辽河源针叶树种生长与土壤因子的相关分析1)

杨玉梅 谷建才 周 奇 马 旺

(河北农业大学，保定，071000)

彭志杰

(塞罕坝机械林场)

王冬至

(内蒙古农业大学)

林木的生长发育受诸多因素的影响，土壤是很重要的一个因素。土壤状况不仅影响植物群落的种间竞争和物种的丰富度，而且影响植物的生长发育［1－2］。项亚飞，周秀珍，耿敬凯等对辽河源国家森林公园的天然油松(Pinus tabuliformis)林、蒙古栎(Mongolian oak)林和山杨(Populus davidiana)林的种类组成、外貌、结构、蓄积等进行了调查和研究［3－5］，张进献［6］在辽河源自然保护区森林群落生长潜能及影响因子研究一文中分析了林木生长与气象因子的相关关系，而关于辽河源地区林木生长与土壤因子的研究较少。有关林木生长与土壤因子的相关关系方面的研究，如吴继林［7］采用逐步回归方法，探讨了影响巨桉(Eucalyptus grandis)人工林生长的主导因子;韩有志等［8］分析了土壤氮、磷、钾养分对油松林木生长的影响。

笔者根据辽河源地区土壤资料和主要针叶树种的生长资料，采用逐步回归的方法，分析和研究了土壤因子对林木生长的影响，旨在为该地区土壤生态系统管理和森林的健康经营管理以及培育高产林分提供理论与实践依据，以此来提高该地区的林分产量，实现森林的可持续发展，改善生态环境。

1 研究地概况

辽河源地区位于河北省平泉县境内，地理坐标为东经 118°22'39″～118°37'21″，北纬 41°01'30″～41°21'15″;与河北省承德县、内蒙古宁城县接壤。境内最高海拔(光头山)1738 m，最低海拔625 m，平均海拔1180 m。辽河源全年平均气温7.3℃，≥10℃年积温3193.7℃，无霜期110～125 d，年日照2000～2900 h，年平均降雨量550 mm，年平均蒸发量1800mm。森林覆盖率达81.2%，有各类植物2000余种。土壤以山地棕壤和淋溶褐土为主，土层较厚，一般为50～100 cm，土壤呈中性、微酸性反应，土壤水分条件较好。位于七老图岭东南段，地处内蒙古高原和冀北山地的过渡地带，是温带暖温带交错带中的典型地区，是典型的蒙古植物区系和华北植物区系的交汇地带，是华北山地针阔混交夏绿林向蒙古草原和东北大兴安岭针叶林过度的地区［3，9－10］。

2 研究方法

植被调查:2009年6月，在查询相关资料的基础上，对辽河源自然保护区进行全面踏查和路线调查，了解林分生长情况，根据立地条件和生长状况，选择生长良好、具有代表性的林分，采取典型抽样的方法设立标准地进行调查。共设置标准地35块，标准地面积0.06 hm2，于每块标准地内进行每木检尺调查，分别记录树种名称、树高、胸径、冠幅、枝下高、株数;同时记录标准地的海拔高度、坡度、坡向、坡位、土壤类型等生态环境因子。

土壤取样:土壤采样点设置在植物群落调查的样方内。分别在4个角和中间设置5个土壤取样点，每个取样点按土壤深度0～10 cm，＞10～20 cm，＞20 cm用环刀取土，分装带回。将同层的5个土样混合均匀，分别测定土壤的化学性质(全氮、全磷、全钾等)和物理性质(密度、总孔隙度、田间持水量等)。全氮含量采用硫酸—高氯酸消煮—定氮仪蒸馏滴定法，碱解氮和速效磷含量采用碱解扩散法，全磷含量采用硫酸—高氯酸消煮—钼锑抗比色法，速效钾采用双酸浸提剂法，有机质采用高温外热重铬酸钾法;土壤密度采用环刀法，含水量采用烘干法。

数据处理:回归分析是在数理统计中，一种处理自变量与因变量之间的相关关系的数据处理方法［9，11］。本研究根据林木的生长特点，利用逐步回归方法，选择胸径、树高和材积作为分析指标，即因变量，选择全氮、全磷、全钾等土壤因子作为自变量，分析辽河源主要针叶树种的生长与土壤因子之间的相关关系。

3 结果与分析

3.1 树木生长与土壤因子基本情况

辽河源自然保护区主要针叶树种为落叶松、油松，其平均胸径分别为 21.40、23.05 cm，平均树高分别为15.52、11.88 m，平均材积分别为 0.26、0.27 m3。辽河源自然保护区土壤因子基本情况见表1。

表1 辽河源自然保护区土壤因子基本情况

3.2 落叶松生长与土壤因子的相关分析

结合调查结果，利用数理统计软件，对研究地区的落叶松生长与土壤因子进行回归分析，具体结果见表2～表4。从表2～表4可以看出，在胸径生长与土壤因子的逐步回归分析中，全钾和碱解氮被选入了方程，其显著性水平P＜0.01，说明这2个土壤因子与落叶松胸径生长呈极显著相关，且都呈正相关关系。在树高生长与土壤因子的逐步回归分析中，碱解氮和速效磷被选入了方程，其显著性水平P＜0.01，说明这2个土壤因子与落叶松树高生长呈极显著相关，且都呈正相关关系。在材积生长与土壤因子的逐步回归分析中，全钾和碱解氮被选入了方程，其显著性水平P＜0.01，说明这2个土壤因子与落叶松材积呈极显著相关，且都呈正相关关系。

表2 辽河源针叶树种与土壤因子的方差分析结果

除被选入方程的因子外，其它土壤因子对落叶松的生长也有一定程度的影响。其它土壤因子对落叶松胸径生长的影响排序为:X1＞X7＞X2＞X11＞X6＞X10＞X13＞X5＞X12＞X8＞X9＞X14。其它土壤因子对落叶松树高生长的影响排序为:X6＞X1＞X7＞X3＞X13＞X12＞X14＞X2＞X8＞X9＞X11＞X10。其它土壤因子对落叶松材积生长的影响排序为:X1＞X6＞X7＞X2＞X11＞X5＞X10＞X8＞X9＞X13＞X12＞X14。

3.3 油松生长与土壤因子的回归分析

结合调查结果，对研究地区的油松生长与土壤因子进行回归分析，具体结果见表2～表4。从表2～表4可知，在胸径生长与土壤因子的逐步回归分析中，非毛管孔隙度被选入了方程，其显著性水平P＜0.01，说明非毛管孔隙度与油松的胸径生长呈极显著的负相关关系。在树高生长与土壤因子的逐步回归分析中，全氮、全钾、密度、饱和含水量被选入了方程，显著水平P＜0.05，其中，全氮与树高生长呈显著的正相关关系，全钾、密度和饱和含水量与树高生长呈显著的负相关关系。在材积生长与土壤因子的逐步回归分析中，非毛管孔隙度被选入了方程，其显著性水平P＜0.01，说明非毛管孔隙度与油松的材积生长呈极显著的负相关关系。

表3 辽河源针叶树种生长与土壤因子的相关系数

表4 辽河源针叶树种落叶松生长与土壤因子的拟合回归模型

除被选入方程的因子外，其它土壤因子对油松的生长也有一定程度的影响。其它土壤因子对油松胸径的影响排序为:X10＞X9＞X8＞X14＞X3＞X13＞X12＞X6＞X1＞X7＞X2＞X4＞X5。其它土壤因子对油松树高的影响排序为:X9＞X10＞X4＞X11＞X7＞X5＞X12＞X6＞X13＞X2。其它土壤因子对油松胸径的影响排序为:X10＞X9＞X8＞X14＞X3＞X13＞X6＞X1＞X12＞X7＞X5＞X2＞X4。

4 结论

落叶松各生长因子与土壤因子的显著性水平均为P＜0.01，这说明全钾、碱解氮与胸径之间，碱解氮、速效磷与树高之间，全钾、碱解氮与材积之间均呈极显著的关系，通过回归方程，可知它们之间呈正相关关系。

油松生长因子与土壤因子的分析中，非毛管孔隙度与胸径之间、非毛管孔隙度与材积之间显著水平P＜0.01，说明它们之间呈极显著的关系，通过回归方程可知，它们为负相关关系;全氮、全钾、密度、毛管孔隙度与树高之间的显著水平P＜0.05，呈显著性相关，通过回归方程可知，与全氮呈正相关关系，与全钾、密度、毛管孔隙度呈负相关关系。

土壤各因子之间是互相关联、互相影响、共同作用的，均对树种的生长产生直接或间接的影响。通过分析辽河源地区主要针叶树种与土壤因子的相关关系，可以为该地区制定合理的经营管理措施提供依据，配合其它生产技术措施，提高林分的生长量。

［1］周莉，代力民，谷会岩，等.长白山阔叶红松林采伐迹地土壤养分含量动态研究［J］.应用生态学报，2004，15(10):1771－1775.

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［3］项亚飞.辽河源国家森林公园的天然油松林［J］.河北林果研究，2005，20(4):314－316.

［4］周秀珍.辽河源国家森林公园的蒙古栎林［J］.河北林果研究，2005，20(1):18－20.

［5］耿敬凯，王树国，蔡万波.辽河源国家森林公园的山杨林［J］.河北林果研究，2006，21(2):137－139，143.

［6］张进献.辽河源自然保护区森林群落生长潜能及影响因子研究［D］.北京:北京林业大学，2010.

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