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【摘 要】侧柏是甘肃省兰州市南北两山的主要人工造林树种，具有良好的水土保持功能和绿化效果。兰州北山九州台位于兰州市的中心地带，是主要旅游景点白塔山公园以及休闲山庄的分布区，也是绿化的重点区域。在土壤与气候条件基本一致的基础上，海拔高度、坡度和坡向等地形条件就成为影响造林树种生长的主导因素。本文通过设立样地调查兰州市九州台不同海拔高度、坡度和坡向下侧柏的树高、胸径、冠幅，采用模糊最优局势决策法确定各不同海拔高度、坡度和坡向下侧柏的适宜值。结果表明，九州台侧柏适宜生长地形在海拔高度1572m-1680m，坡度为20°-35°的阳坡和半阳坡；次适宜生长地形为海拔高度1680m-1800m，坡度为20°-35°的半阳坡和半阴坡；不适宜生长地形为海拔高度1800m以上，坡度35°以上的阴坡，半阴坡，半阳坡。本研究旨在为促进兰州北山水土保持林的营建和生态恢复提供一定的理论依据。
【关键词】侧柏；兰州九州台；适宜性；地形条件
0.前言
侧柏（Platycladus orientalis（L）Franco.）为我国特产种，侧柏栽培范围几乎遍及全国，也是兰州市南北两山绿化的主要造林树种。侧柏对气候条件适应性很强，能够在极其广泛的气候条件和土壤条件下生长。既喜温暖湿润，又耐干燥寒冷，喜光，对土壤要求不严，但对土壤湿度的变化比较敏感。目前，国内学者对于侧柏的研究包括育苗技术、生理生态特性、抚育技术、生物量、林分模型、立地指数表及森林景观评价等内容[1-4]。对不同地形条件下侧柏生长也有一定的研究：如张瑜等[5]研究认为坡向对侧柏的生长影响较大，分布于阳坡的侧柏生长较快；胡淑萍等[6]研究认为坡度是影响北京山区侧柏径生长的重要因子，土壤厚度和土壤质地会影响人工林侧柏的高生长。但关于侧柏人工造林生长适宜性研究报道却很少。
由于不同土壤的地形条件，水肥状况和物理状况相差悬殊，对植被的生长和分布产生了较大影响[7]。适地适树是保证造林质量的关键和造林绿化的基本原则之一，而调查研究不同地形条件下的人工林的生长情况是探索适地适树规律的主要方法[8]。发展水土保持林，是治理水土流失的根本措施，但兰州市南北两山属黄土高原的西北边缘绿地带，在干燥气候条件下，黄土堆积物经过强烈的风蚀、水蚀作用，形成了特殊的黄土沟壑地貌，坡度较陡，植被稀疏，水土流失十分严重，树种的生长常常受到较大的限制，特别是土壤水分条件的制约。由于不同的海拔高度、坡度、坡向、坡位以及其他立地因子共同作用，都会影响林木的生长发育，研究树种的适宜地形条件就显得尤为必要。
因此，本研究选取兰州九州台绿化的主要树种侧柏为研究对象，依据不同地形条件对侧柏树高，胸径，冠幅生长的影响，采用模糊局势决策法探寻适合侧柏生长的地形条件类型，从而为促进兰州北山水土保持林的营建和生态恢复提供一定的理论依据。
1.研究方法
1.1研究区概况
研究区位于甘肃省兰州市北山九州台区，地理位置35°58′54″～36°11′20″N，103°12′47″～103°58′09″E，属北温带半干旱大陆性季风气候，年均温度5～9℃，>10℃的积温3385.4℃，平均海拔1710m，年降雨量211mm，年蒸发量1446mm，蒸发量是降雨量的7倍。土壤为黄土母质上发育起来的灰钙土，有机质含量在5～15g/kg 之间，pH8～9。区内造林树种主要有：刺槐（Robinia pseudoacacia）、侧柏（Platycladus orientalis）、山桃（Prunus davidiana）、油松（Pinus tabulaeformis）、柠条（Caragana korshinkii）、红砂（Reaumurta soongorica）等，人工林实行补充灌溉，一般漫灌水量 900m3/hm2，喷灌水量 600m3/hm2左右，林木生长良好。
1.2样地设置和调查
兰州九州台侧柏纯林的主要分布区，设置10m×10m的样地，调查样地环境因子和侧柏的生长指标。经纬度和海拔用GPS测定，坡度和坡向用手持罗盘仪测定，胸径采用围尺测量；树高用测高仪或标杆测量；采用卷尺分别测量南北和东西方向的最大冠幅，取较大者作为单株冠幅。
1.3生长适应性评价方法
运用模糊最优局势决策方法评价得出适合侧柏生长的地形条件类型。具体方法如下：
1.3.1计算各评价指标的效果测度值
由于所有评价指标均为效益性指标，即属性值越大越好的指标，故可用上限效果测度公式进行计算，计算公式为：
r=u/u （1）
式中：r—效果测度值；u—实测值；u—某一类实测值中的最大值。
1.3.2确定各评价指标的权重
（1）指标的标准化处理。
采用最大离差法对指标进行无纲标准化处理。由于选择的指标属于“效益型”指标，因此标准化采用如下方法：
y=（x-x）/（x-x）（i=1，2，3···，27；j=1，2，3） （2）
式中：x为各指标的实测值；y为各指标的量化值；x，x分别为Ij的最大值和最小值；i为地形条件序列，j为指标序列。
（2）指标权重的确定。
本文采用均方差方法计算指标权重。该方法以各单项评价指标为随机变量，通过上述方法所求的各指标量化值y为该随机变量的取值。首先，求出这些随机变量的均方差，然后将这些均方差归一化，其结果即为各指标的权重。计算步骤为：
求随机变量的均值E（Ij）：
E（Ij）=y （3）
求Ij均方差σ（Ij）：
σ（Ij）= （4）
指标Ij的权重wj：
w=σ（Ij）
σ（Ij） （5） 1.3.3计算适宜值
适宜值由效果测度值和权重计算得出，其计算公式为：
δ=rw （6）
式中：δ—适宜值；r—效果测度值；w—各评价指标权重。
1.3.4最优局势决策
根据δ={δ}中的具体数值大小进行排序，可以得到不同地形条件下的侧柏林适宜值顺序，其中最大适宜值即为适宜于侧柏生长的最佳地形条件类型。
1.3.5评价结果检验
采用SPSS13.0 统计分析软件对不同适宜类型下侧柏的树高、胸径和冠幅进行单因素方差分析，多重比较采用Duncan检验法。
2.结果与分析
2.1不同地形条件下侧柏的适宜值
经计算，各样地侧柏生长的适宜值见表1。
适宜值是一个综合衡量的量化指标，可以集中反映多个生长指标的信息，适宜值越大，说明该地形条件越适合侧柏的生长，适宜值越小，则越不适合。但适宜与不适宜是相对的，因此确定合适的分界值是关键。
从表1可以看出，适宜值> 0.6 的林分，占全部样地数的74.18%，适宜值< 0.6 的占26.82%，适宜值在0.85和0.55处变化较明显，根据胡建忠等[9]的研究成果，按照“优”比例较小，“良、中”比例大，“差”比例较小的原则，适当考虑到分界值的取整，结合调查的实际情况，将“0.80”“0.60”作为分界值，把侧柏的生长适宜性分为3个等级，确定为适宜、较适宜、不适宜三类。
根据适应性评价的分类标准和各地形条件下的适宜值，可以得到九州台侧柏适宜类型的地形条件为：海拔高度1572m-1680m，坡度为20o-35o的阳坡和半阳坡；较适宜类型为：海拔高度1680m-1800m，坡度为20o-35o的半阳坡和半阴坡；不适宜类型的地形条件为：海拔高度1800m以上，坡度35o以上的阴坡、半阴坡、半阳坡。
2.2不同适宜类型下侧柏生长的差异性
2.2.1树高的差异性
适宜、较适宜、不适宜类型下侧柏树高的平均值分别为：5.86m、4.76m、3.88m（见图1），方差分析表明，三者树高之间的差异均达极显著水平（P<0.01）。
图1 不同适宜类型下侧柏树高的差异性
2.2.2 胸径的差异性
适宜、较适宜、不适宜类型下侧柏胸径的平均值分别为：8.06cm、6.30cm、3.76cm（见图2），方差分析表明，三者胸径之间的差异均达极显著水平（P<0.01）。
图2 不同适宜类型下侧柏胸径的差异性
2.2.3冠幅的差异性
适宜、较适宜、不适宜类型下侧柏冠幅的平均值分别为：1.87m、1.48m、1.10m（见图3），方差分析表明，三者冠幅之间的差异均达极显著水平（P<0.01）。
图3 不同适宜类型下侧柏冠幅的差异性
3.讨论与结论
3.1不同地形条件对侧柏生长效果的影响
随着海拔的增大，侧柏各生长指标呈下降趋势，影响程度表现为：冠幅>胸径>树高，可能是因为高海拔条件下，土壤的水分和养分状况变差，影响了侧柏林的生长，尤作亮等[10]也研究认为影响侧柏林高生长和胸径生长的主要因子土壤水分和土壤厚度。坡度对各生长指标都有影响，坡度>35o时，对侧柏生长的抑制作用明显，这可能是由于陡坡条件下土壤水肥条件较差，这和胡淑萍等[6]人的研究结果基本一致。坡向对胸径和冠幅影响比较明显，阳坡、半阳坡的侧柏长势较好。钟芳等[11]研究认为，有灌溉条件时，阳坡侧柏的水平根系分布范围较阴坡大，提高了其对环境资源的利用程度。张瑜等[5]也指出，在北京低山区分布于阳坡侧柏生长较快。马维伟的研究也表明，土壤水分均值大小依次为梁峁台<半阴坡<阳坡<阴坡<半阳坡[12]。
3.2适合侧柏生长的地形条件类型
根据生长适宜性评价结果，在兰州九州台适合侧柏生长的地形条件为：海拔在1680m以下，坡度在20o～35o的半阳坡、阳坡。 较适宜的地形条件为：海拔高度1680m-1800m，坡度为20o-35o的半阳坡和半阴坡，这和侧柏喜光的生物学特性是相符的，是在有适当补灌条件下的情况下得出的。经3种类型下侧柏树高、胸径和冠幅的差异性分析也表明评价结果是可靠的。
3.3研究的不足之处
在本研究中，反映侧柏生长效果的指标只选择了树高、胸径、冠幅3个常规易测的指标，还缺乏综合性和全面性，在今后的研究中还应考虑生长率、生物量等指标，以使评价结果更趋合理。 [科]
【参考文献】
[1]杜文军，谢双喜，李永军.侧柏人工林培育技术研究进展[J].湖北林业科技，2009（2）：39-42.
[2]李效文，田甜，贾黎明，等.北京山区侧柏游憩林抚育技术模式研究[N].北京林业大学学报，2008，30（3）45-50.
[3]张鸿景，顾新庆，周风景，等.侧柏在北方城市绿化中应有的地位[J].河北林业科技，2005（4）：162-163.
[4]田晶会，贺康宁.黄土半干旱区侧柏气体交换和水分利用效率日变化研究[J].北京林业大学学报，2005，27（1）：42-46.
[5]张瑜，王金增，汪力.北京低山侧柏人工林资源分布与生长状况分析[J].林业资源管理，2011（6）：73-78.
[6]胡淑萍，于新晓，孙庆艳，等.北京山区优势针叶树种侧柏适地性研究[N].北京林业大学学报，2008（30）：112-116.
[7]代亚丽.水土保持林学[M].1983.
[8]李积山.兰州市南北两山主要乔木树种生长适宜性分析[J].甘肃科技，2010，16（26）.
[9]胡建忠，马国力，党维勤等.黄土高原重点水土流失区人工栽培乔木树种的区位配置方案[J].中国水土保持科学，2004，2（1）：63～65.
[10]尤作亮.不同地形条件对济南千佛山侧柏林生长影响的初步研究[J].生态学杂志，1991，10（5）：31-34.
[11]钟芳，王红赤，李俊年，等.兰州南北两山水势条件对侧柏根系分布的影响[J].中国沙漠，2006，26（4）：559-562.
[12]马维伟.兰州北山侧柏人工林地土壤水分物理特性研究[D].甘肃农业大学，2008.
【关键词】侧柏；兰州九州台；适宜性；地形条件
0.前言
侧柏（Platycladus orientalis（L）Franco.）为我国特产种，侧柏栽培范围几乎遍及全国，也是兰州市南北两山绿化的主要造林树种。侧柏对气候条件适应性很强，能够在极其广泛的气候条件和土壤条件下生长。既喜温暖湿润，又耐干燥寒冷，喜光，对土壤要求不严，但对土壤湿度的变化比较敏感。目前，国内学者对于侧柏的研究包括育苗技术、生理生态特性、抚育技术、生物量、林分模型、立地指数表及森林景观评价等内容[1-4]。对不同地形条件下侧柏生长也有一定的研究：如张瑜等[5]研究认为坡向对侧柏的生长影响较大，分布于阳坡的侧柏生长较快；胡淑萍等[6]研究认为坡度是影响北京山区侧柏径生长的重要因子，土壤厚度和土壤质地会影响人工林侧柏的高生长。但关于侧柏人工造林生长适宜性研究报道却很少。
由于不同土壤的地形条件，水肥状况和物理状况相差悬殊，对植被的生长和分布产生了较大影响[7]。适地适树是保证造林质量的关键和造林绿化的基本原则之一，而调查研究不同地形条件下的人工林的生长情况是探索适地适树规律的主要方法[8]。发展水土保持林，是治理水土流失的根本措施，但兰州市南北两山属黄土高原的西北边缘绿地带，在干燥气候条件下，黄土堆积物经过强烈的风蚀、水蚀作用，形成了特殊的黄土沟壑地貌，坡度较陡，植被稀疏，水土流失十分严重，树种的生长常常受到较大的限制，特别是土壤水分条件的制约。由于不同的海拔高度、坡度、坡向、坡位以及其他立地因子共同作用，都会影响林木的生长发育，研究树种的适宜地形条件就显得尤为必要。
因此，本研究选取兰州九州台绿化的主要树种侧柏为研究对象，依据不同地形条件对侧柏树高，胸径，冠幅生长的影响，采用模糊局势决策法探寻适合侧柏生长的地形条件类型，从而为促进兰州北山水土保持林的营建和生态恢复提供一定的理论依据。
1.研究方法
1.1研究区概况
研究区位于甘肃省兰州市北山九州台区，地理位置35°58′54″～36°11′20″N，103°12′47″～103°58′09″E，属北温带半干旱大陆性季风气候，年均温度5～9℃，>10℃的积温3385.4℃，平均海拔1710m，年降雨量211mm，年蒸发量1446mm，蒸发量是降雨量的7倍。土壤为黄土母质上发育起来的灰钙土，有机质含量在5～15g/kg 之间，pH8～9。区内造林树种主要有：刺槐（Robinia pseudoacacia）、侧柏（Platycladus orientalis）、山桃（Prunus davidiana）、油松（Pinus tabulaeformis）、柠条（Caragana korshinkii）、红砂（Reaumurta soongorica）等，人工林实行补充灌溉，一般漫灌水量 900m3/hm2，喷灌水量 600m3/hm2左右，林木生长良好。
1.2样地设置和调查
兰州九州台侧柏纯林的主要分布区，设置10m×10m的样地，调查样地环境因子和侧柏的生长指标。经纬度和海拔用GPS测定，坡度和坡向用手持罗盘仪测定，胸径采用围尺测量；树高用测高仪或标杆测量；采用卷尺分别测量南北和东西方向的最大冠幅，取较大者作为单株冠幅。
1.3生长适应性评价方法
运用模糊最优局势决策方法评价得出适合侧柏生长的地形条件类型。具体方法如下：
1.3.1计算各评价指标的效果测度值
由于所有评价指标均为效益性指标，即属性值越大越好的指标，故可用上限效果测度公式进行计算，计算公式为：
r=u/u （1）
式中：r—效果测度值；u—实测值；u—某一类实测值中的最大值。
1.3.2确定各评价指标的权重
（1）指标的标准化处理。
采用最大离差法对指标进行无纲标准化处理。由于选择的指标属于“效益型”指标，因此标准化采用如下方法：
y=（x-x）/（x-x）（i=1，2，3···，27；j=1，2，3） （2）
式中：x为各指标的实测值；y为各指标的量化值；x，x分别为Ij的最大值和最小值；i为地形条件序列，j为指标序列。
（2）指标权重的确定。
本文采用均方差方法计算指标权重。该方法以各单项评价指标为随机变量，通过上述方法所求的各指标量化值y为该随机变量的取值。首先，求出这些随机变量的均方差，然后将这些均方差归一化，其结果即为各指标的权重。计算步骤为：
求随机变量的均值E（Ij）：
E（Ij）=y （3）
求Ij均方差σ（Ij）：
σ（Ij）= （4）
指标Ij的权重wj：
w=σ（Ij）
σ（Ij） （5） 1.3.3计算适宜值
适宜值由效果测度值和权重计算得出，其计算公式为：
δ=rw （6）
式中：δ—适宜值；r—效果测度值；w—各评价指标权重。
1.3.4最优局势决策
根据δ={δ}中的具体数值大小进行排序，可以得到不同地形条件下的侧柏林适宜值顺序，其中最大适宜值即为适宜于侧柏生长的最佳地形条件类型。
1.3.5评价结果检验
采用SPSS13.0 统计分析软件对不同适宜类型下侧柏的树高、胸径和冠幅进行单因素方差分析，多重比较采用Duncan检验法。
2.结果与分析
2.1不同地形条件下侧柏的适宜值
经计算，各样地侧柏生长的适宜值见表1。
适宜值是一个综合衡量的量化指标，可以集中反映多个生长指标的信息，适宜值越大，说明该地形条件越适合侧柏的生长，适宜值越小，则越不适合。但适宜与不适宜是相对的，因此确定合适的分界值是关键。
从表1可以看出，适宜值> 0.6 的林分，占全部样地数的74.18%，适宜值< 0.6 的占26.82%，适宜值在0.85和0.55处变化较明显，根据胡建忠等[9]的研究成果，按照“优”比例较小，“良、中”比例大，“差”比例较小的原则，适当考虑到分界值的取整，结合调查的实际情况，将“0.80”“0.60”作为分界值，把侧柏的生长适宜性分为3个等级，确定为适宜、较适宜、不适宜三类。
根据适应性评价的分类标准和各地形条件下的适宜值，可以得到九州台侧柏适宜类型的地形条件为：海拔高度1572m-1680m，坡度为20o-35o的阳坡和半阳坡；较适宜类型为：海拔高度1680m-1800m，坡度为20o-35o的半阳坡和半阴坡；不适宜类型的地形条件为：海拔高度1800m以上，坡度35o以上的阴坡、半阴坡、半阳坡。
2.2不同适宜类型下侧柏生长的差异性
2.2.1树高的差异性
适宜、较适宜、不适宜类型下侧柏树高的平均值分别为：5.86m、4.76m、3.88m（见图1），方差分析表明，三者树高之间的差异均达极显著水平（P<0.01）。
图1 不同适宜类型下侧柏树高的差异性
2.2.2 胸径的差异性
适宜、较适宜、不适宜类型下侧柏胸径的平均值分别为：8.06cm、6.30cm、3.76cm（见图2），方差分析表明，三者胸径之间的差异均达极显著水平（P<0.01）。
图2 不同适宜类型下侧柏胸径的差异性
2.2.3冠幅的差异性
适宜、较适宜、不适宜类型下侧柏冠幅的平均值分别为：1.87m、1.48m、1.10m（见图3），方差分析表明，三者冠幅之间的差异均达极显著水平（P<0.01）。
图3 不同适宜类型下侧柏冠幅的差异性
3.讨论与结论
3.1不同地形条件对侧柏生长效果的影响
随着海拔的增大，侧柏各生长指标呈下降趋势，影响程度表现为：冠幅>胸径>树高，可能是因为高海拔条件下，土壤的水分和养分状况变差，影响了侧柏林的生长，尤作亮等[10]也研究认为影响侧柏林高生长和胸径生长的主要因子土壤水分和土壤厚度。坡度对各生长指标都有影响，坡度>35o时，对侧柏生长的抑制作用明显，这可能是由于陡坡条件下土壤水肥条件较差，这和胡淑萍等[6]人的研究结果基本一致。坡向对胸径和冠幅影响比较明显，阳坡、半阳坡的侧柏长势较好。钟芳等[11]研究认为，有灌溉条件时，阳坡侧柏的水平根系分布范围较阴坡大，提高了其对环境资源的利用程度。张瑜等[5]也指出，在北京低山区分布于阳坡侧柏生长较快。马维伟的研究也表明，土壤水分均值大小依次为梁峁台<半阴坡<阳坡<阴坡<半阳坡[12]。
3.2适合侧柏生长的地形条件类型
根据生长适宜性评价结果，在兰州九州台适合侧柏生长的地形条件为：海拔在1680m以下，坡度在20o～35o的半阳坡、阳坡。 较适宜的地形条件为：海拔高度1680m-1800m，坡度为20o-35o的半阳坡和半阴坡，这和侧柏喜光的生物学特性是相符的，是在有适当补灌条件下的情况下得出的。经3种类型下侧柏树高、胸径和冠幅的差异性分析也表明评价结果是可靠的。
3.3研究的不足之处
在本研究中，反映侧柏生长效果的指标只选择了树高、胸径、冠幅3个常规易测的指标，还缺乏综合性和全面性，在今后的研究中还应考虑生长率、生物量等指标，以使评价结果更趋合理。 [科]
【参考文献】
[1]杜文军，谢双喜，李永军.侧柏人工林培育技术研究进展[J].湖北林业科技，2009（2）：39-42.
[2]李效文，田甜，贾黎明，等.北京山区侧柏游憩林抚育技术模式研究[N].北京林业大学学报，2008，30（3）45-50.
[3]张鸿景，顾新庆，周风景，等.侧柏在北方城市绿化中应有的地位[J].河北林业科技，2005（4）：162-163.
[4]田晶会，贺康宁.黄土半干旱区侧柏气体交换和水分利用效率日变化研究[J].北京林业大学学报，2005，27（1）：42-46.
[5]张瑜，王金增，汪力.北京低山侧柏人工林资源分布与生长状况分析[J].林业资源管理，2011（6）：73-78.
[6]胡淑萍，于新晓，孙庆艳，等.北京山区优势针叶树种侧柏适地性研究[N].北京林业大学学报，2008（30）：112-116.
[7]代亚丽.水土保持林学[M].1983.
[8]李积山.兰州市南北两山主要乔木树种生长适宜性分析[J].甘肃科技，2010，16（26）.
[9]胡建忠，马国力，党维勤等.黄土高原重点水土流失区人工栽培乔木树种的区位配置方案[J].中国水土保持科学，2004，2（1）：63～65.
[10]尤作亮.不同地形条件对济南千佛山侧柏林生长影响的初步研究[J].生态学杂志，1991，10（5）：31-34.
[11]钟芳，王红赤，李俊年，等.兰州南北两山水势条件对侧柏根系分布的影响[J].中国沙漠，2006，26（4）：559-562.
[12]马维伟.兰州北山侧柏人工林地土壤水分物理特性研究[D].甘肃农业大学，2008.