全 文 ：第 5 卷 第 5 期
1 9 9 2 年1 0月
林 业 科学研 究 V o l
FO R E S T R E S E A R CH O e t
5
,
N o
。匀
1 9 9 2
漠河林区兴安落叶松林的排序
刘 创 民 罗菊春 梁海英
(中国林 业科学研究院林业研究所 ) (北京林业大学 )
关盆词 漠河林区 兴安落叶松林 排序
漠河林区属我国寒温带落叶松针叶林区域 , 大部分为原始林 , 部分为天然次生林 。 该 区
林型的分布及生长较明显地受到环境因子的限制 , 因此把立地因子定量化 , 采用主成分分析
(PCA )方法 , 对该 区的兴安落叶松林进行排序 , 以便在划分各种不同林型的基础上 , 找出影
响群落分布的主导因子 , 阐明群落与环境的相互依赖关系 , 为生产实践中按林型实施适宜的
经营措施提供依据 。
1 自然概况
研究区位于大兴安岭的北端 , 5 2 “ 1 5 ’~ 5 5 0 3 3 ’ N , 1 2 1 0 2 9 , ~ 1 2 4 0 0 5 ’ E , 地处伊勒呼里山
的北坡 , 属中低山山地 , 海拔高一般为4 0 ~ 7 0 m ; 海拔为 80 m 以上时 , 出现堰松 (Pl’nu :
p二打a K ey) 。 山岭起伏不大 , 相对高差一般为10 0 ~ 3 0 m 。 本区为冰缘地貌 , 河川 纵横 ,
属寒 温 带湿润季风气候区 。 冬季漫长 , 最低气温 一 52 . 3 ℃ , 夏季短暂 , 湿热 , 最 高气温达
3 6
.
8 ℃ ; ) 10 ℃积温为1 6 5 0 . 4 ℃ , 年均温 一 4 . 9 ℃ , 无霜日约92 d , 年降水量约40 3 m m 。冬季
积雪深达47 c m ; 永冻层呈岛状和片状存在 。地带性土壤为棕色针叶林土 。兴安落叶松 (L al 份
g二儿成 1 R u Pr 。 )为主要建群种 , 并分为六个主要类型 (表 1 ) 。 乔木树种还有樟子松 (Pl’“ :
s百Iv e st: 15 v a r . 二o n g o lfea L itv in )、 白桦(B er : la p la : , p入, lla S u k . )等 。
2 调查方法及内容
野外工作采用典型抽样和系统抽样两种方法 。 设置 20 m x 30 m 的样地 。经检查有效样地
为6 0块。 乔木按树种每木检尺 , 并测林分平均高及郁闭度 。 下木 、 活地被物 、 天然更新调查
采用样方法 (每个样方为 2 m X Z m , 在每块样地内外设样方25 个 )。 在样地中同时作 土 壤
调查 , 并测定土壤含水量 , 详细记载地形条件与其它立地因子 (表 1 ) 。 内业计算每块样地的
乔木相对密度 、 相对胸高断面积及两者之和—相对优势度〔’] , 计算下木及活地被物的相对盖度和相对频度 , 以两者之和作为某种植物的相对优势度 。 按照每块样地内乔木树种及林下
植物的相对优势度把60 块样地划分为六个森林类型 (表 1 ) 。
3 对兴安落叶松林进行排序
3
。
1 兴安落叶松林各林型生态因子的分析
第 工类塔头苔草一兴安落叶松林 , 主要分布于宽谷之中。 其环境 是 生 境 低 (表 2 ), 地
飞9 , z一o。一 10 收稿 9
5 9 0 林 业 科 学 研 究 5 卷
势平坦低洼 , 排水不良 , 夏季积水 , 土层厚 , 但多具永冻层 , 其土壤类型主要为腐殖质潜育
土或表潜棕色针叶林土 , 自然肥力高(表 2 ) , 但长期积水 , 土温过低 (表 3 ) , 其潜在肥力得
不到充分发挥 , 因此有效肥力不高。
衰 1 浦河林区兴安落叶松林的环境类型及样地分布
部 位 坡 向 坡 度 上城漫度 A : 层厚 (c m ) 土层厚度 (c m ) 合
森 林 类 型 山 坡 坡 坡 河 沼 阳 半 半 阴 平 缓 斜 陡 干 潮 润 没 极 碱 5 6 一 10 笋 1 ‘ 1 5 1 6 -脊 上 中 下 谷 泽 阳 阴 棍 3 5
(1) (2 )(3)(4 )(5 )(6 )(1)(2 )(3 )(4 )(l) (2 )(3 )(4) (川2 )(3 )(4)(5 ) (1) (2 ) (3 ) (l) (2 )
》 3 6
(s) 计
,立.口月弓.舀,二JI.二已16180月,口勺
月.二
,“
296
q‘份U口1(『 )兴安杜鹃 一兴安 落叶松林 2 5
(V )草类 一兴安落叶松林 3 3
(皿)杜 香一兴安落叶松林 4
(兀)杜香 一泥炭辞一兴 安落叶
松林
( I )塔头苔草一兴安 落叶松林
(砚 )惬松 一兴安落叶松林 2
3 1 4 2 2 4 5 1 3 5 2 1
6 后
2 8
6 肠 2
3 2 3
7 吕
1 0 4
9 1 1 1 1 9 9 2
2 1 2 12 3 1
2 1 4 7
3 8
7 2
6 9
1 1 2
7 4
3 3 1 1 3
1 1 1 1 2 2
注 : 括号 内的数字为编码值 。
衰 2 不同兴安落叶松林的衰土层曹养成分比较
林 型
(兴安落叶松林 )
海拔高度 土壤层次 全 N 有机质 有机C 速效 P 速效K
PH
(m ) (c m ) (% ) (% ) (% ) (m g / 1 0 0 9 土) (m g / 1 0 0 9 上 )
土坡类型
塔头省草型 3 0 0 ~ 4 5 0 15
。
4 2 塔头沼泽土
42合目了」亡,二O‘
3 ~ 10
1 0 ~ 2 5 :
‘
:: :;
5 8
.
3 6
6 3
.
16
3 3
.
8 5
3 6
.
6 4
0
.
2 9
心 . 2 9
杜香一泥炭醉型 3 0 0 ~ 5 0 0 5 ~ 1 5
2 0 ~ 25
0
.
9 2
0
.
0 5
4 6
.
6 5
1
.
2 8
27
.
6 5
0
.
7 4 ; :: ::
泥炎沼泽土058b几匕
杜 香 型 3 0 0~ 6 0 0 5 e 2 2 6 . 1 5 0 . 0 8 8 l 1 . 0 5 0 . 12 7 。 9 0 典型棕色针叶林土
兴安杜鹃型 5 0 0 ~ 8 5 0 5 ~ 2 0 5 . 4 0 0 . 1 38 3 . 2 2 1 . 0 2 0 . 4 0 1 0 . 0 1 同上
草 类 型 4 5 0 ~ 7 0 0
3 e l s
1 5 ~ 4 0 :
‘
::
0
.
0 5 1
0
.
0 6 7 :
‘
;:
1
.
2 3
0
.
7 6 ;
’
::
1 5
.
6 0
10
。
7 2
质地
枯土
枯土
轻壤
轻坟
‘和镶 同上
衰 3 兴安落叶松林土峨含水状况 ( 单位 : e m )
林 型
〔兴 安 落
叶 松 林 ) 5
不同土层含 水率 ( % ) 土 层 厚 八 : 层厚 化 冻 深 度
蝴印, ‘ . 方人 V I J . , 尸 J刁 习巨 J 少
2 己
均值 方差 均值 方差 5 月
2 0 日
5 月
3 0 日 地形地势湖娜
(塔头 间仍
塔头苔草型 6 0 . 1 1 7 1 . 6 2 8 3 . 4 月 7 1 . 2 3 4 . 5 2 4 3 . 2 5 1 1 . 7 3 15 . 5 3 . 7 未化冻 未化 冻 3 有结冰 ) 平坦 , 海拔3 9 0 m
I 0
杜香一泥炭醉型
右七香 型
4 0
.
7 0 3 7
.
7 3 5 5
.
8 0 4 4
.
7 4 5
.
5 6 1 9
.
0 7
.
8 1 5
.
1 2 3
.
3 1 4 ] 3 1 8
4 0
.
4 0 3 6
.
2 4 3 6
.
8 4 3 7
.
8 3 5
.
3 2 2 1
.
5 7 1 0
.
8 9 4
.
3 8 2
.
42 1 0 1 4 2 1 已 化冻
兴安杜 朋型 2 7 . 4 0 2 1 . 5 0 2 3 . 7 9 2刁. 6 3 J . 5 7 25 . 0 2 2 1 . ] 6 ‘. 4 5 2 . 5 0 5 0 3 5 已化冻 已化冻
草 类 型 3 5 . 16 2 5 . 04 2口. 8 0 2 7 , 0 5 . 0 3 3 1 . 5 6 9 . 6 8 5 . 5 0 2 . 3 1 1 7 2 5 35 已化冻
平坦 , 海拔 4 1 0 m
旧向平级坡 中下
部 , 海拔 4‘O m
阳向级坡上部 , 海
拔s l o m
阳向级坡中部 , 海
拔4 8 5 m
5 期 刘创民等: 漠河林区兴安落叶松林的排序 59 1
第 1 类杜香一泥炭醉一兴安落叶松与第 工类杜香一兴安落叶松林, 它们的立 地 条 件 相
近 , 只是前者比后者更进一步沼泽化, 立地更差些 。 后者主要分布于阴或半阴平缓山坡下部
或宽谷平坦之处‘有时也分布于平坦积水的岗顶 , 土层一般较薄 , 湿或极湿 , 有潜育作用 。
而前者沼泽化程度更重 , 虽然表面有机质较多(表 2 ) , 但因极湿 、 低温 , 土壤化冻慢而且很
浅(表 3 ) , 下面为永冻层 , 这样就会导致土壤有效肥力的下降 , 并 由于有潜育层作用使土壤
形成了含有较多亚铁等 , 对林木生长起到不利的作用 , 因而水分过剩、 排水不良也就影响了
林分生产力。 特别是杜香一泥炭醉一兴安落叶松林 , 生产力更低 , 往往形成小老头林 。
第万类兴安杜鹃一兴安落叶松林 , 其生境条件一般较干早 , 各坡向均有分布 , 多分布较
其他林型要陡一些的坡上部或山顶(> 12 。 )。地表排水良好 , 土层变化厚度不一 , 多为中 至 薄
层 , 但土壤水、 热配合适当 , 利于枯枝落叶分解 , 土壤肥力较好 。
第 V 类草类一兴安落叶松林 , 多分布阳或半阳坡中下部 , 坡度平缓 (多为1 4 。以下 ), 主 要
植物种类为禾本科草类。水分适中, 水热条件好 , 因而该类型土壤肥力高 , 生境条件最为优越 。
第 VI 类僵松一兴安落叶松林 , 处于最高海拔的类型 。 气温与土温均很低 , 土壤常年呈冷
冻状态 , 热量不足 , 因此土壤有效肥力低 , 反映在林木生产力亦很低。 其生境总的来说 , 处
于高冷湿环境中。
3
.
2 土峨含水率 、 土层厚 、 A : 层厚与林型分布的比较分析
Bar tl et t 多个方差的齐性检验[zJ 的结果为这五个总体在土 壤含 水 率 、 土 层 厚 、 A : 层
厚的方差均无显著差异(砂含水率 = 0 . 4 92 6 , 二 么A :层 = 3 . 4 6 3 , x 住层厚 = 5 . 0 5 2 , 均小于 x 。. 。。(I = ‘)
= 9
。
48 8 )
, 每两林型间的土壤含水率、 土层厚及A : 层厚差异显著性 t 检验结果 见表 4 。 从
表 4 得出 , 草类型与兴安杜鹃型的土壤含水率无显著差异 , 但兴安杜鹃型的土 壤 更 为 干燥
些 , 土 层也 更清 薄 些 。 杜香 一泥炭醉一兴安落叶松林与杜香一兴安落叶松林 有显 著差
异 , 这也反映它们一般都分布在比较湿或极湿的土壤条件中 , 只是前者比后者的 水分 更 过
剩。 其它每两林型间的土壤含水率都有极显著差异 , 说明不同林型下的土壤含水 率是不 同
的 , 所以土壤水分在各林型的形成与分布中起着主导作用 。 以水分因子为主导的林型分布依
土壤含水率由多至少排为 : 塔头苔草一兴安落叶松林”杜香一泥炭醉一兴安落叶松林, 杜香
一兴安落叶松林”草类一兴安落叶松林。兴安杜鹃一兴安落叶松林 。
表 4 不同兴安落叶松林的土滚平均 从表 4 可知 , 除草类型与塔头苔草型 、
含水率及土息厚的 t 检验
林 型 鸳杜香型曰 三 草类型卜醉杜炭头型草塔苔
塔头苔草型
杜香一泥炭醉型
杜 香 型
兴安杜鹃型
草 类 型
8
.
22
* *
1 1
.
2 8
. *
17
.
4 4
* *
1 5
.
02二
4
.
6 6
*
2
.
9 9
. 8
.
28二 7 . 3 1二
3
.
4 6
*
0
.
66 6
.
73
* *
5
.
0 3二
2
.
3 1
.
2
.
7日. 1 . 4 5 1 . 2 1
2
.
0 3 3
。
4 7
. 2
.
5 6
.
0
.
8 5
注 : 表 内右上角为上镶含水率 的 t 检验 , 左下角 则为
土层厚度的 t 检验 。
兴安杜鹃型与杜香型 、 杜香泥炭醉型与杜香
型、 草类型与兴安杜鹃型这四对中每对林型
的土层厚度无显著差异外 , 其余均有显著差
异 。
塔头苔草一兴安落叶松林的 A : 层厚 度
与其它四个类型均有差异外 , 其它每两林型
间均无显 著 差 异 (A : 层 厚 度 的 t 检 验表
略 , 但从表3中的A , 层厚均值亦可反映这一
点 )。
至于温度梯度森林群落分布与形成也有一定关系 , 主要表现在高海拔出现的僵松一兴安
落叶松林极端冷湿与低海拔的其它类型的显著差异 。 在低海拔一般为80 o m 以下的其它兴 安
林 业 科 学 研 究 5 卷
落叶松林型 , 土温与地形及积水程度等有一定的相关 , 采用各林型不同时期的土壤化冻深度
来说明土温的不同(表 3 )。 处于山坡中上部的林型相对来说其热量稍多些 , 化冻较早 。 处于
宽谷或坡麓平缓的地方 , 因排水不良而积水过多的塔头苔草一兴安落叶松林及杜香一泥炭辞
一兴安落叶松林的土壤化冻晚 。
3
.
3 排序结果
依据调查和在已有的总结基础上I“1 , 选用部位、 坡度 、 坡向、 土壤湿度 、 土层厚度、 腐殖
质层 即 A : 层 厚度为主要生态因子 。 由于研究区只有小面积林地分布于海拔 8 0 m 以 上 , 因
而海拔高未作为主要因子考虑 。 把这些主要生态因子按编码值(表 l )变成定 量 数 据 后 , 用
PCA[ ” ‘J对兴安落叶松林进行排序 , 经计算获得样地特征值及信息量 (表 5 )。 从表 5 知 , 如取
前两个主分量则占全部信息的6 3 . 3 % , 如取前三个主分量则占总信息量的7 9 。 0了% 。最后确认
第 工与第 亚主分量值所构成的排序图 。 图 1 反映了漠河林区兴安落叶松的真实分布情况 。 依
据图 1 各样地聚集分布状况 , 划分成 6 个集团 , 即代表了所研究的兴安落叶松群系下的六个
不同林型(表 1 )。 需要说明的是 , 由于第 VI 类的僵松一兴安落叶松林所处的环境除海拔的差
异外 , 均与杜香泥炭醉型或杜香型所处生境相近 , 所以反映在排序图上 , 它们的距离很近 。
从图 1 上看 , 各集团中的样地所代表的林型具有相似的立地条件 , 但各林型间仍然有相互渗
透 , 这就说明相同的林型一般具有相似的立地条件 , 但在相同的立地型上有时也可存在不同
的林型 。
衰 5 p CA 排序的因子负御t 、 特征位及伯血皿
主 分稚
因 子 负 荷 盈
而 特征值部 位 坡 向 坡 度 土城 泥度 A i层厚 土层厚
贡献率
(% )
累积贡献率
(% )
一 0 . 7 0
一 0 . 2 0
0
.
5 5
0
.
5 0
0
.
7 0
一 0 。 0 7
2
.
15
1
.
6 5
0
。
95
3 5
.
8 2
2 7
.
4 8
1 5
.
7 7
3 5
.
8 2
6 3
.
3 0
7 9
.
07
,口bl自肠,山月⋯自Un仙盯lO甘n一 内舀口自O,叨⋯n臼nll丹JU几」,三一行目」⋯on甘U一.且几”月‘n‘一勺⋯0on材x兀l
3
.
4 影晌排序的立地主导因子
从表 5 可见 , 对第 I 主分量影响最大的是部位 、 坡度 。 对第 1 主分量影响最大的是坡向
与土层厚度 。 从这一点来看 , 地形对于林型的分布确实是起着不可忽视的作用 。 因此由排序
图 1 就可大致判断各林型所处的生境 。 例如 , 位于排序 图上的第 V 类草类一兴安落叶松林 ,
从第 I 轴来看 , 它主要分布于山坡的中下部 、 坡度平缓 、 水分适中的立地上。 从第 兀轴看 ,
该林型主要分布于阳向 (含阳坡 、 半阳坡)的土层厚度较厚的立地上 , 所以它是兴安落叶松林
中生境最优越的林型 , 处于排序图中心 。 与前面的分析很吻合 。
综合以上分析 , 可认为 , 除 A ; 层 厚度外 , 其余五个因子均可为影响该 区群落排序的较
为重要因子。 从各个因子对第 I 轴或第 亚轴的作用程度来看 , 往往是地形因子中的部位起到
主导作用 , 坡向 、 坡度也是不容忽视的 , 这也就恰恰说明 , 部位 、 坡向、 坡度确实是反映了
不同的小气候和土壤条件 , 从而在宏观上对林型起着支配和指示作用 , 但是 , 实质上又是通
过土壤条件(特别是土壤水分条件 )起主导作用。
S期 刘创民等 : 漠河林区兴安落叶松林的排序 5 9含
相对高度逐渐升高 (部位由下至上 )
坡度渐增大 , 土圾湿度减小
图 1 兴安落叶松林 的排序
3
。
5 各林分类型的回到
为了验证根据立地因子所分类的效果 , 采用数量化模型 五 (F is五er 判别)建立判别函数进
行回判 [’] 。 计算结果见表6 。 从表6可看出 , 除第 l 类回判率较低外(实质上是第皿 类 所判错
的样地大都归入到第 l 类中去 , 从这一点看 , 它们的立地亦确实较为接近 ) , 其 它 所有类型
的回判率均较高 , 因此确定PCA根据立地因子对该 区的兴安落叶松林的划分结果 是 较 理 想
的 。
表 6 兴安落叶松林曰 : he r 封别结果
林 型
归类代号
塔头苔草型 杜香一泥炭薄型 杜 香 型
皿
兴安杜鹃型 草 类 型
原 分类样地号
Fis h e r判 别计
算分类
回判率(% )
2 6
,
2 7
一
2 8
,
2 9
2 6
,
2 7
,
2 8
一 2 0
1 1
,
1 9 ~ 2 5 lro 10
一
1 2 ~ 1 8 3 1 ~ 4 1 4 2 ~ 5 9
2 , 1 0
,
1 1
,
1 6
,
18
一
1 9 1
一
3
,
4
一
6
,
7
,
8
,
9
, 1 2
,
3 1 ~ 3 6
.
5
2 1
一
2 2
,
2 3
, 2 4
,
2 5
一
5 3 1 3
一
1 4
一
15
, 1 7
,
2 9
一
3 0
一 6 0 3 8 ~ 4 1
4 2 ~ 5 2
3 7
,
5 4 e 5马
8 7
。
5 7 0
.
6 9 0
。
9 94
.
9
参 考 文 献
李绍忠 . 辽宁三块天然次生林的排序 . 植物生态学与地植物学学报 , 1 9 8 7 , i 1( 4) : 2 6 4一 2了5 .
北京林学院主编 . 数理统计 . 北京 , 中国林业出版社 , 1 9 8 0 . 15 ~ 1 6 4 .
罗菊春 . 西林吉林业局立地分类的研究 . 北京林业大学学报 , 1 9 9。, 12 (增刊 ) : 10 ~ 32 .
郎奎健 , 唐守正编 . IBMP C系列程序集 . 北京 : 中国林业出版社 , 1 0 5 , . 1 4 2 ~ 1 5 0 , 魂5 0 ~ 4 6店。
勃4 林 业 科 学 研 究 S卷
O r d io a tio 。 o f D a八u r ia n L a r e h F o r e s t in M o he F o r e : t A r e a
L iu C h u a n g m in
(T h 。 R 。s e a r c h I o s tito ro o f F o r e str 梦 C A F )
L u o Ju c h e n L ia n g H a iy in g
(B e ‘ji。夕 F o r e s tr , U n ‘v e r s it , )
A b st r a c t 0 21 th e ba s is o f in v e s t ig a t io n in th e fo r e s t o f 乙a r ix g nz e lin ii in
M o h e fo re s t a r e a
,
w e re a liz e d th a t th e d is tr ib u t io n o f th e fo r e s t tyP e s 15
s e le e te d e o r re e tly
.
T h e sa m P le p lo ts a r e o rd in a te d by m e a n s o f P r in e iP a l
e o m P o n e n t a n a lys is (P CA )
.
A c e o rd in g to Fis h e r te s t a n a lys is
, t he e la s s ifi
-
e a t io n w e r e r e e o g n iz e d a 3 ju s t if ie d
。
T h e r e s e a re h r e s u lt s h o w s th a t d is tr ib
-
u t io n o f fo re s t tyPe s 15 in flu e n e e d b y th e s itu a t io n o f s lo P e w hie h 15 t h e
m o st in
, p o r ta n t fa e to r
.
S e e o n d ly
, a sPe s t
,
g r a d ie n t
, 5 0 11 m o is t u re a n d d eP th
o f 5 0 11 la ye r a r e a ls o im P o r ta n t fa e to rs
.
T he in t e r a e t io n b e t w e e n to Po g r aP h ie
fa e to r a n d 5 0 11 e o n d it io n a ffe e ts t h e d is tr ib u tio n Pa tt e r n o f fo re s t tyPe s
-
K ey w o r d s M o h e fo r e s t a r e a d a h u r ia n Ia r e h fo r e s t o r d in a tio n
州冲·响i: · 门如 叫 卜 ‘ .州 ;;‘ 和 , 阅 卜 叫卜 币 ·州卜 门 卜 副 , 门卜 门 如 妙l. 韶抽 tJ 盼, 川如“习山二叫卜
“紫胶园生物群落的研究 ”通过鉴定
“紫胶团生物群落的研究 ”属国家白然科学墓金项 目 , 山中囚林科院资源昆虫研究所主持 , 经 过 4 a 的
深入研究 , 一J“ 1 9 9 2年 2 月在北京经专家书面评审通过鉴定 。
本项目主要研究紫胶园生物群落与环境的关系 , 群落内种间的相互关系 ; 紫胶园间种粮食作物的作用 ,
不坷种群结构 与产量 、 产值的关系比较 。 通过定位试验结果表明 , 在紫胶园不同类型的生物群落中, 以胶
粮间作群落和乔灌混交群落 , 能更好地利用自然条件和种间的有利关系 , 使群落的经济产品总量 较对照提
高2 . 4~ 4 . 4倍 , 产值较对照提高 1 . 9 ~ 2 . 。倍 , 比纯乔木寄主树林提早 2 ~ 4 a 投产 。
专家认为 , 该项研究紧密结合生产 , 研究设计合理 , 数据翔实 , 结论可信 , 对建立 优 良人工胶园有一
定指导作用 , 在国内同类研究中处领先水平 。
《张 玲 )