中亚热带红壤丘陵区湿地松生长与气候因子的相关分析

涂 洁



中亚热带红壤丘陵区湿地松生长与气候因子的相关分析

涂 洁

（南昌工程学院生态与环境科学研究所，江西 南昌 330099）

用解析木资料对阳坡和阴坡二坡向的湿地松（）胸径、树高及材积逐年生长量与气候因子进行相关分析，结果表明：①阳坡向湿地松胸径生长主要受≥10℃积温、日照时数和前一年降水量的影响，复相关系数为0.935；阴坡向湿地松胸径生长只与相对湿度相关，复相关系数为0.901；②两坡向湿地松树高生长模型中入选的气象因子均为均温、日照时数、相对湿度、前一年降水量，复相关系数分别为0.827和0.882，其中光照因子为主导因素；③两坡向湿地松材积生长主要受均温、≥10℃积温、日照时数、相对湿度影响，复相关系数分别为0.749和0.723，其中温度因子为主导因素。

湿地松；生长；气候因子；相关分析

湿地松（）原产美国东南部，因其适应性强、早期生长快、木材质量好等优点，已成为我国长江以南地区普遍引种的造林绿化和用材树种。在林业生产中，要实现林木的速生丰产，必须充分了解影响林分生长的因素。20世纪70年代引种栽培的湿地松，其生长主要受气候因子的影响。近年来，有关树木生长与气候因子的相关研究取得了较大进展。然而，树木生长对气象因子的响应规律十分复杂，不仅因物种遗传特性和所在地域自然条件而异，还受到土地利用状况、氮沉降等一系列因素的影响，而且对于响应规律的导出与推广只能限定在一定范围内成立。因此，研究各气候带引种区湿地松生长状况，明确气候因子对湿地松生长的影响，对于探究湿地松的生物学特性、提高湿地松人工林的经营管理水平具有指导作用。

本研究对湿地松树高、胸径、材积逐年生长量指标与主要气候因子进行相关分析，并建立多元线性回归模型。这一方面可以验证湿地松用于我国中亚热带红壤丘陵区退化生态系统恢复重建的科学性和合理性，为今后该区因地制宜地开展外来树种的引种工作提供科学依据；另一方面还可为评估该区湿地松人工林的固碳能力提供新思路。

2 材料与方法

2.1 试验地概况

试验地位于江西省泰和县中国科学院千烟洲试验区内， 115° 04′ 13″Ｅ，26° 44′ 48″Ｎ。该区年平均气温17.9℃，≥0℃活动积温6 253℃，≥10℃活动积温6 015℃，多年平均降水量1 489 mm，年日照时数1 406 h，年日照百分率43%，太阳年总辐射量43 49MJ/m，无霜期323 d，具有典型的亚热带季风气候特征。

2.2 数据的获取

生长量的测定：在研究区阳坡向和阴坡向各设10块具有代表性的标准地，根据平均胸径和平均树高在每块标准地选定1株标准木进行树干解析，测定胸径、树高、材积生长量，将20株解析木的生长量数据分别按阳坡向和阴坡向进行算术平均后作为本项研究的基础数据。

气候指标的选择：气候资料来源于中国科学院千烟洲人工地面要素观测站。根据相关文献对湿地松生物学、生态学特性的研究结果，选取以下影响湿地松生长的气候指标：平均温度（℃）、≥10℃积温（℃）、日照时数（h）、当年降水量（mm）、前一年降水量（mm）、相对湿度（%）。上述因子除外，其余均为当年生长期内（3－10月）的气象数据。

3 结果与分析

3.1 胸径逐年生长量与气候因子的相关分析

建立湿地松胸径生长量（阳坡、阴坡）与气候因子的多元线性回归方程如下（变量右括号内为偏回归系数的标准偏差值，下同）：

= 4.925(7.530)＋0.369 ln(0.990)－1.276 ln(0.200)＋0.190 ln(0.062)

复相关系数r= 0.935，剩余标准差= 0.029，相关性检验达极显著水平，偏相关系数：r= 0.077，r=－1.273，r= 0.553。

= －15.838(3.207)＋3.686 ln(0.723)

r= 0.812，= 0.052，相关性检验达极显著水平，r= 0.901。

由回归结果可知，阳坡和阴坡湿地松胸径生长对气候因子的响应规律存在显著差异。在阳坡，入选因子有≥10℃积温、日照时数和前一年降水量，偏相关系数分别为0.077、－1.273、0.553。由绝对值大小看出，日照因子对胸径生长的影响最大，而积温的影响较弱，对湿地松胸径生长不起限制作用，说明阳坡的热量条件可以满足湿地松胸径生长需求。在阴坡，湿地松胸径生长仅受相对湿度影响，且与相对湿度呈正相关，这与许多文献的研究结论一致。

3.2 树高逐年生长量与气候因子的相关分析

树高是林木生长的重要指标，直接构成林木材积。将湿地松树高生长量（、）与气候因子建立回归方程如下：

=－155.742(45.884)＋5.918 ln(6.456)＋7.523 ln(2.182)－1.168 ln(0.446)＋21.339 ln(6.145)

r= 0.827，= 0.194，相关性检验达显著水平，r=－0.397，r= 2.139，r=－0.971，r= 1.880。

=－83.195(25.262)＋10.381 ln(3.555)＋2.931 ln(1.201)－0.675 ln(0.245)＋8.144 ln(3.383)

r= 0.882，= 0.107，相关性检验达显著水平，r= 1.045，r= 1.251，r=－0.842，r= 1.077。

由回归结果可看出，两坡向湿地松树高生长模型入选气候因子相同，说明坡向对树高生长无显著影响。两回归方程均温、日照时数、相对湿度、前一年降水量的偏相关系数分别为0.397、2.139、1.880、－0.970和1.045、1.251、1.077、－0.842，且各因子偏相关系数在两方程中的相对大小顺序相同，说明各气候因子对树高生长具有相同程度的影响。除前一年降水量对树高生长有抑制作用外，其余气候因子均与树高生长呈正相关。这可能是由于前一年降水量过多，影响气温的回升，不利于树高生长。年均温度的升高使湿地松提早进入生长期，有利于树高生长。日照时数与树高生长呈正相关，这主要与湿地松的喜光习性有关。

3.3 材积逐年生长量与气候因子的相关分析

生产力的高低和林木的经济价值主要体现在林木材积上，探索影响材积的主导因子，对于提高林地生产力及经营者的经济效益意义重大。对湿地松材积生长量（阳坡、阴坡）与主要气候因子进行逐步回归分析，建立回归方程如下：

=－1.817(1.153)－0.656 ln(0.278)＋0.587 ln(0.279)－0.038 ln(0.029)－0.186 ln(0.112)

r= 0.749，= 0.003，相关性检验达显著水平，r=－3.983，r= 3.175，r=－0.967，r=－1.483。

=－1.235(0.946)－0.446 ln(0.228)＋0.410 ln(0.229)－0.034 ln－0.134 ln

r= 0.723，= 0.002，相关性检验达显著水平，r=－3.467，r= 2.841，r=－1.370，r=－1.130。

由回归结果可知，两回归方程的入选因子相同，说明坡向对湿地松材积生长亦无明显影响。两回归方程均温、≥10℃积温、日照时数、相对湿度的偏相关系数分别为－3.983、3.175、－0.967、－1.483和－3.467、2.841、－1.370、－1.130，且各因子偏相关系数在两个方程中的相对大小顺序相同。热量因子的偏相关系数明显大于光、水分因子的偏相关系数。年均温、日照时数、相对湿度与材积生长呈负相关，而年积温与材积生长呈正相关。显然，在影响材积生长的气候因子中，均温和积温的作用明显增加了，温度成为湿地松材积生长的限制因子。而日照时数对材积的影响远没有先前对胸径和树高那么显著了，说明该地区的光照资源丰富，足以满足湿地松材积生长的需要。

4 讨论

（1）不同坡向湿地松生长对气候因子响应规律的差异主要体现在胸径上，树高及材积生长对气候因子的响应规律基本上不受坡向影响。所有湿地松胸径、树高和材积生长模型的预估精度都比较高，复相关系数分别达到0.935、0.812、0.827、0.882、0.749、0.723，相关性检验均达显著性水平（ɑ= 0.05），可为人工林生产力估算及经营管理提供可靠数据。除被选入方程的上述因子外，尚有许多因子如品种、密度、立地类型、肥力状况、抚育管理等，作用于湿地松的生长过程。

（2）当年降水量虽然是影响树木生长的重要因素之一，但却不如其他一些气候因子尤其是前一年的降水量更为显著。当某一气象因子不成为决定性的限制因子时，树木生长状况实际上取决于各因素综合作用所形成的小气候环境。本试验地年均降水量丰富，当年降水量对湿地松的生长不起限制作用，因此所有回归方程都没有入选当年降水量，而前一年降水量的作用明显加强。该区湿地松从3月上旬开始生长，此时正值雨季尚未到来的旱季，湿地松生长所需水分完全来源于前一年贮存在土壤中的水分，而前一年降水量的多少直接决定了土壤含水量大小。因而，本研究前一年降水量对树木生长的影响比当年降水量更加显著，这与丁晓纲等得出的结论一致。

（3）阳坡湿地松胸径生长与日照时数呈负相关，这可能是由于在林木的生长过程中，如果某一气候因子偏离一定范围，必然会抑制林木的正常生长。湿地松虽为强阳性树种，但日照时间过长会制约地径生长，甚至可能引起林木地径产生“日灼”现象。阴坡由于水分条件较好，湿地松胸径生长不受前一年降水量限制，而与相对湿度呈正相关，这是由于相对湿度很高的天气条件下（如雨或雾），由于树冠蒸腾作用大大减弱和根系继续吸水引起树干含水量增加导致的结果。

致谢：北京林业大学刘琪璟教授在论文撰写中给予指导，研究过程中得到中国科学院地理与资源科学研究所曾慧卿、马泽清的大力帮助，在此一并致谢！

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Correlation Analysis of Growth ofwith Climate in Hilly Red Earth Area of Mid-subtropical Zone

TU Jie

（）

Correlation analysis were conducted on DBH, tree height, volume growth ofwith meteorological factors by data of analytic wood in hilly red earth area of mid-subtropical zone. The result demonstrated that the annual DBH growth ofon sun slope was mainly affected by ≥10℃ accumulated temperature(≥10℃ AT), sunshine hours(SH) and precipitation of the previous year(PL) with r2 0.935, while annual DBH growth on shade slope significantly correlated to relative humidity(RH) with r2 0.901. The height growth model of the two slopes included annual average temperature(AT), SH, RH, PL with r2 0.827 and 0.882, among them, annual sunshine hours was the key factor. The annual volume growth ofof the two slopes depended on AT, ≥10℃ AT, SH, RH with r2 0.749 and 0.723, among them, temperature factor was the main factors.

; growth; climatic factors; correlation analysis

1001-3776（2010）01-0070-04

S718.51

A

2009-10-20；

2009-12-10

中国科学院资源与环境科学管理局野外台站基金项目；江西省教育厅科学技术研究项目（GJJ09614）；江西省教育厅教学研究项目（JXJG-08-2-26）

涂洁（1980－），女，江西南昌人，讲师，博士，从事区域生态生产力的研究。