呂 皎

（山西省林業(yè)和草原科學(xué)研究院）

目前，山西省正廣泛地開展植被恢復(fù)、水土保持治理等生態(tài)工程。山西省石灰?guī)r山區(qū)面積約5.59 萬km2，占到全省土地總面積的35.7%，石灰?guī)r山地的特點(diǎn)是土層瘠薄、保水蓄水能力弱、植被稀疏、適宜樹種少。因此，科學(xué)的立地劃分和樹種選擇對各類生態(tài)工程的順利實(shí)施尤為重要。本研究可為這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供理論依據(jù)。

1 研究地區(qū)概況

試驗(yàn)點(diǎn)位于平順縣背泉村，年平均氣溫7.9～10.3℃，年降水量565.5～680.8 mm。區(qū)內(nèi)大部分山地山頂鈍圓，山坡較緩，山谷較為開闊，呈“U”字型，構(gòu)成山體的巖石為古生界奧陶紀(jì)石灰?guī)r，部分山地的上部分布有新生界第三系紅粘土和新生界第四系紅黃土，屬石灰?guī)r中山區(qū)[1]。

區(qū)內(nèi)植被垂直分布不及水平分布明顯，陰坡的優(yōu)勢植物主要有虎榛子、黃刺梅、胡枝子、羊胡子草，針茅草、野菊花等，覆蓋度一般在85%以上；陽坡、半陽坡植物主要為野皂角、荊條、小葉鼠李、黃刺梅、繡線菊、白羊草、鐵桿蒿、達(dá)烏里胡枝子和委陵菜等，覆蓋度一般為30～70%。天然次生林面積很小，分布于海拔1 300 m 以上的陰坡，主要樹種為油松與櫟類；溝底分布有小片北京楊、旱柳、漳河柳人工林；四旁分布有毛白楊、加拿大楊、小葉楊等散生用材樹種和核桃、棗、香椿等經(jīng)濟(jì)樹種。

2 研究方法

2.1 微地形立地劃分

首先，結(jié)合1∶10 000 地形圖、衛(wèi)星遙感影像圖，對太行山石灰?guī)r山區(qū)的立地類型進(jìn)行全面細(xì)致梳理，以光照、水分、坡度、坡向等要素為基礎(chǔ)，對立地類型進(jìn)行精細(xì)劃分[2]。其次，在科學(xué)劃分立地類型基礎(chǔ)上，引入微地形概念，在平順縣1∶50 000 矢量化地形圖上，抽取52 個(gè)面積為1 km2的單元，在選擇的抽樣單元內(nèi)分別在陰坡、陽坡各選一個(gè)測量點(diǎn)，每個(gè)測點(diǎn)選擇平行等高線和垂直等高線的樣線2—3條，共計(jì)198 條樣線，對試驗(yàn)地微地形進(jìn)行精準(zhǔn)分類，以更接近自然條件的形式開展植被構(gòu)建。立地類型主要?jiǎng)澐譃椋宏幤潞０危? 100 m、1 100～1 400 m、1 400～1 700 m、＞1 700 m，陽坡海拔＜1 100 m、1 100～1 400 m、1 400～1 700 m、＞1 700 m 八個(gè)類型。

2.2 灰色關(guān)聯(lián)分析及聚類分析

通過樣地調(diào)查喬木樹種生態(tài)適應(yīng)性，對主要造林樹種的海拔分布、坡向、多度、樹種進(jìn)行統(tǒng)計(jì)疊加，按照針葉樹、闊葉樹，陰坡、陽坡，不同海拔梯度等進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析。本文運(yùn)用SPSS 軟件進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析及聚類分析。

2.3 重要值計(jì)算

以重要性為依據(jù)分析灌木樹種的生態(tài)適應(yīng)性，通過計(jì)算各類灌木的重要值，確定其在該類立地條件下的生態(tài)適應(yīng)性大小。重要值計(jì)算方法如下[3]：

灌木樹種的重要值=（相對高度+相對蓋度）/2；

相對高度=某個(gè)物種所有個(gè)體高度之和/所有物種所有個(gè)體高度之和；

相對蓋度=某個(gè)物種所有個(gè)體蓋度之和/所有物種所有個(gè)體蓋度之和。

3 結(jié)果與分析

3.1 喬木樹種的生態(tài)適應(yīng)性分析

對喬木樹種分陰、陽坡進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析[4]，從而總結(jié)出樹種的適應(yīng)性強(qiáng)弱，其中，表1、表2 是陽坡各樹種與參考樹種的對比過程，表3、表4 是陰坡各樹種與參考樹種的對比過程。參考樹種是該地生長相對較好的楊樹。主要研究樹種如表1 所示。

表1 陽坡喬木樹種生長指標(biāo)

表2 陽坡喬木樹種與參考樹種的關(guān)聯(lián)度排序

表3 陰坡喬木樹種生長指標(biāo)

由表2 可以看出，側(cè)柏的關(guān)聯(lián)度最大，綜合表現(xiàn)最好，最適宜在試驗(yàn)基地的陽坡生長，其次為杜松，再次為山杏、山桃、白皮松，關(guān)聯(lián)度最小的是樟子松和油松，綜合表現(xiàn)最差，最不適宜在試驗(yàn)基地陽坡生長。

由表4 可以看出，在陰坡油松的關(guān)聯(lián)度最大，綜合表現(xiàn)最好，最適宜在試驗(yàn)基地陰坡生長，其次為遼東櫟，再次樟子松，關(guān)聯(lián)度最小的是側(cè)柏，綜合表現(xiàn)最差，最不適宜在試驗(yàn)基地的陰坡生長。

表4 陰坡各樹種與參考樹種的關(guān)聯(lián)度排序

3.2 灌木物種的生態(tài)適應(yīng)性分析

試驗(yàn)基地內(nèi)陰、陽坡出現(xiàn)的所有灌木物種及其重要值計(jì)算結(jié)果如表5。陰坡的參考物種是該地生長相對比較好的三裂線菊，陽坡的參考樹種是該地生長相對較好的黃刺玫。

表5 陽坡、陰坡灌木樹種及重要值

由灰色關(guān)聯(lián)分析得到（表6），生長在陰坡的灌木物種生態(tài)適應(yīng)性順序?yàn)楸本┒∠?、榛子、蔥皮忍冬、照山白、虎榛子、大花溲疏、陜西莢蒾、杭子梢、土莊繡線菊、水栒子、灰栒子、胡枝子、西北栒子、六道木、黃刺玫、連翹、荊條。由圖1 聚類分析結(jié)果表明，照山白、北京丁香、榛子、蔥皮忍冬最適宜在試驗(yàn)基地的陰坡生長；西北栒子、胡枝子、虎榛子、杭子梢、六道木、土莊繡線菊、陜西莢蒾、灰栒子、水栒子、大花溲疏適宜在試驗(yàn)基地的陰坡生長；連翹、黃刺玫、荊條不適宜在試驗(yàn)基地的陰坡生長。

表6 灌木各樹種與參考物種的關(guān)聯(lián)度排序

由表6 可以看出，陽坡灌木物種生態(tài)適應(yīng)性順序?yàn)椋呵G條、連翹、土莊繡線菊、三裂繡線菊、胡枝子、西北栒子、六道木、水栒子、陜西莢蒾、虎榛子、大花溲疏、蔥皮忍冬、杭子梢、北京丁香、榛子、照山白。聚類分析結(jié)果表明（圖1），荊條最適宜在該試驗(yàn)基地的陽坡生長；三裂繡線菊、西北栒子、連翹、胡枝子、六道木、土莊繡線菊、陜西莢蒾、灰栒子、水栒子適宜在試驗(yàn)基地的陽坡生長；照山白、北京丁香、榛子、蔥皮忍冬、虎榛子、杭子梢、大花溲疏不適宜在試驗(yàn)基地的陽坡生長。

圖1 陽坡、陰坡灌木樹種聚類分析圖

4 結(jié)論與討論

（1）最適宜在該地的陽坡生長的喬木樹種為側(cè)柏，其次為杜松、山杏、山桃、白皮松等；最適宜生長的灌木樹種為荊條，其次為三裂繡線菊、西北栒子、連翹、胡枝子等；最不適宜在該地陽坡生長的喬木樹種是樟子松和油松，灌木是照山白、北京丁香、榛子、蔥皮忍冬等[5]。

（2）最適宜在該地陰坡生長的喬木樹種為油松，其次為遼東櫟、樟子松；最適宜生長的灌木樹種為照山白、北京丁香、榛子、蔥皮忍冬，其次為胡枝子、虎榛子、土莊繡線等；最不適宜在該地陰坡生長的喬木樹種是側(cè)柏，灌木樹種是連翹、黃刺玫、荊條[6]。