全 文 ：甘介林业科技 1 9 9 4 . N o 。 3
甘肃中部山杏生长特征及主导因子分析
架文举 于洪波 王俊杰 史志篙 何虎林
( 甘 肃农业 大学林学系 ) ( 甘 肃省 林业科学研 究所 )
摘要 对甘 肃中邵 山杏人工林的生长形态特征及影响 因素进行 了探讨 , 结果表
明 : 1 2一 45 年生 山 杏平均高生长 为 9 . 04 m , 平均冠幅 生 长 为 4 . 5 8 m 。 高、 冠幅 与年
龄 的 9 个 回 归方程 的相关 系数在 0 . 62 6 9一 0 . 7 8 3 4之间 , 冠幅 与树高线性 回归 方程 的
相 关 系数 为 0 . 9 4 1 3。 同该地 区 n 种主要造林 树 种 相 比 , 山 杏 的 水 势 负 值 最 大
( 一 3 . 90 m aP )
。 通过灰 色关联度分析 , 海拔与地形是影响 山 杏生长 的主导 因子 。
关键词 山杏 生 长特征 立地条件 主导因子
山杳 P r u n “ : a : 。 e n ` a c a v a : . a n ` u o a -
石。 , 又名野杏 、 野生杏 , 是黄河流域的 主
要乡土树种 。 它与栽培杏 的主要 区别在于树
冠较小 、 枝条较密 、 叶片小 , 枝刺多 、 果实
小 、 果肉薄 , 在园艺上可作为桃 、 李 、 梅 、
杏的砧木 , 在林业上是干早 、 寒冷地区的主
要造林树种 。 在甘肃中部地区 , 山杳的垂直
分布可达海拔 2 5 O0 m , 在土壤含水率仅为 3 %
一 5 %时 , 其叶片生长浓绿 , 表现了极强的
抗寒 、 耐旱能力 。
通过陇中地区黄土袍粉分析 , 该区到晚
更新世时 , 木本植物退却 , 草本 占 绝 对 优
势 , 气候朝着更加干旱的方向发展 。 到第四
世纪时六盘 山、 子午岭 、 华家岭 等 山 脉 隆
起 , 成 为陇中黄土高原的主要分水岭 , 并形
成 了土地切割 、 沟壑纵横的地貌格架。 由于
该 区气候干早 、 水土流失严重 , 多年来在荒
山造林 中耗费 了巨大的人力和物力 , 在主要
造林树种选择上也经历了一系列 的 反 复 过
程 。 其中山杏在该地 区造林历史较长 , 分 布
较 J’ 一 , 但生长滞缓 、 树体矮小 、 干形不 良、
过早 哀老 、 商品利用率低。 综上听述 , 本文
拟通过该树种的大量样地调查 , 探讨在不同
立地 条件 一 F的生长形态表现和各生 长指标之
间的相互关系 , 对影响其生 长的主导 因子给
予适 当的评价 。
1
. 旱生生长形态及旱生生理特征
1
.
1 从 2 9 9 0一 1 9 9 2年 , 分别在甘肃 r户部
的榆中 、 临挑 、 定西 、 会宁 、 静宁 、 秦安 、
庄浪 、 东乡 、 永靖等 9 个县设置调查样地 52
块 , 为保证分析精度 , 样地均取无灌溉条件
和未经人畜破坏 的 。 在样地 内测定 山杏的树
高 、 地径 、 冠幅和年龄 , 样地的环境因子调
查包括地形部位 、 坡向 、 坡度 、 海拔 、 土壤
类型 、 年降水量 、 年均温 、 相对湿度 、 夕 10 ℃
积温 、 少 10 ℃积温同期降水 、 年蒸发量等项
日。 调查结果表 明 , 年龄幅度最大为 45 年 ,
最小为 12 年 ; 最大高生长 9 . 04 m , 最小高 生
长 2 . 9 2 m , 平均 5 . 57 m ; 最大冠幅生 长 7 . 37
m
, 最小冠幅生长 1 . 7 m , 平均 4 . 58 m 。
.] 2 山杏的形态生长是该树种 的 生物
学特性在外部的表现 , 而生长的速度一般来
一 7 一
说 , 随年龄而变化 , 为了探讨年龄与树高 、
冠幅的关系 , 我们选用了多种回归式进行相
关拟合 ( 见表 1 ) 。
衰 1 甘索中部地区山杏育 、 冠一与年幼的回归分析
相 关 式 表 达 式 数 学 模 型 相 关 系 数
直线回归 H = a + b ND 二 a + b N H
= 1
。
9 14 7 + 0
。
13 8 2N
H = l
。
0 8 9 0 + 0
。
1 2 0 8
H 二 0 . 8 6 5 2N o . 6 2 6 9
H = 0
.
6 129 N o
. 6 8 8 8
r = 0
。
67 3 1
r = 0
。
7 3 8 4
幂函数曲线 H o a N `D = a N b
r = 0
。
6 2 6 9
r 二 0 。 6 5 1 3
指数曲线 = 2
。
8 2 1 6 x l
。
0 2 4 2 N
= 2
.
0 3 7 1 x l
。
0 2 6 6 N
r = 0
。
6 5 5 3
r = 0
。
7 1 0 5
HNN
曰
b
口
b
对数曲线
二次抛物线
直线回归
H 二 a + b l o g N
D = a + b I o g N
H = 一 4
。
7 1 7 1 + 7
.
3 5 9 4 l o g N
H 二 一 4
.
4 4 1 0 + 6
.
2 4 1 9 l o g N
r = 0
。
6 3 1 5
r 二 0 。 6 7 2 1
H = a + b N + e N Z H = 3
.
0 0 3 3 + O
。
0 5 0宁N + 0 。 0 0 1 6 N 盆
H = a + b D H = 0
。
0 9 4 8 + 1
。
3 5 7 8 D
r 二 0 。 6 4 9 8
r 一 = 7 3 8 4
注 . 表中H 、 D 、 N分别代表树高 、 冠幅和年龄 ; a 为常数项 ; b 、 c为回归系数 .
从表 1可 以看出 , 树 高 、 冠幅与年龄之 线可用 S型增长曲线表示 , 在天然异龄林 中
间的 9 个回归方程具有趋同的相关精度 , 相 较适用 , 并且是基本属于同一森 林 环 境 类
关系数在 0 . 6 2 6 9 ~ 0 . 7 3 8 4之间 , 包括第 10 个 型 。 以上方程虽有相关趋势 , 但拟合精度不
方程 , 我们可作如下分析 。 ;荡, 主要原因是来自于不同立地 条 件 的 差
( 1 ) 以上所有相关式对确定树高 、 冠 异 , 故指 数曲线呈不完全规则形状而趋向于
幅 、 年龄之 间的关系具有研究方 法 的 合 理 直线 , 以冠幅为因变量的这两个方程较为明
性 , 因为它们均具有相似的相关系数 , 其中 显 , 相关系数均超过 0 . 70 , 并高 于 其 它 方
任何一个方程 即可反映 因变量与 自变量之间 程 , 所以 , 用指 数增长型来反映生长与年龄
关系的真实性 。 之间的关系仍是合适 的方法 。
( 2 ) 不 论以树高为因变虽还是以冠幅 1 . 3 为进一步探讨 山杳在干早 条 件下
为因变量 , 所建立的模型均具有相似的回归 的生长状态 , 我们对其它造林树种同时进行
结果 , 说 明这两个生长指标之间相关紧密 , 了调查 , 通过相似立地条件 、 相同年龄各树
其相关系数为 0 . 9 4 1 3 , 在生长形态上具有相 种之 间的比较 , 可望为造林适地树种选择提
关 的结构特征 。 供参考依据 ( 见表 2 ) 。
( 3 ) 一般来说 , 树高与年龄的相关曲
表 2 相似立地条件 20 年生适林树种生长比较
\ 项 土麦度
(
“
)
海拔 年降水 年均温 相对涅度
( m ) ( m m ) ( ℃ ) ( 夕百 )
》 1 0℃ ) 1 0 ℃降
积温 ( ℃ ) 水 ( m m )
11工OC,i4q`11J .一néO创丹hùnU乃JdnQC口1山 杏 6 。 5 7
1 0
。
4 J
1 0
。
9 2
1 0
。
3 .1
1 1
。
3 0
7
。
0 1
4
。
3 1
5
。
7 9
5
.
4 1
4
。
0 9
6
。
3 0
4
。
2 3
梁坡中
梁坡中
粱坡中
梁匀如 }J
梁坡不
匀鑫坡中
N 6 5
“
W
N往5 “ W
S」0 O E
入 3 0 “ E
N
N 5 6
O
E
1 7 1 8 1 0 5 2 2
5 17 8 0 5 0 5
1 8 1 0 4 0 5 1 9
5 2 4 4 0 6了;
5 2 0 0 0 5 9 2
2 ,i 2 4 8 0 3 1
`
1
7 1
7 1
6 8
5 7
2 0 9 1
2 1 9 9
2 1 0 5
1 3 0 0
1 6 5 5
1 2 8 0
祷槐偷柳松钊自毕矣油
一 8 一
在列表中剔除了青杨 、 河北杨 、 泡桐等 特性 , 这方面的研究必须在特定 的环境中 ,
速生树种 , 因为有些树种之间的遗传力和生 经长期的树种栽培对 比试验方可得出结论 ;
物学特性差别很大 , 常会引起比较结果 的偏 二是在干早条件下对水分亏缺的一种适应表
差 。 通过表 2可见 , 20 年生 山杏的树高和冠 现 , 体现在生长滞缓 , 生产力较 为低下等方
幅生长分别为 6 . 57 m 和 4 . 31 m , 其值均低 于 面 。 关于这一点 , 我们通过水分 生理测定来
其它树种 , 从立地 条件分析 , 在海拔 、 年均 探讨它的旱生机制 。
温度等项 目上还有优于其它树种之处 。 1 . 4 自1 9 9 0一 1 9 9 2年连续 3 年 , 在 山
山杏树体矮小 、 干形不 良是普遍存在的 杏的生长季节多次取样进行水分生理测定 ,
一种状况 , 而分析其原因则相 当复杂 , 有两 同时对该地 区其它树种一并测定 (见表 3 ) 。
点不容忽视 。 首先应考虑 山杏本身的生物学 表 3 列举了甘肃中部地 区最主要的 几个
表 3 山杏与其它树种水分生理特征比较
项
日 息含水量 自由水含
鼠 ( % )
束缚水含
鼠 ( % )
燕 腾 速 率 水分亏缺
和 束 /白
( 多百 ) ( m g · g 一 1 . ) ( h 1 ) ( % )
水 势
( 一 M p a 〕
、 J、 ,了
Qù八é,óQU八匕口OU月1
.…礴任nJ?J八b,J(,J子了、6 1 。 4 6 3 5 。 2 7
1 8
。
19
O
。
7 0
5 0 0
。
0 0
( 2 4 5
。
7 0 )
2 9
。
7 5
( 2
。
I G )
3
。
9 0
( 0
。
5 1 )
1
。
7 8
( 0
。
7 7 )
5 0 0
。
0 0
( 2 1 9
。
1 6
3 2
。
5 7
( l
。
0 0 )
2
.
9 9
( 0
。
9 2 )…一.八土JnJ曰é了吸la心! j 杏f { 干!’
5 3
。
( 3
。 2 6
。
5 4
2 6
。
2 7
( l
。
3 5
0
。
9 9
( O
。
2 3
邪738195617(
5 0 0
。
0 0
( 2 3 8
。
1 2 )
5 0 0
。
0 0
( 1 2 1
。
4 0 )
5 0 0
。
0 0
( 2 5 3
。
5 1 )
理9 4 。 9 1
( 2 1 6
。
0 9 )
5 0 0
。
0 0
( 2 0 5
。
1 0 )
2 1
。
6 9
( 3
。
4 5 )
5 0
。
7 2
( 1
。
5 3 )
1 8
。
4 2
( l
。
4 8 )
2 1
。
8 9
( 3
。
9 8 )
1
。
9 5
( 0
。
2 6 )
2
。
4 6
( 0
。
5 3 )
l
。
7 6
( 0
。
4 4 )
、 .尹,、夕卫J
八én甘一了I口ùQ户甘月斗n6,1一a叹énu八O. .…nén甘六U八nUùU了.、了LI、了r、沙 枣 3 2 。 0 1
、产、 .产、 J尹、尹
36752819
5 7
。
( 2
-
河 北 杨 5 5
。
3 8
( 0
。
7 6 )
3 4
。
9 8
新 疆 杨 5 8
。
3 0
( 1
。
19 )
3 工。 3 0
青 杨 6 3
。
7 6
( 7
。 盛9 ) 7
。
1 2
少 6 2
。
1 9
( l
。
0 9 )
2 1
。
8 5
2 5
。
4 5
( 0
。
9 1 )
1 9
。
9 1
( 3
。
0 6 )
2 3
。
6 7
( 1
。
9 0 )
1 6
。
9 7
( 2
。
1 6 )
3 1
。
7 9
( 8
。
1 7 )
2 3
。
2 2
( 3
。
7 0 )
2 6
。
8 1
( 0
。
9 1 )
3 8
。
4 1
( 5
。
1 5 )
2 2
。
8 8
( 7
。
4 4 )
1
。
4 0 3 8
( O
。
6 0 ) ( 6
筋(5
、 、了、 .J
,ó八匕一.一J-J八匕11CUēU件`
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了、Lr偷 6 1
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( 1
.
6 6 )
6 6
。
9 5
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。 工5
臭 从
( 2
。
5 2 )
段0 。 0 1
1
。
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( 0
。
1 0 )
l
。
9 1
( 0
。
1 8 )
2
。
1 7
( 0
。
! O )
2
。
6 0
( 0
。
2 8 )
1
。
8 8
( 0
。
0 8 )
柠 。 6 2
,
8 3守飞 ( 0 . 4 8 ) 2 1
。
9 5
( 0
.
6 1 )
槐 6 1 。 9 0
( 3
。
3 8 )
3 7
。
5 1
G
。
6 1
( 0
。
2 4 )
4 9 4
。
9 1
( 2 1 6
。
0 9 )
5 0 0
。
0 0
( 1 5 8
。
0 0 )
5 0 0
。
0 0
3 1
。
0 2
( 2
。
1 2 )
1 9
。
7 8
( 5
。
1 1 )
2 1
。
3 5
( 5
。
8 1 )
2
。
2 3
( 0
。
4 8 )
注 : 表中圆括号内为标准差 。
造林树种 , 总的来讲均具有一定 的 耐 旱 特
征 , 但在程度上各树种之间存在着一定的差
异 。 以水势的测定结果分析 , 山杏的水势负
值最大 ( 一 3 . 90 m p a) , 充分说明了山否的根
系具有强烈的吸水能力 , 细胞具较高的渗透
压 。 以束缚水与 自山水的比值来看 , 高于表
中所列几种杨树类 以及刺槐 、 白榆等 , 所以 山
杏的生长滞缓是与它本身的耐早生理机制有
关 。 从另一 角度比较 , 侧柏 、 柠条及沙棘的束
缚水 与 自由水的比值均大于 1 , 是 山杏的两
一 9 一
倍 ,在形态上更表现出明显的早生特征 ,如侧
柏为减少水分散失 , 叶片退化为鳞片状 , 柠
条与沙棘为能有效地反射阳光 , 叶背密生绒
毛等 。 这 种对于干旱环境的忍耐及逃避的结
果 , 则使光合效能降低 , 在生活型上表现为小
乔木或灌木层片 , 所以造成 山杏树体矮小的
其中一个 重要原 因就是对水分 亏缺的适应 。
2
. 影 晌山杏生长主要因子的灰色关联度
分析
如前所述 , 在同样栽培 、 经营条件下和
同一年龄的山杏生长差异较大 , 究其原因 ,
环境因子影 响甚大 。 为了评价这些因子的有
效作用程度 , 并对其中起主导作用的因子给
予量值估算 , 应用灰色关联度分析是一种简
单可行的方法 。 为了同时反映树高与冠幅这
两个关联生长指标 , 将 山杏的树体形态做了
平面化处理 , 即用 30 年生 山杏的树高与冠幅
之积来表示其生产力 , 此外 , 对于非量化的
地形部位 、 坡 向两个因子进行了数码转换 ,
以能够应用于统一的数据处理 。
首先将原始数据进行规一化转换 , 然后
应用公式 :
△ X ( i , j ) = } X ( o , j ) 一 X ( i , j ) !
计算求差序列 , 再根据公式 :
R
; i =
m i n m i n } X ( o
,
j ) 一 X ( i , j ) 1 + K
·
m a x
1 J l
m a x 】X ( 0 , j ) 一 X ( i , i )
j
! x ( o
,
j ) 一 x ( i
,
j ) l + I丈· m a X m a x ! X ( o , j ) 一 X ( i , j ) !
j
求算各因 一子的关联系数 。
在本文 中 , 分辨系数 K 二 0 . 5
m i n m i n ! X ( 0
,
j ) 一 X ( i , j ) l = 0
.
0 0 2
1 J
将关联度求出并列表 ( 见表 4 ) 。
m a x n l a x } X ( O
,
j ) 一 X ( i
,
j ) ]
= 5
.
4 5 0
1 J
最后根据公 式 : P = 工乙 R ; :
n 卜 1
衰 4 关 联 度 排 列 表
海 拔 P , = o · 7 8 9 9
相对湿度 p l 。 = o · 6 6 9 3坡 度 p : = 0 . 6 3 8 8
降 水 量 P : 二 0 · 5 0 4 4
地形部位 p 。 = 。 · 7 7 3 6
年 均 温 P 。 = o · 6 5 6 6
) 10 ℃ 积温 p . = O· 6 0 7 3
燕 发 量 p 3 = O· 6 7 8 7
坡 向 P 。 二 o · 6 5 4 2郁 闭 度 p 。 = 。 · 5 9 5 5
通过对影响山杏生长的主导因子的灰色
关联度分析所得结果 , 可作以下分析 :
( 1 ) 各类因子 X : , X Z , … … , X . 对
生 长 X 。 的关联度的值域为 0 . 5 0 4 4一 0 . 7 5 9 9 ,
表明了各生态因子的影响差异趋于等同性 ,
不存在某单一 因素 占绝对制约的显著度 , 反
映了综合因子的作用规律 。
( 2 ) 从关联度的具体比较 , 海拔与地
形部位对 山杏生产力的影响略大 于 其 它 因
素 。 海拔虽属于间接 因子 , 但它影响着水 、
热状况的再分配 , 其中太阳 幅 射 强 度 、 气
温 、 风速 、 大气湿度等因子随海拔的升降发
生较大的变化 。 地形 部位对林木生长具有小
环境的影响 , 如水分 的积聚 、 土层厚度 、 土
壤冲刷等等 , 所 以在大气候无明显变化的一
定地域范围内 , 林木的具体生 长地点与地形
条件的关系十分密 切。
( 3 ) 就整个甘肃中部地区的水平降水
来说 , 各地相对均衡 , 一般不出现某些地区
降水明显过 高现象 ( 假若如此 , 这样的地区
将不属于干旱区的范围 ) 。 所 以 , 降水的重
要意义在于对整个干早地区的影响 , 也就是
说 , 生长在该 地区的所有天然林木与无灌溉
的人工林分 , 都受到水分 亏缺的胁迫 , 如果
水分条件在一定范围内出现差异 , 地形条件
仍扮演着重要角色 。
一 1 0一