蓮花山保護區灌木株高與冠幅基經的關系研究

馬鴻博 黎興業 楊小娟

（甘肅蓮花山國家級自然保護區，甘肅 康樂 731515）

前言

灌木資源種類繁多，但相對喬木而言所知甚少， 保護區海拔在2000～3578米之間，相對高差近1600米，隨著海拔的變化，氣候、土壤、生物等呈現出明顯的山地垂直分布帶譜，具有很高的科研價值。據統計，保護區灌木林1316.2公頃，小檗236.3公頃，懸鉤子9.7公頃，杜鵑78.1公頃，柳灌372.9公頃，栒子333.6公頃，榛子90.6公頃，沙棘125.5公頃，金露梅27.8公頃，錦雞兒23.7公頃，鼠李18公頃。蓮花山保護區的植被劃分為針葉林、闊葉林、灌叢和草甸4個植被類型，寒溫性針葉林、溫性針葉林等6個群系組，巴山冷杉林、紫果云杉林和青海云杉林等28個群系。植被垂直分布狀況為：（1）海拔2000m以下：河谷、草地、農作物帶。（2）海拔2000～2400m：中山落葉闊葉林帶。（3）海拔2400～2800m：中山針闊葉混交林帶。（4）海拔2800～3300m：中山針葉林帶。（5）海拔3300m以上，亞高山灌叢、草甸帶。隨著我國對生態文明建設的重視，灌木在生態建設、生態安全、生態文明中所占有的優勢和地位日益凸現，灌木在林業生產和經營中具有不可替代的作用。

1.保護區概況

甘肅蓮花山國家級自然保護區地處黃土高原向青藏高原的過渡地帶，位于黃河一級支流洮河中上游，甘肅省甘南藏族自治州、臨夏回族自治州、定西市的臨潭、卓尼、康樂、渭源、臨洮五縣交界處。地理位置在東經103o39′59"－103o50′26"，北 緯34o54′17"－5o01′43"，總面積11691 hm2，保護區東面以洮河為界，北面以冶木河為界，西南兩面以洮河林業局所屬的羊沙和冶力關林場邊緣為界。甘肅蓮花山國家級自然保護區屬森林生態系統類型保護區，保護區主要保護對象為森林生態系統及其生物多樣性。

保護區氣候寒冷陰濕、四季不明、長冬無夏、春秋相連，高原氣候特色明顯。核心區總面積3506hm2，占保護區總面積的30%；緩沖區面積3312hm2，占保護區總面積的28.3%；實驗區面積為4873hm2，占保護區總面積的42%。保護區內森林覆蓋率為63.2%。屬于大陸性氣候，年太陽總輻射量為5643.8 MJ/m2，年太陽生理輻射量為2765.5MJ/m2，年日照時數為2364h。年平均氣溫為3.2℃～4.6℃，1月份平均氣溫-8.4℃～-7.6℃，7月份平均氣溫13.2℃～14.8℃，≥10℃年積溫為1535℃，最低溫和最高溫可達到-27.1℃和34.0℃，降水量集中在6-8月，全年平均降水量在約560mm，無霜期有112d左右。

2.研究內容和方法

2.1 數據來源

本文數據利用蓮花山保護區2020年灌木林調查數據，實地調查測量保護區各類灌木的生長數據，本文主要分析保護區灌木株高與冠幅和基經之間的相關關系。

2.2 研究內容

本文以蓮花山保護區灌木分布狀況和灌木生長特性為研究對象，利用2020年調查數據，分析灌木株高與冠幅和基經之間的生長關系與相關性。

2.3 研究方法

一是灌木林樣地調查。本文在本地調查數據庫中，對不同種類的灌木林進行標記，設置10個具有代表整個保護區灌木林特征的樣地10個，然后在設置好的地點布設樣地，對樣地內喬木樹種、灌木樹種、草本進行株數、高度、郁閉度、蓋度等因子調查，收集相關數據。二是利用SPSS統計軟件，利用線性相關分析科學的分析灌木株高與冠幅、基徑之間的生長關系。

利用線性相關分析又稱Pearson(皮爾森)相關系數，總體相關系數的公式為：

其中Cov(X,Y)是隨機變量X、Y的協方差，Var（X）和Var(Y)分別代表X和Y的方差。X代表株高，Y代表冠幅和基徑

2.4 數據統計

蓮花山保護區灌木生長土壤以灰褐土為主，土壤平均厚度在59.22cm，據2020年樣地調查數據：蓮花山保護區灌木種數總計：12科21屬34種，分別為：鮮黃小檗、甘肅瑞香、金露梅、銀露梅、沙棘、高山杜鵑、秀麗莓、西北薔薇、中華柳、秦嶺柳、扁刺薔薇、置疑小檗、疏花石棗子、蔥皮忍冬、灰栒子、蒙古繡線菊、小葉鼠李、紅花錦雞兒、李樹、華北珍珠梅、峨嵋薔薇、木藍、胡枝子、蘭香草、匍匐栒子、金花小檗、栒子、聚花莢蒾、水栒子、華西忍冬、剛毛忍冬、甘青鼠李、虎榛子、金銀忍冬。通過調查，分別對10個樣地內的34種灌木的株高、基經、冠幅分別做了統計，計算各類灌木株高、基經、冠幅的平均值。

3.結果分析

3.1 樹高與基徑之間的關系

表1 樹高與基經相關性

從圖表可以看出，蓮花山保護區灌木生長狀況良好，隨著樹高的增長基徑隨之增大，樹高與基徑之間成正相關，散點分布于方程參考線的上面，說明灌木樹高的生長速度大于基徑的生長速度，可見在3個相關系數在0.01的顯著性水平（雙邊檢驗）上非常顯著，從而推斷灌木樹高和基徑之間存在著明顯的正相關關系。

3.2 南北東西冠幅和樹高之間的關系

表2 樹高與南北冠幅相關性

肯德爾 tau_b樹高 相關系數 1．000 ．593★★ ．575★★顯著性（雙尾）． ．000 ．000個案數 68 68 68冠幅東西相關系數 ．593★★ 1．000 ．848★★顯著性（雙尾）．000 ． ．000個案數 68 68 68冠幅南北相關系數 ．575★★ ．848★★ 1．000顯著性（雙尾）．000 ．000 ．個案數 68 68 68斯皮爾曼 Rho樹高 相關系數 1．000 ．771★★ ．739★★顯著性（雙尾）． ．000 ．000個案數 68 68 68冠幅東西相關系數 ．771★★ 1．000 ．955★★顯著性（雙尾）．000 ． ．000個案數 68 68 68冠幅南北相關系數 ．739★★ ．955★★ 1．000顯著性（雙尾）．000 ．000 ．個案數 68 68 68★★． 在 0．01 級別（雙尾），相關性顯著。

圖2 樹高與基經散點圖

圖3 樹高與南北冠幅散點圖

圖4 樹高與東西冠幅散點圖

從圖表可以看出，蓮花山保護區灌木生長狀況良好，散點均勻分布于回歸線兩側，隨著樹高的增長南北、東西冠幅也隨之增大，樹高與南北、東西冠幅之間生長成正相關，散點分布于方程參考線的上面，說明灌木冠幅的生長速度大于樹高的生長速度，可見在3個相關系數在0.01的顯著性水平（雙邊檢驗）上非常顯著，從而推斷灌木樹高和南北東西冠幅生長之間存在著明顯的正相關關系。

4.結論

本文根據蓮花山灌木株高與冠幅和基經之間的相關性，推測保護區灌木群落的整體生長狀況，主要得出的結論為：

一是從相關性分析來看：3個相關系數（皮爾遜、肯德爾 、斯皮爾曼）在0.01的顯著性水平（雙邊檢驗）上都非常顯著，灌木株高越高，基徑值越大，灌木樹高的生長速度大于基徑的生長速度，從而推斷灌木樹高和基徑之間存在著明顯的正相關關系。

二是從相關性分析來看：3個相關系數（皮爾遜、肯德爾 、斯皮爾曼）在0.01的顯著性水平（雙邊檢驗）上都非常顯著，灌木株高越高，南北東西冠幅越大，從而推斷灌木株高與冠幅之間存在著明顯的正相關關系。

三是從調查數據和分析數據得出，蓮花山保護區灌木群落生長狀況良好，灌木群落株高與基經和冠幅的生長關系成正相關增長，灌木群落種類豐富，分布面積廣泛，保護效益良好。