 R ` . , 二 0 . 3 0 9 0 , 这三者之间的关系 分
别表明了温度及海拔对树高具有直接和间接
作用 , 它们之间的相依关系 , 为我们选择河
北杨生长良好的温度条件提供依据 。
降水量的多少影响着大气的相对湿度并
与》 10 ℃降水是同源因子的两种表现形式 ,
故它们之间表现出较密切的相关性 ( R。 . 5 =
0
.
8 5 4 5
,
R s
. : = 0
。
7 5 4 6
,
R S
.
: = 0
.
6 7 1 7 )
。
同样 , 降水量相对湿度与蒸发量之间也具有
相关特征 ( R 3 . : = 一 0 . 7 1 0 4 , R S . 。 = -
。 。 8 3 5 0 ) , 说明水汽压的增高对蒸发的抑制
作用 。
分析表 1 , 我们注意到了某些因子之间
纯属随意性属配 , 不存在生态作用关系 , 如
年龄与其它 7 个因子之间的关系正属此类 。
还有一些虽存在一定关系 , 但在事实上 的解
释显得比较勉强 , 所以得到的相关系数完全
是纯数学上的计算 , 而且该值小 , 也不表现
出规律性 。
此外 , 还存在另一种情况 , 即当分析每
一个环境因子与树高的关系时 , 还要考虑到
其它因子的调节或干扰 , 而对于这类问题 ,
简单的相关分析方法无法解释 , 故本文应用
通径分析将整个环境系统剖分为各个分量 ,
进一步探讨当 x ;对 nI y发生影响时 , x , 在 其
中起到的作用 。
.3 2 环境直接通径系数 P ( i , y ) 、 环
境间接通径系数 R ( i , j ) · P ( j , y ) 和 环
境相关系数 R ( i , y ) 之间存在如下关 系 :
N
R
* , 二 p ; , + 乙 R * : · p J , ( j沪 i )
1一 1
其中环境间接系数仍通过程序设计后用
电子计算机求出。
从表 2 可见 , 年龄与树高的直接通径系
数 P : . , = o · 57 3 1 , 远大于它们之间的简单 相
关系数 ( R : , , = 0 . 3 4 2 5 ) , 表明了 x : 对 In y
的影响通过另外 7个因子得到了强化 , 就是
说其它 7 个因子对树高的作用通过树龄来得
以表现 , 这种重迭因子分析法可更好地揭示
真实系统内的复杂生态关系 。
降水量与树 高 的 相 关 系 数 R 3 , , 二 -
.0 2 1 29
, 似乎与事实相悖 , 然而通径分析表
明 , 该系数值 P 3 , , 二 0 . 12 3 7 , 仍表 现 为 正
相关 , 表明了降水与树高的关系很可能受到
了其它因子的制约 , 所以结果表现出增效作
用 。 实际上降水与树高的关系在现实系统中
情况较为复杂 , 就整个甘肃中部地区来说 ,
降水量的差异并不显著 , 否则的话 , 在气候
区划上将不属于同一区 , 在原则上我们理解
水份条件是中部地区树木生长的制约因子 ,
那是同半湿润区乃至更湿润地区 相 比较 而
言 , 而在同一地区范围内 , 由于降水差异较
小而引起树木生长之间差异的不显著性是完
全可 以理解的 。 此外 , 大气候降水也不能混
同于土壤的有效水份供应 , 这其中受到年降
水的分配时间 , 降水强度 , 持续时间 , 地表
径流等因子的限定 , 尤其是本区属黄土地貌
类型 , 加上坡度的影响 , 使得降水与树木的
实际吸收之间的关系变得异常复杂 。
海拔与树高的 直 接 通 径 系 数 P Z , , =
0
.
5 9 4 3 , 在所有环境因子中 , 它的影响作用
最大 , 它虽然属间接生态 因子 , 但却影响着
水热状况的再分配 , 是造林立地选择中应考
虑的主要 因子之一 。
4
、 结论与讨论
4
。
1 通过大量的样地调查 , 表明 河 北
一 10一
衰 2 形晌河北杨高生长的8 个因子通径系傲衰 续裹 2 影响河北栩离生长的名个因子扭径旅盘农
X礼奔X
)jyRP
X ; b , X s
X
: 奔 X j
径系数
P ( i
,
y )
径系数 相关系数
R ( i , y )
径系数
P ( i
,
y )
径系数
R ( i , j )
·
P ( j
,
y )
相关系数
R ( i
,
y )
( X
l * Y )
D
·
P 0
.
5 7 3 1
( X
: ,
X
:
)
( X
i , X : )
( X
i , X 一 )
( X
i ,
X
`
)
( X
i , X 一 )
( X
i , X l )
( X
i , X 一 )
0
。
3 2 4 5
一 0 。 1 6 2 0
0
.
0 0 8 5
0
。
0 1 0 6
一
O
。
0 3 2 5
一 0 。 0 4 6 0
一 0 。 0 2 4 1
O
。
0 1 4 6
( X
。 : Y )
D
·
P 一 0
。
1 6 4 1
( X
一 , X i )
( X
。 , X : )
( X 。 , X . )
( X
s , X 一 )
( X
s , X 一 )
( X ` , X : )
( X
` , X 一 )
一
O
。
13 3 6
一 0 。 1 1 2 9
0
。
1 63 4
0
。
1 0 5 7
0
。
0 2 5 9
一 0 。 0 4 7 7
一 0 。 11 9 8
0
。
1 1 6 9
( X :
: Y )
D
·
P 一 0
。
5 9 4 3
( X :
,
X i )
( X
: , X : )
( X
: , X ` )
( X :
, X 。 )
( X
: , X 。 )
( X
: , X : )
( X
: , X 一 )
一 0 。 3 9马斗
0
。
1 5 6 2
0
。
0 3 6 8
0
。
0 5 5 9
一 0 。 0 45 1
一 0 。 0 6 0 4
0
。
0 2 1 2
0
。
0 29 8
( X 一 Y )
D
·
P O
。
2 5 33
( X
一, X i )
( X
一 , X 一 )
( X .
,
X 一 )
( X
一 ,
X
一
)
( X 一 , X s )
( X 一 , X , )
( X
一 , X . )
0
。
2 6 2 1
一
O
。
10 4 1
0
。
14 18
一
O
。
0 20 9
一
0
。
0 165
0
。
0 3 0 9
一 0 。 0 06 2
一 0 。 0 16 1
( X a
: Y )
D
·
P O
。
123 7
( X
s , X : )
( X s
,
X : )
( X s
, X 一 )
( X s
,
X ` )
( X s
, X 一 )
( X :
,
X , )
( X 3
,
X 一 )
一 0 . 21 2 9 ( X r
.
y )
D
·
P 一 O
。
17 8 4
( X
: ,
X
: )
( X ,
,
X
:
)
( X
了 ,
X
s
)
( X l
,
X 一 )
( X :
,
X ` )
( X ,
,
X
一
)
( X
, ,
X
一
)
0
。
0 1 9 4
0
。
0 3 9 6
一 0 。 1 7 6 9
0
。
0 1 90
一 0 。 1 4 0 2
一 0 。 0 4 2 9
一
O
。
134 6
0
。
0 9 9 5
O
。
0 77 4
0
。
0 70 7
0
。
09 3 3
一
O
。
0 11 6
一 0
。
11 0 2
0
。
00 8 9
0
。
0 6 9 4
( X 一 Y )
D
·
P
一
0
。
0 72 6
( X
一 , X i )
( X
一, X : )
( X
` , X 。 )
( X
一 , X s )
( X
一 , X 一 )
( X
一, X r )
( X
一 , X 一 )
0
。
3 0匀0
0
。
08 39
0
。
4 5 7 5
一 O。 0 323
0
。
05 85
0
。
0 5 7 7
一 O。 0 2 8 5
一 0 。 0 4 7 4
( X
0 . Y )
D
·
P 一 O
。
14 00
( X
一 ,
X
:
)
( X .
,
X : )
( X .
,
X . )
( X
。 ,
X
一
)
( X 。 , X 。 )
( X
. ,
X
一 )
〔 X . , X l )
O
。
0 6 8 7
一 0 。 0 5 9 7
0
。
1 2 6 3
一 0 。 0 8 7 9
一 0 。 02 4 6
0
。
13 7 0
0
.
0 2 9 2
O
。
0 8 84
( 下转策 4 0班 )
一1 1一
喷雾 , 均可取得 良好效果 , 生产上可以广泛
应用 。 幼虫粘叶期 ( 9 月初 ) 用 80 %敌敌畏
乳油 80 。倍液 , 50 %久效磷乳剂 10 0 倍 液 树
冠喷雾可以取得理想效果 。
3
。 开展虫情监测 及预测 预报
松针小卷蛾发生在油松林中 , 这对开展
监测工作十分有利 , 可利用护林员经常在林
区巡视这一便利条件对该虫进行实地监测 ,
并在 已发生地段定期带回样枝进行观察 , 确
定该虫生长为害进度 , 预测单 叶为害盛期 ,
为防治工作提供依据 。 同样根据巡视观察到
的成虫羽化盛期采用期距法预测幼虫单叶为
害盛期 , 一般幼虫单 叶为害盛期出现在成虫
羽化盛期后大约 45 天左右 。
4
. 保护利用 天敌
松针小卷蛾幼虫 和 蛹 期 有 长 距 茧 蜂
( M
a c r o e e n t r u : s 夕夕 . ) 、 甲腹茧蜂 ( A s c夕a : -
t o r 印 . ) 、 长须茧蜂 ( M i c r o d u s 印 . )
卫 姬 蜂 ( 尸 a r a 夕h g a : s 夕 . ) 、 高 缝 姬蜂
( C a m p o川 e x s p . ) 寄生 ; 卵期有松 毛 虫
赤眼蜂 ( T r i e h o g r a o m a d 。 n d r o l i n : 1 M a t s 。 :
m ur
a
) 寄生 。 这些天敌寄生 率较高 , 对松
针小卷蛾有一定的控制作用 , 应 注意保护和
利用 ; 有条件的地方还可以人工繁育释放 ,
增大天敌密度 , 提高天敌寄生率 , 有效地控
制松针小卷蛾为害。
主要参考文献
〔 1 〕 胡忠朗等 : 松针小卷蛾初步研究 林木病虫
资料一选集 ( 四 ) 一甘肃 省 森 防 站 1 9 8 4
1 0 7~ 1 1 6
〔 2 〕 李后魂等 : 榆仆 I一斑蛾的初步研究 西北林学
院学报 2 9 9 0 , 5 ( 1 ) : 2 9一 3 3
〔 3 〕 萧刚柔主编 : 中国森林昆虫 第 2 版 ( 增订
本 ) 北京 中国林业出 版 社 2 9 9 2 8 1 8一
8 1 9
数值 p , · ,
( 贵任编辑 郑光琪 )
( 上接第 1 页 )
杨抗逆性强 , 生长迅速 ,
具有广阔的发展潜力 。
= c
.
1 2 3 7 , 同一干早区降水 差 异
在甘肃中部干早区
4
.
2 树龄与树高的环境直接通径 系 数
P 卫
, , = 0
.
5 7 31
, 其值大于它们之间 的 环 境
相关系数 , 通过遗传相关系数 分 析 〔 R : , ,
( G )
= 。 . 9 7 2 9 〕 , 表明树木个体遗传 力的
显著差异 。 在相似海拔条件下进行过 回归分
析 , 其结果表现了河北杨的年龄与高生长具
一定的相关性 ( R 二 0 . 8 5 7 9 ) 。
迁. 3 海拔与年均温之间关系密切 , 它
们对树高均产 生 一 定 的 影 响 ( P Z , , = -
0
.
5 9 4 3 , R `
,
, = 0
.
3 0 9 0 )
4
.
4 降水量与树高的环境直接通 径 系
的不显著性 以及降水本身特征和水份流失状
况均影响了它们之间的相关精度 。
参 考 文 献
〔 1 〕 兰巨生 : 作物遗传参数统计法 河北人民出
版社 1 9 5 2
〔 2 〕 丁士尿 : 多元分析方法及其应用 吉林人民
出版社 1 9 5 1
〔 3 〕 李景文等 : 森林生态学 中国林业出版社
1 9 8 1
〔 4 〕 刘榕等 : 甘肃省河北杨基因资源的调查及利
用的研究 1 9 8 9
〔 5 〕 邱明光等 : 河北杨良种选育研究 科学技术
文献出版社 1 9 9 1
( 责任编辑 孟 华 )
一 4 0一