氣候因子對林木枯死枯梢的影響

韓永增　高亞敏　周莉莉（.通遼市林業(yè)局，內(nèi)蒙古　通遼　08000；.通遼市氣象局，內(nèi)蒙古　通遼　08000）

氣候因子對林木枯死枯梢的影響

韓永增1高亞敏2周莉莉1
（1.通遼市林業(yè)局，內(nèi)蒙古通遼028000；2.通遼市氣象局，內(nèi)蒙古通遼028000）

通過分析氣候因子對林木枯死枯梢的影響，確定了水分因子是主導(dǎo)因子，其次為熱量因子，光照因子影響最小，據(jù)此建立的多元線性回歸方程能夠較好地預(yù)測林木枯死枯梢的發(fā)生。

氣候因子；林木枯死枯梢；影響

目前，對導(dǎo)致林木枯死枯梢的原因雖有多方面的報道［1-5］，但有關(guān)氣候變化對其影響卻未見到系統(tǒng)研究。對此，本研究對通遼市林木枯死枯梢情況進行了相關(guān)研究，以期找到影響林木枯死枯梢的主導(dǎo)氣候因子，并建立回歸方程，為預(yù)測林木枯死枯梢的發(fā)生提供科學(xué)依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市（42°15'～45°41'N，119°15'～123°43'E），地處科爾沁沙地腹地，是京津唐地區(qū)的北方生態(tài)屏障，生態(tài)區(qū)位十分重要。該地區(qū)屬溫帶大陸性氣候，春季干旱多風(fēng)，夏季短促溫?zé)帷⒔邓校锛緵鏊鹃L而寒冷。年平均風(fēng)速3.9m/s，年平均氣溫6.6℃，年平均降水量373.6mm，年蒸發(fā)量1 774.2mm，全年無霜期105～228天。

2　研究方法

2.1林木枯死枯梢數(shù)據(jù)

采用現(xiàn)地調(diào)查與小班臺賬查閱相結(jié)合的方法對通遼市境內(nèi)的林地逐一調(diào)查，并用GPS定位（采用北京54坐標(biāo)系）。結(jié)果顯示：通遼市枯死枯梢面積達21.07萬hm2，共計1 039個小班，涉及8個旗縣市區(qū)，9個樹種（表1）。由圖1可以看出：通遼市2004年以前枯死枯梢面積并不大，到2005年突然出現(xiàn)大面積枯死枯梢，2006年以后平均每年有近2萬畝的森林出現(xiàn)枯死枯梢現(xiàn)象［1］。

表1　各旗縣市區(qū)及不同樹種林木枯死枯梢面積

圖1　不同年度林木枯死枯梢面積

2.2氣候因子數(shù)據(jù)

氣候資料來源于通遼市國家級氣象觀測站，選擇的氣候因子有平均氣溫、極端最低氣溫、極端最高氣溫、平均最低氣溫、平均最高氣溫、平均地溫、極端最低地溫、極端最高地溫、40cm地溫、降水量、最大積雪深度、蒸發(fā)量、相對濕度及日照時數(shù)14個因子。

2.3統(tǒng)計方法

首先將各氣候因子的數(shù)據(jù)以月為單位進行統(tǒng)計，得到逐月數(shù)據(jù)X（ym），其中X為氣候因子，ym為出現(xiàn)枯死枯梢年度的月份。其次以年為單位進行統(tǒng)計，得到逐年數(shù)據(jù)X（y），其中X為氣候因子，y為出現(xiàn)枯死枯梢的年份。最后將林木枯死枯梢數(shù)據(jù)與當(dāng)年氣候因子X（ym）、X（y），上年氣候因子X（y'm）、X（y'），上兩年氣候因子X（y"m）、X（y"）進行相關(guān)性分析（y'=y-1，y"=y-2），選取顯著相關(guān)的因子，并應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件采用逐步回歸法建立回歸方程。

3　結(jié)果與分析

3.1氣溫對林木枯死枯梢的影響

選取的14個因子中有5個因子是氣溫因子，經(jīng)統(tǒng)計分析（表2）可知：當(dāng)年9月極端最低氣溫（EMiT（y9））、當(dāng)年2月極端最高氣溫（EMaT（y2））和上年10月極端最高氣溫（EMaT（y'10））對林木枯死枯梢的影響最為顯著，均達到顯著水平，其中EMiT （y9）和EMaT（y'10）為正相關(guān)，EMaT（y2）為負(fù)相關(guān)。EMiT（y9）和EMaT（y'10）導(dǎo)致林木枯死枯梢主要體現(xiàn)為加劇了葉面的蒸騰作用，因沒有得到充足的水分補充，最終導(dǎo)致葉面失水枯死。而EMaT（y2）則正好相反，氣度越高，越有利于林木越冬，且減少了因凍害造成的林木枯死。

3.2地溫對林木枯死枯梢的影響

選取的14個因子中有4個因子是地溫因子，經(jīng)統(tǒng)計分析（表2）可知：當(dāng)年3月極端最低地溫（EMiGT（y3））、當(dāng)年6月極端最低地溫（EMiGT（y6））和當(dāng)年9月極端最低地溫（EMiGT（y9））對林木枯死枯梢的影響最為顯著，均達到極顯著水平，其中EMiGT（y3）為負(fù)相關(guān)系，EMiGT（y6）和EMiGT（y9）為正相關(guān)。說明EMiGT（y3）越高，越有利于保護根系，減少因根系遭受凍害而造成的林木枯死；EMiGT（y6）和EMiGT（y9）則相反，地溫越高越有利于土壤水分蒸發(fā)，導(dǎo)致林木因土壤含水量減少而出現(xiàn)枯死枯梢。

表2　氣溫、地溫因子與林木枯死枯梢的相關(guān)性

3.3降水量對林木枯死枯梢的影響

選取的14個因子中有2個因子是降水因子，經(jīng)統(tǒng)計分析（表3）可知：上年11月降水（Pre（y'11））對林木枯死枯梢影響是所有因子中最大的，相關(guān)系數(shù)達到0.778，達到極顯著水平，表現(xiàn)為正相關(guān)。11月份正是大多數(shù)林木的落葉期，此時段的降水延緩了林木進入冬季休眠，如遇上低溫天氣，則極容易發(fā)生冰凍災(zāi)害，導(dǎo)致林木死亡。

3.4蒸發(fā)量對林木枯死枯梢的影響

經(jīng)統(tǒng)計分析（表3）可知：當(dāng)年11月蒸發(fā)量（Eva （y11））、上年2月蒸發(fā)量（Eva（y'2））、上年3月蒸發(fā)量（Eva（y'3））和上兩年12月蒸發(fā)量（Eva（y"12））對林木枯死枯梢的影響顯著，其中Eva（y11）和Eva（y'2）達到極顯著水平，且均表現(xiàn)為正相關(guān)。其原因比較容易理解，蒸發(fā)量大，土壤含水量相對減少，且林木正處于越冬階段，根系處于休眠狀態(tài)，因不能及時補充林木蒸發(fā)失水，造成林木枯死枯梢。

3.5相對濕度對林木枯死枯梢的影響

經(jīng)統(tǒng)計分析（表3）可知：只有當(dāng)年11月相對濕度（RH（y11））與林木枯死枯梢關(guān)系顯著，相關(guān)系數(shù)為-0.466，達到顯著水平，表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)。表明相對濕度越高，蒸發(fā)量相對減少，有利于林木水分保存，可減少林木枯死枯梢發(fā)生。

表3　水分因子與林木枯死枯梢的相關(guān)性

3.6日照時數(shù)對林木枯死枯梢的影響

經(jīng)統(tǒng)計分析（表4）可知：上年度日照時數(shù)（SD （y'））、上年2月日照時數(shù)（SD（y'2））、上年6月日照時數(shù)（SD（y'6））、上兩年6月日照時數(shù)（SD（y"6））和上兩年11月日照時數(shù)（SD（y"11））對林木枯死枯梢有影響，其中SD（y"11）達到極顯著水平，所有指標(biāo)均表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)。說明日照時數(shù)的增加會增加林木的能量儲存，有利于抵御不良天氣及病蟲害，特別是SD（y'6）和SD（y"6），因為此時正是林木的生長旺季；此外還有SD（y"11）的長短，它影響著林木越冬能量的蓄積，日照越長，越有利于林木越冬。

表4　光照因子與林木枯死枯梢的相關(guān)性

3.7回歸方程

應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件，采用逐步回歸法建立多元線性回歸方程為

Y=1 235.296 712Pre（y'11）+791.186 273Eva（y'2）-335 6.596 208EMiGT（y3）-108 534.743 4

F=28.482，P=0.000

其中Y為林木枯死枯梢面積，Pre（y'11）為上年11月份降水量，Eva（y'2）為上年2月蒸發(fā)量，EMiGT（y3）為當(dāng)年3月份極端最低地溫。

從方程可以看出，Pre（y'11）每增加1mm，枯死枯梢面積將增加1 235.3畝；Eva（y'2）每增加1mm，枯死枯梢面積將增加791.2畝；EMiGT（y3）每升高1℃，枯死枯梢面積將減少3 356.6畝。由林木枯死枯梢面積實際值與擬合值（圖2）可以看出：擬合值與實際值十分接近，能較好地預(yù)測林木枯死枯梢的發(fā)生。

圖2　林木枯死枯梢面積實際值與擬合值對比

4　討論與結(jié)論

4.1研究表明，在選取的14個因子中有17個指標(biāo)對林木枯死枯梢有顯著影響，其相關(guān)系數(shù)依次為：Pre（y'11）＞Eva（y11）＞Eva（y'2）＞EMiGT（y3）＞EMiGT（y9）＞SD（y"11）＞EMiGT（y6）＞Eva（y"12）＞EMaT（y'10）＞EMaT（y2）＞SD（y"6）＞Eva（y'3）＞RH（y11）＞SD（y'6）＞EMiT（y9）＞SD（y'）＞SD（y'2）。說明水分因子（降水量、蒸發(fā)量、相對濕度）是影響林木枯死枯梢的最主要因子，其次為熱量因子（地溫、氣溫），最后為光照因子（日照時數(shù)）。應(yīng)用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件，采用逐步回歸法建立多元線性回歸方程為Y=1 235.296 712Pre（y'11）+791.186 273Eva（y'2）-335 6.596 208EMiGT（y3）-108 534.743 4，擬合值與實際值十分接近，能較好地預(yù)測林木枯死枯梢的發(fā)生。

4.2水分因子中多為上年或上兩年指標(biāo)，說明水分因子對林木枯死枯梢的影響較緩慢；而且所有水分因子均為11月到3月之間的指標(biāo)，說明冬春季的水分指標(biāo)決定著林木枯死枯梢狀況。

4.3熱量因子中大多為當(dāng)年極端溫度，說明熱量因子對林木枯死枯梢的影響較迅速，且地溫的影響明顯高于氣溫。

4.4光照因子均為上年或上兩年指標(biāo)，說明光照因子對林木枯死枯梢的影響較水分因子還要緩慢，這從另一方面說明，通遼地區(qū)的日照時數(shù)能夠完全滿足林木生長需要，對林木枯死枯梢的影響最小。這一結(jié)果與鄒桂霞等人的研究結(jié)果有所不同［4］，原因可能是研究地點的氣候差異和研究對象的差異。

［1］韓永增，高亞敏.通遼市林木枯死原因分析［J］.內(nèi)蒙古林業(yè)，2015（10）：26-27.

［2］賈玉強，韓麗華，李國勛，等.敖漢旗楊樹死亡原因及防控對策［J］.內(nèi)蒙古林業(yè)，2013（8）：24.

［3］焦樹仁.科爾沁沙地極端氣候條件對外來樹種影響的研究［J］.防護林科技，2006，75（6）：15-17.

［4］鄒桂霞，高鵬，李曉華，等.氣候因子對楊樹速生林生長的影響［J］.吉林林學(xué)院學(xué)報，1999，15（1）：40-42.

［5］葉艷濤，羅勝，馮嬋.淺析楊樹造林中如何應(yīng)對氣候變化［J］.現(xiàn)代農(nóng)村科技，2015（6）：34-35.

第1作者簡介：韓永增（1985-），男，林業(yè)工程師，碩士，主要從事林業(yè)生產(chǎn)、科技推廣等工作。

（責(zé)任編輯：李丹）

The Effect of theclimatic Factors on Trees Yellowed and Withered

HAN Yongzeng
（Tongliao Forest Bureau，InnerMongoliaTongliao028000）

Through analyzing the effect ofclimatic factors on forest yellowed and withered to determine themoisture factor is the dominant factor.Followed by heat factor，minimum light factor.To establish themultiple linear regression equation，better predict the occurrence of forest yellowed and withered，to assist future production.

Climatic factors；Trees yellowed and withered；Effect

S761

A

1001-9499（2016）05-0049-03

2016-06-05