全 文 ：第2 卷 第2 期
1 9 8 9 年 4 月
林 业 科 学 研 究
FO R E S T R ES E A R CH
场1. 2 , 讨。. 会
A Pr
。 ,
1 9 8 9
西 丰县 长 白落 叶 松生 长 与
地 形 、 土 壤 的 关 系 关
孟康敏 赵 冰 朱 旭 李绍忠
(辽 宁省林业科学研究院 )
关旅词 长白落叶松 ; 地形多 土壤
林木与地形、 土壤之间相互作用的研究是现代森林生态立地分类的理论依据川 。 本项研
究旨在揭示西丰县地形 、 土壤对长白落叶松生长的影响及地形与土壤之间的关系 , 使森林立
地分类具有科学性和实用性。
一 、 试验地 自然概况
试验地位于辽宁省西丰县冰位山林场 , 北纬 4 2 “ 2 0 ‘一4 2 0 4 0 ‘ , 东经1 2 4 0 4 5 ’一1 2 5 0 1 5 ’ ,
长白山南 、 吉林哈达岭向西南延续地带 。 地貌属西丰鸡冠山构造剥蚀低山丘陵小区类型 , 平
均海拔5 0 一 6 0 m , 最高峰海拔8 70 m 。 属温带大陆性气候 。 春季气温回暖迅速 , 夏季雨量
集中 , 秋霜较早 , 冬季寒冷 , 具有典型的山区气候特征。 据2 a 观察统计 ’) , 7 月份气温最
高平均为2 3 · 2 ℃ , 极端高温35 · 2 ℃ , 1 月份气温最低 , 平均为 一 17 · 2 ℃ , 极端低温 一 41 · 1℃ ,
年平均气温 4 一 5 ℃ 。 平均无霜期 13 d 。 年 平均 降水 量 为 了42 . 6 m m 。 年 平 均 蒸 发量
1 39 0
.
3 m m
。 湿润度大 于 。。 53 。 本 区气候条件适宜林木生长。 土壤以暗棕色森林土为主 ,
其次为棕色森林土 , p H 值 6 一 7 , 土层深厚 , 有机质含量高 , 成土母岩为花岗岩和花岗片
麻岩 , 土壤质地为壤质和砂壤质 , 肥力高。
本区植被为长白植物区系 , 原生植被—红松阔叶林早已绝迹 。 现为天然针阔叶混交次生林和落叶松人工林。
二 、 研 究 方 法
(一》野外润查
在各种立地类型范围内共设置标准地 10 2块 , 并作详细记载。 林分调查用角规测树 , 代换
本文于 1 9 8 8年 5 月 1 4 日收到 。
· 本项研究为中国林科院承担国家‘七 ·五”攻关项目 . 森林立地分类与评价和适地适材的研究 , 内容 之 ~ 。 本文承 旅中
国林科院张万播先生审阅, 特此致谢 。
1) 西丰县气象站资料。
1 8 2 林 业 科 学 研 究 2 卷
标准地面积不少于 60 0 m Z , 林木株数不少于10 0株。 每木检尺测胸径 , 选测 15 株不同 径 级的
树高 , 测定 5 株优势木 , 伐倒 1 株中等大小的优势木和 1 株平均木做树干 解 析。 每 块 标准
地内挖一个有代表性的土壤剖面 , 进行常规记载(土层深度、 土壤质地 、 结构等) , 野外测定
土壤容重 、 孔隙度 、 田间持水量和采集室内分析样品 。
(二 ) 室内分析
土样取 自剖面 。一 40 c m 处 。 分析项 目: 有机质 (重铬酸钾法 )、 全 N (凯氏法)、 速效N
(碱解一扩散法 ) 、 速效 P (铂锑抗法) 、 速效K (火焰光度法 ) 、 交换性 C a 、M g( 原子吸收法) 、
p H (电位法 ) 、 土壤机械组成 (比重计法 U 。 S . A 制 )。
(三 ) 数值统计
选 4 块 30 年生的长白落叶松 (L aT ix of g 己盯is) 人工林 , 用逐步回 归 从地形 、 土壤物理和
土壤化学、 土体(土层厚 、 A 层厚 、 石砾含量)等因子中筛选出对长白落叶松优势高生长影响
的主导因子 。 用典型相关分析 〔“l研究地形、 土壤物理因子 、 土壤化学因子 、 土体之间的相互
关系。
三 、 研 究 结 果
(一 ) 地形 、 土城因 子对林木生长的影晌
地形在生态系列中是最稳定的因子 , 它强烈地影响着局部气候、 土壤和植被山 , 而土壤
又直接影响林木生长。 地形和土壤二者谁是主导因子 , 需要经过筛选 。 现用逐步回归法进行
筛选并予汇总(表 1 )。
裹 1 逐 步 回 归 分 析
变 , 个 数 ⋯ 变 。 项 · { 选 入 变 ,一一而 - 一 !、后i玉一面、i 正丁一玻去一蔽沫在面; ;履酥万-石森而下二下牙一一 - - - - - -一一一 一一 一 - {二些堕竺哩暨述竺里竺二燮竺一一一一一一{一理些竺生卫竺一一一 ~” ⋯地形一 土城物理因子‘同上 ), 土城化学 (有机质 , 速 效 ” 、 凡 ‘亡 { “ = 。· 81
} 换性 M g , l止翌竺竺遗巴一一一
从表 1 看到 , 逐步回归从地形 、 土体 、 土壤物理及土壤化学诸因子中 , 筛选 出田间持水
量和容重为影响落叶松生 一长的主导因子 , 而这两个因子与土壤的质地 、 结构有关。 野外观察
认为长白落叶松一般在质地疏松的壤质土上生长良好 , 可见 , 田间持水量和容重对林木生长
起着主导作用。
水、 气、 热是土壤肥力因素 , 是林木生长的重要条件。 田 间持水量是土壤 水 的 重 要指
标 , 是土壤有效水的最大值 , 它决定了林木从土壤中吸收水分的多少 , 容重在一定条件下反
映了土壤透气性的大小 , 只有适宜的土壤容重 , 树木根际透气性好 , 扎根性也好 。 田间持水量
与容重均受土壤质地 、 有机质和土壤结构的影响 , 二者相互制约 , 相互联系 。
经 1 02 块标准地的测量与统计 , 对于田 间持水量较大 (> 40 % )、 容重适中(1 . 1一 1 . 25 )的
标准地 , 质地多数为粉壤质 , 并富含有机质。 这样土壤上的落叶松生长一定良好。 因此田 间
持水量、 容重对林木生长起着主导作用。
2 期 孟康敏等 : 西丰县长白落叶松生长与地形 、 土壤的关系 1 8 3
(二 ) 地形和土玻的相互关系
地形和土壤关系非常密切I’1 , 我们用简单、 直观的地形因子 , 通过典范相关分析来判定
土壤性质 。 五种典范相关分析结果如表 2 所示 。 再用 B ar tl et t方法检验 [z1 各因子之间关系 。
表 2 典 范 相 夭 分 析
典范相关与典范变量 }第一个典范相关系数 第 一 对 典 范 变 量 变 及 说 明
地形 与土壤物理性质 摊z = 2 . 3 3 9 6 . g : 坡 向 , 夕: 坡度 , 9 3坡位心 ; 海拔 ,
劣 : 田 间持水盈 , 二 : 容 重 , 二, 孔凉
度 , 为枯粒重
地 形 与 土 体 月 i = 0 . 60 4 6 .
“ i = 2 . 9 22 1 劣 i 一 0 . 8 6 8 9 劣 2
+ 0
.
5 6 0 0 x 3 + 0
.
4 6 9 6 , 。
v i = 一 0 . 7 7 0 8 夕i 一 0 . 1 2 3 8 9 2
+ 0
.
0 6 8 2 夕3 一 0 . 0 0 2 9 9 -
u i = 0
.
5 0 9 8 x i + 0
.
6 9 0 4 劣名
一 0 . 42 2 1 公 ,
。 i = 0 . 5 4 9 2 夕i + 0 . 5 2 6 7 9 :
一 0 . 2 3 9 3 9 3 + 0 . 0 4 3 4 夕-
劣 , 土厚 , x ZA 层厚 , x 3 石砾
地形与土集化学性质 方, 一 1 . 1 7 : 3 * u i 二 1 . 6 34 5 x i 一 0 . 1 19 0 x 2
一 0 . 5 0 6 9 劣 3 + 0 . 0 6 5 8 x -
v i = 一 0 . 8 1 9 2 9 1 一 0 · 1 6 0 9 y 二
+ 0
.
1 9 0 3 夕3 一 0 . 0 7 4 5 夕4
x l有机质 , 二 : 速 p , 二3速k , 为
代换性M g
土体与土城物理性质 效 i = 0 . 6 5 4 1 * i = 0 , 8 2 0 9 劣i + o · 6 3 1 6 另 :
+ 0
。
3 4 1 8 劣3
i = 一 0 . 7 5 i s k i 一 o
.
z 5 2 2 k :
+ 0
.
3 7 , i 吞3 + o . lo 7 s k 4
k l 田间持水盆 , 气容重 , h : 孔 玻
度 , k. 粘粒重 , 劣 , 土厚 , 劣 : A 层厚 ,
公3 石砾
土 坟 物 理性质
与土城化学性质
方: = 1 . 5 5 3 4 . i = 1 . 6 3 3 0 x i 一 0 . 4 4 1 5 二 :
一 0 . 2 7 1 7 , , 一 0 . 1 0 8 7 牛 。
i = 0
.
9 17 2 夕i 一 0 . 3 00 7 9 2
一 0 . 0 5 0 5 9 3 一 0 . 0 16 7 y -
二 , 田 间持水量心 , 有机质 , 为容
重 , 功速p , 为孔原度 , y : 速 k , 劣‘枯
粒重 , 夕4代换性M g
. 表示相关显著(出现任何值都无 约束 , 包括大于 1 )。
1
. 地形与土壤物理性质的关 系 这两个因子的第一典型相关系数为 2 . 3 3 9 6 , 经检验 [z]
是显著的 , 说明这两个因子关系密切 。在第一对典范变量土壤物理性质中 , 田间持水量数值最
大 (2 . 9 2 1 ) ;地形因子中坡向数值最大(。. 7 0 8) , 这说明田间持水量受坡向影响。
2
. 地形与土体的关 系 第一典范相关系数显著 , 说明两者关系密切 。土体中腐殖质层厚
度一项数值大 (。. 6 90 4 ) , 地形中坡向数值大(。. 5 49 2 ) , 说明腐殖质层厚度与坡向密切相关。
3
。 地形与土壤化学性质的关 系 第一典范相关系数显著 , 两者关系密切。在第一典范变
量土壤化学性质中 , 有机质数值大(1 . 63 4 5) , 地形中坡向数值大(0 . 81 9 2) , 可见 有机质含
量与坡向关系密切 。
4
. 土体与土壤物理性质的关 系 第一典范系数显著 , 两者紧密相关 。第一典范变量中 ,
土体中土厚系数大 (0 . 82 0 9 ) , 土壤物理性质中田 间持水量数值大(0 . 7 51 5 ) , 说明两个因子间
关系密切。
5
. 土攘物理性质与化学性质的关 系 第一典范相关系数显著 , 两者紧密相关。在第一典
范变量土壤物理性质因子中有机质数值大(。. 9 1 7 2 ) , 说明有机质影响 田间持水量 。
18 4 林 业 科 学 研 究 2 卷
四 、 结论和讨论
对于西丰县复杂的地形与土壤因子数值分析 , 确认影响长白落叶松生长的主导因子为田
间持水量和容重 , 典范相关分析也证明了这一点 , 两者均受坡向影响 。 坡向在辽宁东部山区
作用比较明显 , 它可使水、 肥 、 气、 热再分配 , 与落叶松生长关系密 切。 由于土 壤 物 理 因
子 、 土壤化学 因子野外测定较为困难 , 因此可利用地形这项直观因子 , 判定它们的性质 ; 利
用坡向与其它多种因素的组合 , 从航空照片或地形图上直观地进行森林立地分类 , 使立地类
型落实到山头地块 , 从而保证林业生产的现实性。
今 考 文 献
〔i 〕 B a r n e s , B . V . , 20 5 5 , T h e e c o lo g ie a l a PPr o a e h t o e e o s y s te m e la ss ifie a tio n , Sy m P o s iu m o n
5 it e a n d P r o d u c t iv ity o f fa s t g ro w in g p la n ta t io n s
, 6 9一 5 9 .
〔2 〕周光亚 , 1 9 81 , 多元统计分析 , 地质出版社 , 1 51 一1 6 9 。
〔s 〕 B a r n e s , B . V . e t a l . , E e o lo g ic a l fo r e s t s ite e la ss ifie a tio n , J . Fo r e s tr y , 50 . 4 , s一。5 .
〔们 B a r n e s , B . V . , 2 9 5 4 , Fo r e s t e e o sy st e m e la s s ifie a tio n a n d m a PPi n g in B a d e n ·W u r t te b e r g -
w e s t G e r m a n y
,
Pr o e e e d in g o f th e s y m P o s iu m o n fo r e s t a n d e la s s ifie a t io n
, 月9一6 5 .
ST UD Y ON PH YSIO G R APH Y AND 5 0 !L IN R E LAT ION TO
G R OW TH O F L A R IX O L G E N S IS !N X !FE NG C OUNT Y
M e n g K ang m i
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A b str a c t T his P aPe r d e a ls w ith t h e fu n e tio n a l in te rr ela tio n shiP a m o n g
Phys io g r a Phy
,
50 11 a n d he ig h t g r o w th o f L a , ix o lg e : 5 15 a n d tr ies to find
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th e k ey fac to r in flu en e in g th e h e ig h t g ro w th o f L
. o lg e月5 15 .
S tePw ise m u ltiPle r eg r es io n w a s u se d to d et er m in e th e k ey fac to r s
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K e y w o r d s L a : ix o lg en sis ; Phys io g ra Ph y : 50 11