大葉櫟人工林各生長因子階段性分析

肖崇福 秦雅黎 廖萬宇 楊明武 朱家富 巫冬菊 鄧玉華

摘 要：對黃冕林場培育的大葉櫟不同種源和不同家系林的生長情況進行分析，研究胸徑與樹高生長量及其遺傳力、遺傳增益等因素間的相關(guān)性。結(jié)果表明：胸徑與樹高生長性狀間存在顯著的相關(guān)性，且胸徑因子在生長性狀上的顯著性要比樹高更為明顯，胸徑因子權(quán)重值大于樹高。

關(guān)鍵詞：大葉櫟;人工林;生長因子

中圖分類號 S792.189 文獻標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2021）14-0073-03

大葉櫟（Castanopsis fissa Rehdet Wils），屬于殼斗科（Fagaceae）栲屬（Castanopsis），又名黧蒴栲、大葉錐、裂斗錐等，高大喬木，在廣西主要分布在龍勝、羅城、蒼梧、賀州等地，多生長在海拔1600m以下的其他闊葉樹林分中溝谷及中下坡等位置[1]，是常綠闊葉次生林首選的先鋒樹種。大葉櫟屬喜肥且喜濕的樹種，為殼斗科栲屬中比較喜暖的一種，適宜生長在年平均氣溫17～24℃、最冷月平均氣溫7.3℃以上、最熱月平均氣溫22～28℃、年平均降水量1300～2000mm、相對濕度80%以上的區(qū)域。大葉櫟耐干旱瘠薄能力較強，其生長環(huán)境所要求的立地條件不嚴，對土壤結(jié)構(gòu)等因子的要求也不苛刻，在中等或較差、土層稍薄的立地條件下都能正常生長。因此，大葉櫟在丘陵、山地等次生常綠闊葉樹林分中也廣泛生長[2-4]，具有非常強的自然萌生能力和更新替代能力，伐根萌發(fā)力非常強，具有很大的人工栽培潛力[3，5]。筆者通過對廣西國有黃冕林場8個大葉櫟種源、50個家系的引種試驗林進行分析，運用森林培育學(xué)和統(tǒng)計學(xué)分析原理對不同種源、家系的遺傳測定進行對比分析，為廣西地區(qū)大葉櫟種源選擇、后續(xù)培育和推廣種植提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 該試驗林種植于黃冕林場下轄的波寨分場波寨林站4林班（106°45′E、21°54′N），海拔200m。光照較為充足、夏冬干濕較明顯，年平均氣溫19℃左右，年平均降雨量1750mm左右。土壤類型多為山地紅壤、黃紅壤。

1.2 試驗材料 8個不同種源分別來自于廣西百色市平果縣、桂林市永?？h、梧州市蒼梧縣、柳州市融水縣、福建省明溪縣、廣東省興寧縣、廣東省平遠縣、湖南省通道縣。

1.3 試驗林營建 試驗林株行距為2m×3m，帶狀挖穴方式整地，打坎規(guī)格為坎底面50cm（長）×50cm（寬）×40cm（深）。穴施基肥鈣鎂磷肥0.25kg，于2006年5月造林。每年砍草撫育2～3次，第9年對林木生長過密區(qū)域進行間伐，清理死株、被壓木等非保留林木，加大林間透光度。

1.4 研究方法 通過對林木進行每木檢尺，測量其胸徑和樹高，然后采用Excel2007及SPSS軟件[7]將調(diào)查數(shù)據(jù)分列整理進行方差分析和相關(guān)性分析。遺傳增益用Excel軟件，采用胡文杰、季孔庶、黃少偉等[6，8-9]總結(jié)出的計算公式。

[h2f=σ2f/σ2f+σ2bf/b+σ2e/bn] （1）

[n=bf/i=1bj=1f（1/nij）] （2）

[ΔG=Sh2/x]，[s=xi-x] （3）

式中：[h2f]為種源（家系）遺傳力，n為調(diào)和小區(qū)株數(shù)，b為區(qū)組數(shù)，f為家系數(shù)。[ΔG、S、h2、x、xi]分別表示遺傳增益、選擇差、遺傳力、性狀總平均值、性狀平均值等因子。

現(xiàn)實遺傳增益因子的估算公式為：[ΔG=h2/x]，[Δ]G、h2、[x]分別代表現(xiàn)實遺傳增益、性狀總平均值、性狀平均值等因子。

2 結(jié)果與分析

2.1 總體表現(xiàn) 通過SPSS軟件對家系間的胸徑、樹高和蓄積進行方差的齊性分析，得出胸徑和樹高的P值均大于0.05，表明2個性狀數(shù)據(jù)的方差齊性（表1）。由表2可知，在95%的可靠性下，胸徑因子平均值為14.516cm，樹高因子平均值為11.077m，2個生長因子的變異系數(shù)分別是0.9%、0.4%，說明各區(qū)組內(nèi)的家系胸徑因子、樹高因子的數(shù)據(jù)離散度很小，生長性狀比較穩(wěn)定。

2.2 不同種源與家系生長性狀 方差分析結(jié)果表明，大葉櫟林分的8個種源間，胸徑因子與樹高因子的差異性表現(xiàn)為顯著，F(xiàn)值為8.724和3.797，均達到極顯著水平;50個家系的調(diào)查樣本數(shù)據(jù)共703個，不同家系間胸徑因子、樹高因子的性狀差異性表現(xiàn)為顯著，F(xiàn)值為2.487和2.784，均達到極顯著水平。

2.3 種源與家系遺傳差異

2.3.1 種源遺傳力、遺傳增益與現(xiàn)實增益 由表3可知，胸徑與樹高因子的種源遺傳力和單株遺傳力均超過75%，說明大葉櫟種源的遺傳力很強，且各種源間的生長性狀表現(xiàn)較為穩(wěn)定，有利于優(yōu)良品種的選擇和培育;另外，胸徑的影響力大于樹高。種源遺傳增益和現(xiàn)實增益估算結(jié)果顯示，大部分種源的胸徑遺傳增益大于0.01，但所有種源的樹高遺傳增益均低于0.01，表明胸徑的遺傳增益比樹高的明顯。

2.3.2 家系遺傳力、遺傳增益與現(xiàn)實增益 胸徑和樹高因子的家系遺傳力為0.8341、0.8038;家系遺傳增益和現(xiàn)實增益估算結(jié)果顯示，胸徑因子的遺傳增益超過10%的家系共有5個，其他家系的胸徑因子遺傳增益也都相應(yīng)高于樹高因子遺傳增益值，而各家系樹高因子的遺傳增益均低于10%，表明在優(yōu)良家系評價與選擇上，胸徑生長因子可以作為比樹高因子更為穩(wěn)定的遺傳因素。

從胸徑和樹高因子的遺傳力來看，2個因子在種源間、家系間均存在強大的遺傳力，種源的胸徑、樹高的遺傳力分別為0.9575、0.8682，生長性狀較為穩(wěn)定;家系的胸徑、樹高遺傳力分別為0.8341、0.8038，生長性狀相對穩(wěn)定。種源和家系的胸徑、樹高遺傳力均很高，說明大葉櫟的遺傳育種和選優(yōu)具有很好的材料基礎(chǔ)，但整體而言胸徑的遺傳力大于樹高，對品種選擇和評價影響度更高。從家系的遺傳增益來看，胸徑因子的遺傳增益值超過10%的家系有5個，但各家系樹高的遺傳增益值均低于10%，且胸徑遺傳增益基本上均大于樹高遺傳增益，說明胸徑因子對樹種評價的影響力要大于樹高因子。

2.4 性狀的相關(guān)性分析 由表4可知，雙側(cè)顯著性檢驗值均小于0.01，說明胸徑、樹高、蓄積3個生長性狀之間存在顯著相關(guān)。胸徑與蓄積皮爾森相關(guān)系數(shù)為0.976，樹高與蓄積相關(guān)系數(shù)為0.591，表明胸徑存在極高的相關(guān)性，而樹高只達到中等程度相關(guān)性;胸徑與樹高的相關(guān)系數(shù)為0.492，相關(guān)性最低，但也達到中等程度相關(guān)。

2.5 家系性狀綜合評定 通過對胸徑、樹高和蓄積等因子間的相關(guān)性進行檢驗和分析，得知三者之間具有較高的相關(guān)性，尤其是胸徑因子對蓄積因子具有極高的相關(guān)性，而蓄積因子是衡量林分生長量和森林經(jīng)濟效益的重要決定因素。采用主成分分析法，當(dāng)生長因子特征大于1且累積因子方差貢獻率達到80%以上時，可以確定其為主要成分[10]。試驗結(jié)果表明，僅胸徑生長性狀指標(biāo)的方差貢獻率就達到79.904%，樹高生長因子特征值小于1，樹高的方差貢獻率為19.546%，胸徑和樹高的累積貢獻率達99.449%，基本接近100%，具有非常重要的意義，因此可以確定胸徑和樹高作為主要權(quán)重因子，但胸徑因子的貢獻率遠遠大于樹高，說明在主要權(quán)重因子中更具重要性。綜合系數(shù)計算公式如下：

I=0.79904X1+0.19546X2 （4）

主成分分析法與層次分析法的測算結(jié)果比較接近，均以胸徑因子為主要影響因素，而變異系數(shù)計算法則差異較大，是以蓄積因子為主要因素。林木的生長性狀一般是胸徑與樹高因子具有較大的相關(guān)性，而蓄積因子是由胸徑和樹高因子的值計算得出，因此蓄積因子與胸徑、樹高因子具有很強的相關(guān)性。大葉櫟綜合系數(shù)的權(quán)重應(yīng)以胸徑因子為最重，其次為樹高因子的重要性，蓄積因子在胸徑、樹高因子的權(quán)重中已得到有效體現(xiàn)，為最低重要性因素。由此可見，主成分分析方法與層次分析法所確定的權(quán)重能夠證明優(yōu)良家系間的生長性狀特征。

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明：大葉櫟林分生長性狀在種源和家系間表現(xiàn)出的差異性達到顯著水平;其種源遺傳力、家系遺傳力均達到80%以上，這與李春等[12]對大葉櫟林木的遺傳研究結(jié)論相近，可以為優(yōu)良大葉櫟種源選育和優(yōu)質(zhì)林分培育提供參考。權(quán)重是綜合分析和評價系統(tǒng)各因子重要性的一個重要指標(biāo)，是正確、合理、科學(xué)分配權(quán)重、量化各生長因子重要性的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。權(quán)重分配結(jié)果的有效性及合理性直接決定了最終優(yōu)選出的家系所代表的生長因子性狀的水平狀況。

大葉櫟主要用途為材用，而林木生長性狀與木材的材性相關(guān)性較弱，胸徑因子與樹高、蓄積因子的生長性狀具有較強的相關(guān)性，且胸徑因子權(quán)重較大。在優(yōu)良家系權(quán)重因子的選擇和分配上，重點考慮以胸徑因子為主、樹高因子為輔，兼顧蓄積因子的影響。本次研究的大葉櫟林分處于中齡林階段，胸徑和樹高等生長性狀日趨穩(wěn)定，因此研究結(jié)果具有一定的參考和應(yīng)用價值，但同時也需要對其生長性狀進行持續(xù)研究。

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（責(zé)編：徐世紅）