气候因子对大叶相思生长的影响

吴晓生

(福建农林大学西芹教学林场，福建 南平 353001)

气候因子对大叶相思生长的影响

吴晓生

(福建农林大学西芹教学林场，福建 南平 353001)

运用年轮指数法与逐步回归方法，分析气候因子对引种大叶相思生长的影响。结果表明：气候因子对大叶相思生长有显著的影响，其主要因子排序为：年均日照时间>年均温度>年均蒸发量>年均降水量>年均相对湿度>年最低气温>年最高气温>年最大风速>年均风速。其中，年均日照时间、年均温度、年均降水量对年轮的生长有正面影响。可为大叶相思引种地的选择和引种后的培植和产区规划提供参考。

大叶相思；气候因子；年轮指数；逐步回归分析

植物生长不仅与其本身的生物学特性有关，而且与不同的气候因子与非气候因子影响有密切的关系[1]。其中，气候因子是影响植物生长的主导因素。近年来，随着天然林资源保护工程的进一步实施，大量的人工林营造，提高林木生长能力和缩短培育期成为人们关心的问题之一[2-3]。因此研究植物对气候因素的生长响应，为林分营建和提高林木生长能力均有积极的作用。

国外对影响人工林生长的主要气候因子的研究已积累了丰富的资料，主要有生态地区法(PR)：这是联合国粮农组织推荐的一种方法，其基本思路是先计算标准作物总干物质，然后综合考虑作物种类、温度、发育时期、叶面积、收获部分比例等的相关影响，通过逐项订正估算出作物的理论生产力；H.Lieth在1972年根据世界各地植物产量与年平均气温、年降水量之间的关系，得出Miami模型(PM)：该模型主要考虑植被气候生产力与计算地区年平均气温和年降水量的关系；其又在1972年提出用实际蒸发散量计算植物产量，即Thuaite Menirie模型(PT)。另外，在澳大利亚等相思树种分布较多的国家已经开展了大量的有关气候因子对相思树种生长影响的研究[4-7]。众多的研究和实践表明，通过选择适宜的气候区来种植，对提高人工林的生长效果显著。

近年来，我国在影响人工林生长的主要气候因子方面研究很多，如：方炜等[8]在利用杉木年轮进行生长与气候关系分析的研究中，通过回归模型分析了杉木的平均年轮指数与平均月降水量及各月平均气温的关系；蔡小虎等[2]研究日本柳杉生长对气候的响应表明：降水量和温度条件是影响日本柳杉生长和海拔分布的重要因素；在三北地区杨树速生林材积生长量与气候因子关系分析研究中，认为应用灰色系统理论中的灰色关联度分析方法，能有效的对三北地区杨树速生林材积生长量与气候因子间的关系进行定量分析，并确定出影响材积生长量的主导气候因子为水分因子，光照因子次之，热量因子的影响最小[9-11]。

目前，国内对影响大叶相思生长的气候因子方面的研究还未见报道。大叶相思生长好坏与立地气候条件有密切的关系。其中，气候因子是影响大叶相思生长的主导因素[12-13]。因而，对大叶相思生长中的气候限制因子(光照、气温和降水)进行研究，建立生产潜力和产区规划预测模型，掌握气候因子和大叶相思生长的关系，对于预测大叶相思的生长能力和产区规划有重大的意义。

1 研究地自然概况

漳州中西国有林场位于福建省漳浦县西北部，地理坐标为东经117°34′、北纬24°17′，属亚热带海洋性季风气候，年均气温为21 ℃，夏季平均最高温度31.24 ℃，冬季平均最低温度14 ℃，年日照时间1662.6 h，年均相对湿度71.17%，年均风速2.1 m·s-1，年均降水量1620.7 mm左右。该地属低山丘陵地带，坡度15°～28°，海拔500～550 m，土壤以山地红壤为主，土层中厚，腐殖质层薄，理化性质较差。植被以芒萁骨、五节芒为主，部分为阴性蕨类、杂灌、紫竹、桂竹等。

2 研究方法

2.1 材料的收集与整理

2.1.1 材料来源 在漳州漳浦中西林场大叶相思引种地，随机设置样地(20 m×20 m)2块，总株数26株。测量每个样地大叶相思的胸径、年轮宽，调查每个样地的坡度、坡位、坡向、坡形，从中选取年轮生长指标和当地气候资料中的年均降水量、年均温度、年均蒸发量、年最高气温、年最低气温、年均日照时间、年均相对湿度、年均风速、年最大风速9个气候因子，分析9个气候因子对大叶相思年轮生长的影响。

2.1.2 材料整理 将气候因子中的年均降水量、年均温度、年均蒸发量、年最高气温、年最低气温、年均日照时间、年均相对湿度、年均风速、年最大风速9个气候因子并与它相对应的胸径生长总量和年轮指数建立对应关系，而后采用年轮指数法和逐步回归分析法选择影响相思生长的主导气候因素，建立相思人工林生产力与各主导气候因素关系的数学模型，分析气候因子对大叶相思生长的影响。

2.2 研究方法

2.2.2 气象因子对大叶相思生长的逐步回归方程模型的建立 逐步回归方法是众多客观分析方法的一种，通过统计分析，选定组合的气候因子，建立逐步回归方程进行分析。在分析过程中，气候因子一经选定，便不再改变。但是不变的气候因子在分析过程中不能很好地适应多变的天气系统，同时数值分析模式也在不断的调整，且在不同的季节变换下，年均气温、年均极端最高气温、年均极端最低气温、年均降水量等气候要素所起的分析作用也不同。综合以上原因，尝试在经典的逐步回归的基础上，通过更改进入回归方程的历史样本长度来动态地选取回归因子，建立了动态逐步回归方程。

应用逐步回归方法，就气候因子对引种大叶相思的分析，即从一个变量开始，按自变量对Y影响的显著性，由大到小依次引入回归方程，同时每一步都要检验先前引入的变量中有变为不显著的，则必须立即从回归方程中加以剔除，直至既无变量可剔除，又无变量可引入为止。

根据逐步回归方法的基本思想结合9个因变量X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9(年均降水量、年均温度、年均蒸发量、年最高气温、年最低气温、年均日照时间、年均相对湿度、年均风速、年最大风速)及系数β1、β2、β3、β4、β5、β6、β7、β8、β9、常数项β0及其自变量Yi(对应年轮指数)，把数据输入计算机进行计算，建立逐步回归方程模型：Yi=β0+β1X1+β2X2+β3X3+β4X4+β5X5+β6X6+β7X7+β8X8+β9X9；计算出β0、β1、β2、β3、β4、β5、β6、β7、β8、β9的值及其复相关指数F值、R值、P值；F>F0.01(自由度)为极显著；F0.05(自由度)

3 结果与分析

3.1 影响大叶相思生长的主导气候因素的选择

表1 相关分析的简相关系数

由表1可知，简相关系数≥0.2的气候因子有年均降水量、年均温度、年均蒸发量、年均日照时间。其中，年均降水量、年均温度、年均日照时间的简相关系数对年轮指数有正面影响；年均蒸发量的简相关系数对年轮指数有负面影响。

3.2 应用逐步回归就气候因子对大叶相思年胸径生长总量的分析

3.2.1 气象因子对胸径生长总量模型的参数、相关系数等的计算 计算各变量统计特征，大叶相思胸径生长总量及气象各自变量相关分析(表2、表3)可以看出，不同的气候因子对大叶相思年轮指数存在不同的影响，其中，年均日照时间和年均温度对大叶相思胸径生长总量的影响极显著；年均降水量、年均蒸发量对大叶相思胸径生长总量的影响显著；年最高气温、年最低气温、年均相对湿度、年均风速、年最大风速对大叶相思胸径生长总量的影响不显著。其中年均降水量、年均温度、年最高气温、年均日照时间、年均相对湿度有正面影响；年均蒸发量、年最低气温、年均风速、年最大风速对年轮指数有负面影响。其因子显著水平由大到小排序为：年均日照时间>年均温度>年均蒸发量>年均降水量>年均相对湿度>年最低气温>年最高气温>年最大风速>年均风速。

表2 各变量统计特征

表3 大叶相思胸径生长总量及气象各自变量相关分析

3.2.2 气象因子对胸径生长总量模型 利用SPSS软件中的非线性回归方程，通过建立气象因子对胸径生长总量的逐步回归方程：Yi=β0+β1X1+β2X2+β3X3+β4X4+β5X5+β6X6+β7X7+β8X8+β9X9，计算得出：Y=121.7442299+0.009981478853X1+6.913658313X2+1.0602535327X3-3.620539862X6，复相关系数R=0.8745，F检验值=160.5622，F0.01=5.29，F0.05=3.28，Df=(4，21)，P值=0.0053，剩余标准差S=3.2135。调整后的相关系数Ra=0.8486，F检验值=160.5622>F0.01为极显著。

根据回归分析结果(表4)表明，9个气象因子(年均降水量、年均温度、年均蒸发量、年最高气温、年最低气温、年均日照时间、年均相对湿度、年均风速、年最大风速)对大叶相思胸径生长总量存在不同的影响，年均日照时间和年均温度对大叶相思胸径生长总量的影响极显著；年均降水量、年均蒸发量对大叶相思胸径生长总量的影响显著；年最高气温、年最低气温、年均相对湿度、年均风速、年最大风速对大叶相思胸径生长总量的影响不显著。

表4 气象因子对大叶相思胸径生长总量的回归分析结果

在一定程度上，年均日照时间越长、年均温度越高对胸径的生长明显有利；年均蒸发量越低、年均降水量越大越有利于胸径的生长；年最高气温越高、年最低温度、年均相对湿度对胸径生长影响不明显；适度的风速有利于胸径的生长。综合表明，大叶相思是阳性速生树种，适应性强，抗风能力较强，对光照条件要求较高，对降水量需求适中，环境极端温度不宜过高，在风速适合的福建沿海高湿润地区生长情况良好。

3.3 大叶相思气候生产潜力的估算

3.3.2 年均降水量与大叶相思年轮宽计算 利用SPSS软件中的非线性回归方程，通过胸径生长总量与年均降水量之间的关系，建立TspN=a(1-e-cN)方程，得出a=1.0415，c=0.015，R2=0.1426。可能这个气候生长潜力模型并不适合大叶相思生长的气候生产力，其原因有待进一步研究。

4 小结

运用年轮指数法与逐步回归方法，分析漳州漳浦中西林场大叶相思引种地的气候因子对大叶相思生长影响。结果表明：气候中的9个气象因子(年均降水量、年均温度、年均蒸发量、年最高气温、年最低气温、年均日照时间、年均相对湿度、年均风速、年最大风速)对大叶相思的生长的影响是不相同的。其中，年均日照时间和年均温度对大叶相思生长的影响极显著；年均降水量、年均蒸发量对大叶相思生长的影响显著；年最高气温、年最低气温、年均相对湿度、年均风速、年最大风速对大叶相思的生长影响不显著。其中年均降水量、年均温度、年最高气温、年均日照时间、年均相对湿度有正面影响；年均蒸发量、年均最低气温、年均风速、年最大风速对生长有负面影响。其因子显著水平由大到小排序为：年均日照时间>年均温度>年均蒸发量>年均降水量>年均相对湿度>年最低气温>年最高气温>年最大风速>年均风速。在以后大叶相思的引种和栽培的过程中，应根据大叶相思对气候的适应性，选择适宜的气候条件，这样才更有利于大叶相思的栽培、生产能力预测和相思产区的规划。

[1]杨民权.主要热带相思在华南地区的生长及适应性探讨[J].林业科学研究，1990，3(2)：155-161.

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[3]温远光，元昌安.广西杉木林气候生产力模型及分布的研究[J].自然资源，2004(6)：47-51.

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The Effects of Climatic Factors on the Growth ofAcaciaauriculiformis

WU Xiao-sheng

(XiQingTeachingForestFarmofFujianAgricultureAndForestryUniversity，Nanping353001，Fujian，China)

The regression analysis was used to analyze the effects of climatic factors on the growth ofAcaciaauriculiformis.The results showed that the climatic factors had significant effects on the growth ofA.auriculiformisand the order of the principal factors were that annual sunshine hours>yearly mean temperature>yearly transpiration rate>annual rainfall>yearly mean relative humidity>annual extreme minimum temperature>annual extreme maximum airtemperature>yearly maximum wind speed>yearly mean wind speed.Among them，annual sunshine hours，yearly mean temperature，annual rainfall have a significant positive correlation with the growth ofA.auriculiformis′sdiameter at breast height.It provides the theoretical basis for the introducing areas selection and plan of production area.

Acaciaauriculiformis；climatic factors；annual ring index；regression analysis

2014-09-05；

2014-10-21

福建省种苗科技攻关项目(相思类树种，K8513002)

吴晓生(1974—)，男，福建武平人，福建农林大学西芹教学林场营林工程师，硕士研究生，从事营林生产和科教工作。E-mail：wxsh7090@21cn.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.02.013

S718.51+2

A

1002-7351(2015)02-0058-04