全 文 ：第 52 卷 第 5 期
2 0 1 6 年 5 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 52，No. 5
May，2 0 1 6
doi:10．11707 / j．1001-7488．20160502
收稿日期: 2015 － 04 － 17; 修回日期: 2016 － 03 － 29。
基金项目: 国家“十三五”科技支撑计划课题“困难立地植被恢复技术研究与示范”(2015BAD07B02)。
陕北半干旱黄土区沙棘人工林的死亡率及适宜地形因子
陈文思1 朱清科1 刘蕾蕾1 马 欢1 赵维军2 王 瑜1
(1．北京林业大学水土保持学院 北京 100083; 2．泰山学院旅游与资源环境重点实验室 泰安 271021)
摘 要: 【目的】确定沙棘人工林在陕北半干旱黄土区适宜的地形条件，为该区人工林的稳定性建设及其可持续
经营提供参考。【方法】通过样方法对陕西省延安市吴旗县的 13 年生沙棘人工林进行调查，采用相关分析和单因
素方差分析，从坡位、坡向和坡度 3 个方面，比较不同地形条件下沙棘人工林的死亡率差异。【结果】随坡位降低，
沙棘人工林的死亡率先增大后减小，上坡、中坡和下坡的平均死亡率分别为 38%，47%和 31%，不同坡位间的差异
均不显著; 在不同坡向中，沙棘人工林死亡率最轻的是阴坡，最大值仅 21%，平均为 4%，死亡率最高的是阳坡，最
小值为 33%，平均值为 63%，半阴坡和半阳坡的死亡率介于阴坡和阳坡之间，其中半阴坡的平均死亡率稍低于半
阳坡，阴坡与半阴坡、半阳坡、阳坡的死亡率均差异显著(P ＜ 0. 05); 在不同坡向中，沙棘人工林的死亡率均随坡度
升高而增大，阴坡死亡率增大趋势不明显，半阴坡呈对数型增大，半阳坡呈直线型，阳坡呈指数型; 沙棘人工林死亡
率与坡位相关不显著，与坡向和坡度相关均极显著(P ＜ 0. 01)，其中，坡度比坡向对沙棘人工林衰退死亡的影响更
大; 阴坡沙棘人工林均属于轻度衰退(死亡率 0% ～ 30% )，半阴坡和半阳坡的平缓坡(5° ～ 15°)和缓坡(15° ～ 25°)
属于轻度衰退，陡坡(25° ～ 35°)和极陡坡(35° ～ 45°)属于中度衰退(死亡率 30% ～ 70% )，阳坡的平缓坡、缓坡和
陡坡均属于中度衰退，极陡坡属于重度衰退(死亡率 70% ～ 100%)。【结论】在年均降水量小于 500 mm 的陕北半
干旱黄土区，沙棘人工林衰退死亡的主要原因是水分不足，其适宜的地形条件是阴坡、半阴坡平缓坡、半阴坡缓坡、
半阳坡平缓坡和半阳坡缓坡。
关键词: 沙棘人工林; 衰退; 坡位; 坡向; 坡度; 半干旱区
中图分类号: S793. 6 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2016)05 － 0009 － 08
Mortality and Appropriate Topographical Conditions of
Seabuckthorn Plantation in Semi-Arid Region of Loess
Plateau in North Shaanxi，China
Chen Wensi1 Zhu Qingke1 Liu Leilei1 Ma Huan1 Zhao Weijun2 Wang Yu1
(1 ． College of Conservation of Soil and Water，Beijing Forestry University Beijing 100083;
2 ． Key Laboratory of Tourism and Resources Environment，Taishan University Tai’an 271021)
Abstract: 【Objective】Determining the appropriate topographical conditions of seabuckthorn (Hippophae rhamnoides)
plantations in semi-arid region of Loess Plateau in north Shaanxi could provide a basis for the stable construction and
sustainable management of the plantation forest in this area． 【Method】 Seabuckthorn plantations with different
topographical conditions were surveyed in Wuqi County，Yan’an City，Shaanxi Province using the method of sampling
plots． The mortality of seabuckthorn plantations in different topographical conditions were analyzed by correlation analysis
and single factor variance analysis from slope position， slope direction， and gradients． 【Result】The mortality of
seabuckthorn plantations increased firstly and then decreased from the top to the bottom of slopes． Non-significant
differences of mortality were showed among the slope positions，although it is 38% at the top，47% at the middle and
31% at the bottom of slopes． The mortality of seabuckthorn plantation at shady slope was the lowest among all the slope
directions，with the maximum value of 21% and the average of 4% ． The highest mortality occurred on sunny slope，with
the minimum of 33% and the average of 63% ． The mortalities of semi-shady and semi-sunny slopes were between those of
shady and sunny slopes，and the average mortality of seabuckthorn plantations was lower on semi-shady slope than on
semi-sunny slope． There were significant differences ( P ＜ 0． 05) between the shady slope and semi-shady slope，semi-
林 业 科 学 52卷
sunny slope and sunny slope． The mortality of seabuckthorn plantations on different slopes rose with increasing gradients．
On shady slope，the growth was not obvious． The variation of mortality with gradients was logarithmic on semi-shady
slope，linear on semi-sunny slope and exponential on sunny slope． The morality of seabuckthorn plantations had non-
significant correlation with the slope position，but significant ( P ＜ 0． 01 ) with the slope direction and the gradient．
Moreover，the effect of gradient to the mortality was stronger than that of slope aspect． Seabuckthorn forests on shady slope
presented a slight degradation (mortality 0% － 30% ) ． Seabuckthorn plantations on semi-shady slope and semi-sunny
slope were the same，of which the flat slope (5° － 15°) and the gentle slope (15° － 25°) displayed slight degradations，
the steep slope (25° － 35°) and the extremely steep slope (35° － 45°) showed moderate degradations (morality 30% －
70% ) ． Seabuckthorn plantations of the extremely steep slope on sunny slope showed a severe degradation，and other three
gradient sections had moderate degradations (morality 70% － 100% ) ． 【Conclusion】In the semi-arid region of Loess
Plateau in north Shaanxi where the average annual precipitation is less than 500 mm， the main cause for death of
seabuckthorn plantations was lack of water． Suitable topographical conditions were shady slopes，semi-shady and gentle
slopes，semi-shady gentle slope，semi-sunny flat slopes，and semi-sunny gentle slopes．
Key words: seabuckthorn plantation; degradation; slope position; slope aspect; gradient; semi-arid region
沙 棘 ( Hippophae rhamnoides ) 为 胡 颓 子 科
(Elaeagnaceae)沙棘属的乔木或灌木，其生长和繁殖具
有明显的克隆特征，凭其极强的根蘖繁殖能力，能够独
木成林，是典型的克隆植物(Jean et al．，2002; Bawa et
al．，2002)。沙棘依托“克隆整合”和“形态整合”，可通
过分株实现资源共享和资源储藏，使基株的死亡风险
降低，还可通过林隙更新和自然稀疏来实现种群的自
我调节，从而维持其种群的稳定(李根前等，2004)。沙
棘以其独特的优势作为一种多功能植物被广泛应用于
“三北”防护林、退耕还林还草等林业生态建设工程。
然而，近年来沙棘人工林主栽区却相继出现大面积衰
退死亡现象。例如 2002 年仅辽宁建平县就有 33 000
hm2 沙棘人工林死亡(宫海志等，2003); 内蒙古鄂尔
多斯市仅准格尔旗 8年以上林龄的沙棘人工林死亡率
超过 85% (周章义，2002); 2010 年以来，陕北吴旗县沙
棘人工林也出现衰退死亡现象(刘蕾蕾等，2014)。
“三北”部分地区沙棘人工林大面积死亡，不仅破坏了
生态环境，还引起了人们对沙棘的适应区域及其人工
林稳定性的质疑。
目前，关于沙棘林衰退死亡成因的研究(陈云明
等，2002; 李秀寨等，2005; 周章义等，2007; 唐翠平
等，2013)主要分 3 个方面: 林分老化、病虫危害、水分
胁迫，这 3个因素不仅自身影响沙棘林衰退死亡，而且
相互之间还存在交叉效应。在连续干旱条件下水分不
能满足需求时，沙棘林长势会逐渐衰退，易诱发病虫害
(李秀寨等，2005); 周章义等(2007)通过养虫试验研
究了不同立地条件下沙棘的抗沙棘木蠹蛾(Holcocerus
hippophaecolus)性能，结果是坝上、山坡及沟坡沙棘林
的有虫率比河滩、沟底及水库边的增加几倍甚至十几
倍。但是，关于地形条件对沙棘人工林衰退死亡的影
响，还没有相应研究。因此，本研究在陕北吴旗县研究
了坡位、坡向、坡度与沙棘人工林死亡率的关系，以揭
示地形因子对其衰退死亡的影响机制和确定沙棘人工
林在年均降水量 500 mm 以下的陕北黄土区所适宜的
地形条件，以期为该区沙棘人工林的稳定及可持续经
营提供参考。
1 研究区概况
研究区位于陕西省延安市吴旗县，地处毛乌素沙
漠南缘(107°3857″—108°3249″E，36°3333″—37°2427″
N)，海拔 1 233 ～ 1 809 m，属于黄土高原丘陵沟壑区。
此地属于暖温带半湿润半干旱季风气候，夏季炎热多
雨，冬季寒冷干旱，日照充足、昼夜温差大。年均降水
量 478. 3 mm，集中在 7—9 月，多以暴雨形式出现，其他
季节均属无效降水，年际变化大; 多年平均陆地蒸发量
400 ～450 mm，年均气温 7 ～ 8 ℃，全年无霜期 96 ～ 146
天。土壤类型主要为黄绵土，植被类型表现为森林草
原的过渡特征。由于人类长期的经济活动，原生植被
几乎不复存在，目前主要是退耕还林工程实施以来栽
植的 人 工 林，主 要 乔 木 树 种 有 刺 槐 ( Robinia
pseudoacia)、小叶杨(Populus simonii)和河北杨(Populus
hopeiensis ) 等，主 要 亚 乔 木 有 山 杏 ( Prunus
armeniaca)，主要灌木有沙棘和柠条 ( Caragana
korshinskii) 等，主 要 草 本 植 物 有 针 茅 ( Stipa
capillata)、早 熟 禾 ( Poa annua )、茭 蒿 ( Artemisia
giraldii)和冷蒿( A． frigida)等。目前，该县是中国
沙棘人工林面积最大的县，面积达 8 万 hm2，占土
地面积的 21. 1%以上，且以纯林为主。
01
第 5 期 陈文思等: 陕北半干旱黄土区沙棘人工林的死亡率及适宜地形因子
2 研究方法
2. 1 野外调查
吴旗县沙棘人工林是 1999 年统一规划设计栽
植的，所以该区均是 13 年生同龄林，初植密度为
1 万株·hm － 2。前期根据吴旗县 2009 年的快鸟影
像，确定了吴旗县及其周边的沙棘人工林主要分布
区域，包括合沟流域、柴沟流域、袁沟流域、金佛坪流
域及杨青川流域。2012 年 7 月中旬进行了野外调
查，在对以上流域全面踏查的基础上，根据不同地形
条件下沙棘人工林衰退死亡状况，采用随机抽样法
选择 5 m × 5 m 样方，共 50 个(表 1)。用 GPS 确定
样方的经纬度、海拔，用罗盘仪确定样方的坡向、坡
度，并记录样方内沙棘的保存株数和死亡株数。由
此计算沙棘林的保存密度和死亡密度，即保存 (死
亡)密度为保存(死亡)株数与样方面积的商，以株·
hm － 2为单位。由于 80%样方的保存密度小于初植
密度，且阴坡平缓坡的保存密度最大、死亡率最低。
因此，采用阴坡平缓坡保存密度的均值作为基数计
算所有样方沙棘人工林死亡率，即某一样方的死亡
率为该样方的死亡密度与阴坡平缓坡保存密度均值
的百分比。
表 1 沙棘人工林样方基本情况①
Tab. 1 Basic situation of seabuckthorn plantation sample plots
样方号
Sample
plot No．
经度
Longitude
(E)
纬度
Latitude
(N)
海拔
Altitude /m
坡向
Slope aspect
坡度
Gradient /
( °)
保存密度
Preserved density /
( individual·hm － 2 )
死亡密度
Mortality density /
( individual·hm － 2 )
1 108°1307. 3″ 36°5324. 9″ 1 535 半阴坡 Semi-shady slope 29 10 000 5 600
2 108°1307. 5″ 36°5324. 6″ 1 490 半阴坡 Semi-shady slope 32 7 200 3 600
3 108°1307. 1″ 36°5324. 4″ 1 536 阴坡 Shady slope 35 4 400 1 056
4 108°1306. 9″ 36°5324. 4″ 1 464 半阳坡 Semi-sunny slope 24 6 000 2 000
5 108°1309. 7″ 36°5329. 5″ 1 544 阴坡 Shady slope 15 — 0
6 108°1511. 5″ 36°5355. 5″ 1 489 阳坡 Sunny slope 40 8 000 7 200
7 108°1510. 9″ 36°5355. 6″ 1 481 阳坡 Sunny slope 32 6 000 6 000
8 108°1508. 2″ 36°5355. 9″ 1 458 半阳坡 Semi-sunny slope 45 8 000 6 800
9 108°1509. 1″ 36°5357. 2″ 1 492 阳坡 Sunny slope 15 6 000 2 400
10 108°1505. 2″ 36°5359. 9″ 1 485 半阴坡 Semi-shady slope 40 4 400 3 600
11 108°1303. 6″ 36°5100. 3″ 1 400 阴坡 Shady slope 16 — 0
12 108°1303. 7″ 36°5059. 6″ 1 404 阴坡 Shady slope 11 — 0
13 108°1305. 9″ 36°5058. 4″ 1 403 半阳坡 Semi-sunny slope 13 8 400 1 680
14 108°1232. 7″ 36°5035. 4″ 1 412 半阳坡 Semi-sunny slope 31 4 800 3 200
15 108°1232. 3″ 36°5036. 0″ 1 410 半阴坡 Semi-shady slope 40 8 800 4 800
16 108°1227. 5″ 36°5041. 2″ 1 445 半阴坡 Semi-shady slope 28 12 000 3 840
17 108°1227. 8″ 36°5041. 7″ 1 434 阴坡 Shady slope 27 6 000 960
18 108°1224. 5″ 36°5047. 7″ 1 430 半阳坡 Semi-sunny slope 41 4 400 2 800
19 108°1224. 9″ 36°5040. 2″ 1 432 半阴坡 Semi-shady slope 25 4 800 2 000
20 108°1526. 2″ 36°5339. 8″ 1 466 半阴坡 Semi-shady slope 8 — 0
21 108°1526. 2″ 36°5339. 4″ 1 403 阴坡 Shady slope 26 6 400 0
22 108°1528. 9″ 36°5339. 4″ 1 465 阴坡 Shady slope 16 11 200 0
23 108°1529. 3″ 36°5338. 5″ 1 464 半阴坡 Semi-shady slope 35 6 400 5 600
24 108°1524. 0″ 36°5342. 8″ 1 435 半阴坡 Semi-shady slope 12 6 400 800
25 108°1537. 1″ 36°5356. 3″ 1 458 半阳坡 Semi-sunny slope 34 10 000 7 200
26 108°1535. 3″ 36°5356. 4″ 1 530 半阳坡 Semi-sunny slope 24 6 400 3 200
27 108°1535. 8″ 36°5354. 5″ 1 440 阳坡 Sunny slope 18 10 400 2 400
28 108°1547. 6″ 36°5404. 8″ 1 445 阳坡 Sunny slope 10 10 400 2 912
29 108°1548. 2″ 36°5404. 6″ 1 442 阳坡 Sunny slope 24 10 000 4 400
30 108°1549. 5″ 36°5404. 4″ 1 446 半阳坡 Semi-sunny slope 17 9 200 1 104
31 108°1526. 13″ 36°5404. 11″ 1 430 半阳坡 Semi-sunny slope 20 9 200 2 400
32 108°1526. 14″ 36°5404. 12″ 1 450 阴坡 Shady slope 19 6 400 0
33 108°1404. 8″ 36°5344. 3″ 1 495 半阳坡 Semi-sunny slope 39 6 000 4 800
34 108°1403. 2″ 36°5346. 0″ 1 526 半阳坡 Semi-sunny slope 18 6 800 1 200
35 108°1404. 4″ 36°5347. 7″ 1 521 半阳坡 Semi-sunny slope 6 — 0
36 108°1402. 2″ 36°5347. 7″ 1 519 阴坡 Shady slope 22 7 600 1 520
37 108°1402. 2″ 36°5343. 9″ 1 530 半阴坡 Semi-shady slope 22 4 400 1 232
38 108°1400. 9″ 36°5341. 8″ 1 538 半阳坡 Semi-sunny slope 45 4 400 4 400
11
林 业 科 学 52卷
续表 1 Continued
样方号
Sample
plot No．
经度
Longitude
(E)
纬度
Latitude
(N)
海拔
Altitude /m
坡向
Slope aspect
坡度
Gradient /
( °)
保存密度
Preserved density /
( individual·hm － 2 )
死亡密度
Mortality density /
( individual·hm － 2 )
39 108°1302. 05″ 36°5327. 1″ 1 528 半阳坡 Semi-sunny slope 34 4 000 2 880
40 108°1302. 2″ 36°5326. 1″ 1 502 阳坡 Sunny slope 38 7 200 7 200
41 108°1301. 7″ 36°5326. 1″ 1 499 阳坡 Sunny slope 32 4 400 3 600
42 108°1350. 3″ 36°5328. 3″ 1 490 阴坡 Shady slope 13 — 0
43 108°1413. 0″ 36°5344. 4″ 1 498 阳坡 Sunny slope 45 5 200 5 200
44 108°1410. 6″ 36°5345. 6″ 1 544 半阴坡 Semi-shady slope 45 3 600 3 600
45 108°1412. 7″ 36°5345. 9″ 1 533 阴坡 Shady slope 6 4 000 0
46 108°1411. 3″ 36°5344. 5″ 1 490 半阴坡 Semi-shady slope 15 7 600 2 000
47 108°1411. 1″ 36°5344. 0″ 1 530 半阴坡 Semi-shady slope 20 10 000 1 600
48 108°133. 88″ 36°5323. 86″ 1 524 阳坡 Sunny slope 35 6 400 5 600
49 108°133. 83″ 36°5322. 82″ 1 439 阳坡 Sunny slope 28 7 200 4 800
50 108°134. 8″ 36°5321. 5″ 1 485 阳坡 Sunny slope 25 6 800 2 800
①—:该沙棘林密度太大而不能进入调查 Indicating that the density of seabuckthorn plantation is too large to enter．
2. 2 地形因子划分
50 个样方的海拔为 1 400 ～ 1 545 m，坡向包括
阴坡、半阴坡、半阳坡和阳坡，坡度为 5° ～ 45°。由
采样点距离坡顶的高差与所在坡面最高和最低海拔
差的比值，判断其坡位为上坡 ( 0 ～ 0. 3 )、中坡
(0. 3 ～ 0. 7)和下坡 ( 0. 7 ～ 1 );将坡向划为阴坡
(337. 5° ～360°N］或 (0° ～ 67. 5° N］、半阴坡 (67. 5° ～
112. 5°N］或(292. 5° ～ 337. 5°N］、半阳坡(112. 5° ～
157. 5°N］或(247. 5° ～ 292. 5°N］和阳坡(157. 5° ～
247. 5°N］(朱岩等，2011)。将坡度划分为平缓坡
(5° ～ 15°)、缓坡(15° ～ 25°)、陡坡(25° ～ 35°)和极
陡坡(35° ～ 45°］(赵荟等，2012)。并在进行沙棘人
工林的死亡率与地形因子的相关分析时，将坡位和
坡向均分级量化，坡位赋值为: 下坡 1，中坡 2 和上
坡 3; 坡向赋值为: 阴坡 1，半阴坡 2，半阳坡 3 和阳
坡 4(王晶等，2012)。
2. 3 数据分析
利用 Spss18. 0 和 Excel2003 处理数据并作图。
通过 SPSS18. 0 软件中单因素方差分析功能，研究各
地形因子之间沙棘人工林死亡率差异的显著性，从
而评价不同地形因子对沙棘人工林死亡率的影响。
通过 SPSS18. 0 软件中相关分析功能，研究坡位、坡
向、坡度等地形因子与沙棘人工林死亡率的相关性，
从而确定沙棘人工林适宜的地形条件。
3 结果与分析
3. 1 不同坡位沙棘死亡率
50 个样方内沙棘死亡率的总体均值为 39%。
坡位与沙棘死亡率的关系如表 2 所示，上坡和中坡
的死亡率均为 0% ～ 100%，均值分别为 38% 和
47% ; 下坡死亡率为 0% ～ 67%，均值为 31%。中
坡高于总体均值 8%，上坡和下坡分别低于总体均
值 1%和 8%。随坡位下降，沙棘死亡率先增大后减
小，且下坡沙棘衰退程度最小，所以沙棘比较适宜生
长在较低坡位。从上坡至下坡，死亡率的变异系数
减小，说明随坡位上升，沙棘死亡率差异性增大。但
单因素方差分析表明，上坡、中坡和下坡间的死亡率
差异并不显著。
表 2 坡位与沙棘死亡率关系①
Tab． 2 Relation of slope positions and the mortality of Hippophae rhamnoides
坡位
Slope
position
样本数
Sample
number
死亡率 Morality(% )
均值
Mean
最小值
Minimum
最大值
Maximum
变异系数
Coefficient of variation
上坡 Top of the slope 17 38a 0 100 81. 45
中坡 Middle of the slope 16 47a 0 100 78. 40
下坡 Bottom of the slope 17 31a 0 67 73. 00
总计 Total 50 39 0 100 78. 51
① 同列相同字母表示差异不显著(α = 0. 05)。Same letters in the same column mean no significant difference at 0. 05 level．
3. 2 不同坡向沙棘死亡率
由表 3 所示，不同坡向沙棘平均死亡率表现为
阳坡 ＞ 半阳坡 ＞ 半阴坡 ＞ 阴坡。阳坡死亡率为
33% ～ 100%，均值为 63%，高于总体均值 24%。差
异较小的半阳坡和半阴坡均值分别为 43%和 41%，
分别高于总体均值 4%和 2%。仅阴坡低于总体均
值，平均死亡率为 4%，死亡率为 0% ～ 21%。可见，
阳坡沙棘死亡率高于其他坡向，而阴坡衰退程度小
于其他坡向，半阴坡和半阳坡处于中间水平。从变
异系数来看，阴坡死亡率的差异性最大，其次是半阳
21
第 5 期 陈文思等: 陕北半干旱黄土区沙棘人工林的死亡率及适宜地形因子
表 3 坡向与沙棘死亡率的关系
Tab． 3 Relation of slope aspect and the mortality of Hippophae rhamnoides
坡向
Slope aspect
样本数
Sample
number
死亡率 Mortality(% )
均值
Mean
最小值
Minimum
最大值
Maximum
变异系数
Coefficient of variation
阴坡 Shady slope 11 4 0 21 196. 75
半阴坡 Semi-shady slope 13 41 0 78 61. 41
半阳坡 Semi-sunny slope 14 43 0 100 67. 14
阳坡 Sunny slope 12 63 33 100 38. 56
总计 Total 50 39 0 100 78. 51
坡和半阴坡，阳坡的最小。由单因素方差分析可知，
阴坡与半阴坡、半阳坡、阳坡之间的死亡率差异均显
著(P ＜ 0. 05)，其余坡向间差异则不显著。
3. 3 不同坡度沙棘死亡率
死亡率与坡度的关系见图 1，阴坡坡度小于 20°
内无死亡，大于 20°后随坡度升高呈不明显增大趋
势。半阴坡、半阳坡和阳坡死亡率均随坡度升高而
逐渐增大，但增大趋势不同: 半阴坡随坡度升高呈
对数型增大，半阳坡呈直线型，阳坡呈指数型。各趋
势线的斜率表明死亡率随坡度升高而增大的速率，
表明在同一坡向条件下坡度对死亡率的影响程度。
半阴坡死亡率随坡度增大逐渐减小，半阳坡不变，阳
坡逐渐增大，而阴坡随坡度变化不明显。因此说，阳
坡沙棘人工林衰退程度受坡度影响最大，其次是半
阳坡和半阴坡，阴坡最小。
3. 4 沙棘人工林适宜地形条件
表 4 显示，沙棘死亡率与坡位相关性不显著，
与坡向、坡度极显著相关( P ＜ 0. 01)，说明沙棘死
亡受坡位影响较小，受坡度和坡向影响很大。所
以，坡向和坡度是主要地形因子。其中，坡向、坡
度与死亡率的相关系数分别为 0. 624 和 0. 753，表
明沙棘死亡率随坡度升高或从阴坡到阳坡的坡向
转变而增大，且坡度与沙棘死亡关系更密切。因
此，沙棘人工林适宜的地形条件可主要根据坡向
和坡度来确定。
表 4 地形因子与沙棘死亡率的相关分析①
Tab． 4 Correlation analysis of topographical factors
and the mortality of Hippophae rhamnoides
地形因子
Topographical
factors
皮尔逊相关系数
Pearson correlation
coefficient
样本数
Sample
number
显著性
Significance
坡位 Slope position 0. 109 50 0. 452
坡向 Slope aspect 0. 624 50 0. 000＊＊
坡度 Gradient 0. 753 50 0. 000＊＊
① ＊＊: P ＜ 0. 01．
刘蕾蕾等(2014)以死亡率为指标将陕北黄土
区沙棘人工林划分为轻度衰退 (0% ～ 30% )、中度
衰退(30% ～ 70% )和重度衰退(70% ～ 100% )3 个
等级。不同坡向和坡度的沙棘人工林平均死亡率如
表 5 所示，阴坡沙棘人工林平均死亡率都小于 30%，
属轻度衰退;半阴坡与半阳坡的平缓坡和缓坡属轻
表 5 沙棘人工林的适宜地形条件
Tab． 5 Suitable topographical condition of seabuckthorn plantations
坡 向
Slope aspect
坡 度
Gradient
死亡率
Morality(% )
衰退类型
Degradation type
阴 坡
Shady slope
平缓坡 Flat slope 0 轻度 Slight
缓坡 Gentle slope 5 轻度 Slight
陡坡 Steep slope 7 轻度 Slight
极陡坡 Extremely steep slope 15 轻度 Slight
半阴坡
Semi-shady slope
平缓坡 Flat slope 13 轻度 Slight
缓坡 Gentle slope 22 轻度 Slight
陡坡 Steep slope 60 中度 Moderate
极陡坡 Extremely steep slope 61 中度 Moderate
半阳坡
Semi-sunny slope
平缓坡 Flat slope 12 轻度 Slight
缓坡 Gentle slope 28 轻度 Slight
陡坡 Steep slope 61 中度 Moderate
极陡坡 Extremely steep slope 65 中度 Moderate
阳 坡
Sunny slope
平缓坡 Flat slope 37 中度 Moderate
缓坡 Gentle slope 44 中度 Moderate
陡坡 Steep slope 67 中度 Moderate
极陡坡 Extremely steep slope 88 重度 Severe
31
林 业 科 学 52卷
图 1 坡度与沙棘死亡率的关系
Fig． 1 Relation of gradients and the mortality of
Hippophae rhamnoides
度衰退，陡坡和极陡坡类型属中度衰退; 阳坡平缓
坡、缓坡、陡坡均属中度衰退，极陡坡属重度衰退。
利用单因素方差分析方法，评价了平缓坡、缓坡、陡
坡和极陡坡间的沙棘死亡率差异，得出平缓坡和陡
坡、极陡坡之间，缓坡与极陡坡间的差异均显著
(P ＜ 0. 05)，平缓坡与缓坡、陡坡与极陡坡间的死亡
率差异则不显著。如果将轻度衰退的林地视为沙棘
的适宜地形条件，则阴坡、半阴坡平缓坡和缓坡、半
阳坡平缓坡和缓坡是陕北半干旱黄土区沙棘林适宜
地形条件。
4 讨论
沙棘适宜生长的年降水量为 500 ～ 600 mm(李
更前等，2000)，而陕北黄土区多年平均降水量为
478. 5 mm，降水不足且比较集中。沙棘人工林短期
内的群落生产力超过“土壤水分承载力”，使具有克
隆特性的沙棘通过“自然稀疏”来降低种群的死亡
风险。所以，出现沙棘林衰退死亡现象。立地类型
优劣(主要是土壤水分)是影响同龄狼牙刺( Sophora
viciifolia)生长好坏的主导因子 (卜崇峰等，2004)，
这与本研究不同地形条件下沙棘人工林衰退程度不
同的研究结果相符。
沙棘林衰退情况的坡位差异与胡伟等 (2006)
的土壤水分分布结果相符，黄土区梁峁坡一般呈凸
形，接近坡顶的地方坡度较缓，利于土壤入渗而减少
径流，所以土壤水分分布表现为下坡 ＞上坡 ＞中坡。
不同坡向沙棘林的衰退死亡状况与魏宇昆 (2002)
不同立地类型沙棘林水分生理生态适宜性的研究结
果相符，沙棘林地 1 m 内土壤全年平均含水率和沙
棘植物体相对含水量表现为阴坡 ＞ 半阴坡 ＞ 半阳
坡 ＞阳坡。莫保儒等 (2014)指出成熟柠条林地浅
层土壤水分差异主要受地形条件影响，土壤含水量
表现为北坡 ＞东坡 ＞ 南坡，随坡度升高而降低。前
人研究(Qiu et al．，2001a; 2001b; 徐学选等，2003;
胡良军等，2004; 刘鑫等，2007; 赵磊磊等，2012)
表明黄土区土壤含水量表现为阴坡 ＞半阴坡 ＞半阳
坡 ＞阳坡，随坡度增大而降低。李萍等(2012)特别
指出，阳坡土壤含水量在坡度小于 25°时变化不大，
坡度大于 25°后下降幅度变大，这可解释阳坡沙棘
死亡率随坡度升高而增大的变化。从不同坡向沙棘
死亡率随坡度的变化趋势来看，阴坡不明显，半阴坡
呈对数型，半阳坡呈直线型，阳坡呈指数型，说明坡
向和坡度对沙棘死亡率都有一定的影响，且地形因
子与沙棘死亡率相关分析的结果也证实了这一点。
所以，水分不足是陕北半干旱黄土区沙棘人工
林衰退死亡的主要原因，水分条件越差的地形条件
下衰退程度越严重。
5 结论
在陕西省吴旗县进行的 13 年生沙棘人工林调
查结果表明，其死亡率与坡位相关不显著，与坡向、
坡度极显著正相关(P ＜ 0. 01)，其中，坡度比坡向影
响更大。不同坡向沙棘人工林衰退程度表现为阳
坡 ＞半阳坡 ＞ 半阴坡 ＞ 阴坡，阴坡和半阳坡、半阴
41
第 5 期 陈文思等: 陕北半干旱黄土区沙棘人工林的死亡率及适宜地形因子
坡、阳坡死亡率的差异均显著(P ＜ 0. 05)。在任何
坡向，沙棘死亡率都随坡度增大而升高: 阴坡沙棘
人工林死亡率均小于 21%，衰退程度较小，随坡度
升高的增大趋势不明显; 半阴坡呈对数型，半阳坡
呈直线型，阳坡呈指数型。
基于沙棘死亡率得出的陕北半干旱黄土区的沙
棘人工林适宜地形条件是阴坡、半阴坡的平缓坡和
缓坡、半阳坡的平缓坡和缓坡。在这些适宜地形上，
可通过调整林分密度、平茬更新等人工干预，平衡沙
棘种群的生物量分配，以满足剩余沙棘生长的水分
要求，使其种群保持稳定(肖志勇等，2011)。至于
不同地形条件下的沙棘人工林合理密度，今后还需
加强研究。
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(责任编辑 于静娴)
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