錢 棟
(河北省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院,河北 石家莊 050050)
華北落葉松(Larix principis-rupprechtiiMayr.)屬松科落葉松屬喬木,是華北地區(qū)中山以上地帶重要的森林組成及更新造林樹種。樹皮灰褐色至栗棕色,不規(guī)則鱗甲狀開裂,塊片狀脫落。球果長卵形,成熟時淡褐色,有光澤。極喜光,甚耐寒,喜高寒濕潤氣候,對土壤適應(yīng)性廣,較耐干瘠和水濕。在河北省承德(特別是壩上地區(qū))、張家口、保定等地均有栽培。木材淡黃色,材質(zhì)堅韌,結(jié)構(gòu)細(xì),紋理直,含樹脂,耐腐朽,為建筑、橋梁、坑木及水下工程的優(yōu)良木材[1]。華北落葉松生長快、易繁殖、樹干筆直,涵養(yǎng)水源的作用比較顯著,又是較好的防護(hù)林樹種[2]。
本文根據(jù)所調(diào)查的解析木及立地因子的資料,采用典型相關(guān)分析法分析立地因子對華北落葉松生長量的影響,尋找影響華北落葉松生長的主要立地因子,為制定合理的經(jīng)營管理措施,培育高產(chǎn)林分,提高其水土保持功效,改善該區(qū)環(huán)境提供理論依據(jù)。
河北省承德市,地理坐標(biāo)為東經(jīng) 115°54′~119°15′,北緯 40°11′~42°40′,位于河北省東北部,北靠遼蒙,南鄰京津,東和東南與省內(nèi)的秦皇島、唐山兩個沿海城市接壤,西與張家口市相鄰,距省會石家莊435km,距北京225km。承德市屬溫帶大陸性季風(fēng)型山地氣候,四季分明,從2月份起溫度逐月增高,7月為最熱月,8月份溫度開始下降,1月份為最冷月,年雨量402.3~882.6mm,降雨分布具有干濕界限分明的季節(jié)變化特點。境內(nèi)有灤河、潮河、遼河、大凌河4大水系,年產(chǎn)水量37.6億m3,是京津唐的重要供水源地(占潘家口水庫年入庫總水量的93.4%、密云水庫入庫總水量的56.7%)。植被類型主要為喬木樹種:華北落葉松(Larix principis-rupprechtiiMayr.)、白樺 (Betula platyphylla suk.)、山楊(Populus davidianaDode.)、核桃楸(Juglans mandshuricaMaxim.)、榆(Ulmus pumilaL.)、大葉椴(Tilia mandschuricaRupr.er Maxim.)、五角楓(AcermonoMaxim.)、榛(Corylus heterophylla)等;灌木樹種:照山白(Rhododendron micranthumTuror.)、繡線菊(Spiraea salicifoliaL.)、胡枝子(Lespedeza bicolorTurcz.)等;草本植物:羊胡草(Eriophorum russeolumFries)、萬年蒿(Artemisia sacrorumLedeb.)、白芷(Radix AngelicaeDahuricae)、打碗花(Calystegia hederacea) 、車前草(Plantago asiaticaL.)、野艾蒿(Artemisia lavandulaefoliaDC.)等。
2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)地的設(shè)置與調(diào)查
在研究區(qū)內(nèi)選取具有代表性的地段,設(shè)置面積為20m×30m的華北落葉松人工林臨時標(biāo)準(zhǔn)地49塊,然后對標(biāo)準(zhǔn)地的概況進(jìn)行調(diào)查,調(diào)查內(nèi)容有:海拔、坡向、坡度、坡位、樣地面積、林分起源、造林年度、郁閉度、經(jīng)營密度、樹種組成、主要物種等。對胸徑大于5cm的樹木進(jìn)行每木檢尺,記錄樹種、胸徑、樹高等林分因子以及樹木方位角和水平距離等指標(biāo)。
2.1.2 解析木的選取與測定
對標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行每木檢尺,然后從中選取1株平均木作為解析木。選定解析木后,先用羅盤儀定出北方向,并標(biāo)記在樹干上。再測定每株解析木的實際胸徑、冠幅、與相鄰木的距離及相鄰木的胸徑、樹高、冠幅、枝下高及方位。將解析木伐倒后,在樹干基部、1m和1.3m處各截取1個圓盤,然后按2m區(qū)分段依平均斷面積法截取圓盤,最后剩余不足2m長度的作為梢頭處理。在每個圓盤的非工作面上注明樹干的南北方向、標(biāo)準(zhǔn)地號、解析木號、圓盤號。
將截取好的圓盤帶回實驗室做室內(nèi)分析。先將圓盤的工作面刨光,使年輪的紋理更加清晰。然后過髓心,沿東西、南北方向劃兩條直線,查數(shù)東、西、南、北4個方向的年輪數(shù)。在查數(shù)過程中,對于0號盤,要由髓心向外數(shù),以5a為齡階,用圖釘標(biāo)出各齡階的位置,將不足5a的年輪個數(shù)作為不完整齡階。對于其他圓盤,則從外向髓心數(shù),在最外沿留出不完整齡階后,依舊以五a為齡階,標(biāo)出各齡階的位置。最后,用直尺沿東西、南北兩次測量圓盤帶皮、去皮以及各齡階寬度。將兩個方向上同一直徑的兩個測量數(shù)值進(jìn)行平均,即為該齡階的直徑。
典型相關(guān)分析是研究兩組變量之間相關(guān)關(guān)系的多元統(tǒng)計方法。典型相關(guān)分析主要借用主成分分析的降維思想,分別對兩組變量提取主成分,且使從兩組變量之間的相關(guān)程度達(dá)到最大,而從同一組內(nèi)部提取的各主成分之間互不相關(guān),用從兩組之間分別提取的主成分的相關(guān)性來描述兩組變量整體的線性相關(guān)關(guān)系。本研究利用Excel統(tǒng)計軟件整理調(diào)查和測量得到的數(shù)據(jù),用ForStat軟件進(jìn)行典型相關(guān)分析,分析不同立地因子對華北落葉松生長的影響。
根據(jù)試驗測得研究地區(qū)華北落葉松的胸徑與立地因子的均值,進(jìn)行典型相關(guān)分析,結(jié)果如表1所示。
從表1可以看出:影響胸徑生長的主要立地因子是坡位,相關(guān)系數(shù)為0.677194,其次是坡向,相關(guān)系數(shù)為-0.211857。立地因子對華北落葉松樹高生長影響的大小排序為:坡位>坡向>坡度>土層厚度>海拔。
表1 胸徑與立地因子的典型相關(guān)分析
根據(jù)試驗測得研究地區(qū)華北落葉松的材積與立地因子的均值,進(jìn)行典型相關(guān)分析,結(jié)果如表2所示。
從表2可以看出:影響樹高生長的主要立地因子是坡向,相關(guān)系數(shù)為0.726856,其次是坡位,相關(guān)系數(shù)為0.307117,立地因子對華北落葉松胸徑生長影響的大小排序為:坡向>坡位>坡度>海拔>土層厚度。
表2 樹高與立地因子的典型相關(guān)分析
根據(jù)試驗測得研究地區(qū)華北落葉松的樹高與立地因子的均值,進(jìn)行典型相關(guān)分析,結(jié)果如表3所示。
從表3可以看出:影響材積生長的主要立地因子是坡向,相關(guān)系數(shù)為0.745213,其次是坡位,相關(guān)系數(shù)為0.182689,立地因子對華北落葉松材積生長影響的大小排序為:坡向>坡位>坡度>土層厚度>海拔。
表3 材積與立地因子的典型相關(guān)分析型相關(guān)分析
立地因子對華北落葉松樹高生長影響的大小排序為:坡位>坡向>坡度>土層厚度>海拔。
立地因子對華北落葉松胸徑生長影響的大小排序為:坡向>坡位>坡度>海拔>土層厚度。
立地因子對華北落葉松材積生長影響的大小排序為:坡向>坡位>坡度>土層厚度>海拔。
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