福建南部红锥优树选择研究

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　　摘 要：采用5株对比木法，对福建安溪县不同的红锥天然林群体进行调查和优树选择，共初选出红锥候选优树30株，对比优势木146株。经统计分析，确定红锥林中优树的选择标准为：优树胸径、树高、单株材积分别超过对比优势木平均值的37%、170%和860%，形质指标综合分值大于等于8.0;以材积和形质性状综合分值作为选优的双重控制标准，则入选优树14株，入选率为46.7%。研究结果将为福建省红锥用材林优树选择提供标准，福建地区红锥的种质保护、遗传改良和良种基地建设奠定基础。
　　关键词：红锥;优树选择;选优标准
　　中图分类号：S722.5
　　 文献标识码：A
　　文章编号：1008-0457（2019）02-0020-06     国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2019.02.004
　　Abstract：Different natural forest populations of Castanopsis hystrix in Anxi County， Fujian Province， were investigated by dominant comparative method to select superior trees. A total of 30 superior trees and 146 comparative dominant trees of C. hystrix were selected. On the basis of statistical analysis， the selection criteria for determining the superior trees in the C. hystrix forest were as follows： the diameter at breast height （DBH）， tree height and volume were 37%， 170% and 860% higher than the mean values of dominant trees respectively， and the comprehensive score of the shape index was greater than or equal to 8.0. While the comprehensive score of volume and shape traits were selected as the dual control standard， 14 superior trees were selected， with a inclusion rate of 46.7%. The research results provide reference and basis for the subsequent selection of C. hystrix in the future. It can also provide a basis for germplasm conservation， genetic improvement and further promotion of afforestation of C. hystrix in Fujian.
　　Key words：Castanopsis hystrix; selection of superior trees; criteria for superior trees
　　红锥（Castanopsis hystrix）属壳斗科栲属，为常绿阔叶乔木，是我国南亚热带地区重要的优质乡土阔叶用材树种[1-2].，红锥具有生长迅速，萌芽力强，混生性能好的特点，是理想的混交套种树种[3-4];同时，红锥为珍贵用材树种，树干通直，材质优良，可供建筑、造船等[5]，也是我国南方大径材培育和木材战略储备建设的首选造林树种之一。其次，红锥属深根性树种，主根发达，适应性强[6]，根系有菌根菌，改土效果好[7]，也是良好的绿化美化和生态造林樹种[8]，开发潜力巨大。选优是良种繁育的重要手段，也是林木改良的先决条件[9]。开展红锥优树选择，促进其良种选育进程，对于提高红锥遗传增益，加快生产的良种化进程[6]，丰富造林树种、调整林产品结构、改善林地生境等方面都具有重要意义。
　　众多研究表明[9-14]，天然实生起源的林分获得的选优材料相对更好，潜力更大。这主要是由于大多数树木为异花传粉植物，天然林中，由于不同基因型个体的配子结合导致其后代遗传分化较大。但目前，由于红锥价值高，天然林遭到严重的采伐和破坏，现存林木多为散生孤立木或与其它杂阔小片的混交林，故找到面积较大、保存完好的林分难度很大，选优标准也难以把握，这为选优工作带来一定的困难。福建省安溪县是红锥在福建的主要分布区，面积分布范围较广，因此在安溪范围内开展红锥的优树调查和选择为安溪乃至福建全省红锥种质资源收集、保存、开发和利用提供科学依据。在研究前期进行全面踏查，了解和掌握安溪县红锥天然资源分布基础上，初步确定调查地段，最终筛选出天然红锥林相对比较集中的林分作为目标林分。在参考前人就天然林选优方法的基础上，对安溪县红锥天然林（或天然次生林）中选优的调查资料进行总结，对进一步开发利用红锥优异种质资源具重要的理论意义与实用价值，同时也为进一步开展红锥优树选择技术提供借鉴方法。
　　1 选优样区慨况
　　本次选优工作地点在安溪县龙涓乡的崎畲、连词、新岭、后田村和蓝田乡三内寨村5个区域。选优区的具体情况见表1。安溪县地处E117°38′57″～117°52′21″，N24°52′21″～25°05′8″。该地属南亚热带海洋性季风型气候，年均温20℃，降雨量约为1820 mm，1月份平均气温15℃，极端低温- 2℃;7月份平均气温33℃，极高温36℃;全年≥10℃，活动积温7200℃，无霜期340 d。空气相对湿度82%左右;该地全年四季分明，气候相对温和，雨水也充足。 　　2 选优方法与步骤
　　2.1 踏查和初选
　　本研究分别在/从5个不同区域共筛选出30个选优群体林分，这些林分的林地海拔均在197～553 m，土壤均为酸性黄红壤土，pH值约为5.2～6.5，土壤腐殖质层厚度约为20 cm左右，肥力中等，立地条件大多属Ⅱ类立地级。林分为红锥与米槠（Castanopsis carlesii （Hemsl.）Hay.）、木荷（Schima superba Gardn. et Champ.）、栲类（Castanopsis fargesii Franch.）等阔叶树种的混交林，且红锥林为天然原生和次生混交，郁闭度约为0.7～0.85，林下植被主要有檵木（Hamamelidaceae）、杜鹃（Rhododendron simsii Planch）等小杂灌。
　　2.2 侯选优树和优势木的确定
　　根据选优群体林分面积、红锥树龄和树种组成结构。经过全面踏查后，以目测方法，将树干通直圆满且分叉高，树皮薄且裂纹均匀，冠形优美，同时无病虫害且长势明显优于邻近植株的确定为侯选优树，将确定的候选优树编号，并在每一株候选优树树干1.5 m处涂漆标记，并绘制方位图、挂标牌、拍照和填表（与调查表编号一致）。以优树为中心，半径为20～50 m的范围内设样园临时样地，实测样地内所有红锥的树高和胸径，最后根据测量得到的树高和胸径算出每株红锥的材积。采用“优势木对比法”进行优树选择，选取5株或3株（有的群体林分内红锥树较少，未能找到5株对比木）仅次于优树的个体作为优势木，将优势木进行编号。选择优势木时，尽量东、西、南、北四个方向都有对照，且霸王树和畸形树不可入选[15]。
　　2.3 候选优树与对比木实测
　　记录候选优树和对比优势木的位置、地点（用GPS测定仪定位），记载海拔、坡向、坡位、坡度、土壤类型、林分起源（天然原生林、 天然次生林）、树种组成、郁闭度、密度（株/亩）等选优林分的基本情况。并对优树和优势木逐株测量并记载树高、胸径、枝下高、树干通直度、圆满度和树冠幅（东西/南北），主干分叉性、侧枝粗细、自然整枝度、树龄等因子。野外干形指标分为通直、一般（树干有一个小弯曲）、差（有两个以上的弯曲3个等级），分枝粗细按细、中、粗3档记载[16]。
　　2.4 选优目标与评价指标
　　红锥选优主要是用材目标的优树选择，因此，在保证生长指标作为第一标准外，还必须结合各项形质指标进行综合考核。以生长优异、形质优良、无病虫害的优树作为选择目标，生长量以胸径、树高、材积为评价指标;形质评价指标则在参考枝下高、分枝数、树皮和树干形态的基础上，主要以干形、冠高比、分枝粗细为量化指标进行综合评价进行优树选择。其中，干形、冠高比（冠幅和树高之比）和分枝情况等形质性状的量化指标，依据对树木形质影响的权重，满分以10分计，按照表2的评分标准对树木的各项指标进行评分[17]。
　　2.5 数据处理与分析
　　候选优树和对比木的材积按福建省阔叶树二元材积公式计算：V=0.00005276D.1.882161H.1.009317 计算，其中，D为红锥活立木胸径;H为红锥活立木树高。
　　候选优树和优势木各项指标的比对采用配对t检验，其公式[5]：t=∑d/n（∑d.2-（∑d）.2/n）/n（n-1）
　　式中：t表示显著差异性检验值，d表示候选优树评价指标值与对比优势木相应指标平均值的差值，n表示配对样本数。
　　采用Microsoft excel 2003进行数据录入、统计和表格绘制，采用SPSS19.0（SPSS Inc.，Chicago，IL，USA）进行配对T检验。
　　3 结果与分析
　　3.1 不同选优群体候选优树表型特征分析
　　在5个不同区域30个选优群体内筛选出候选优树共30株，对比优势木146株。候选优树和对比优势木的主要表型特征指标见表3。可以发现，候选优树的总体平均树高21.9 m，胸径122.1 cm，材积10.68 m.3，形质性状综合分值为8.0;而对比优势木的上述各指标的平均值分别为15.0 m、40.6 cm、0.89 m.3和7.3。候選优树的各项指标均明显大于优势木，树高、胸径和材积的增幅分别达23.57%～82.88%、80.75%～311.60%和371.74%～1852.30%，特别是胸径和材积增幅极大。经配对T检验结果表明（表4），候选优树和对比优势木在树高、胸径、材积和形质性状综合分值等表性特征指标上均达到显著差异水平。候选优树的整体生长性状和形质性状明显优于对比优势木。
　　参照我国有关用材林优树选择标准[18]，根据林分群体的林木生长状况，优树生长量指标要求为树高、胸径和材积要分别大于优势木10%、20%和50%，树干分叉的高度需大于优势木的10%以上。形质指标则要求树干通直圆满，树皮薄且裂纹均匀，冠形浓密、侧枝细且夹角小，无病虫害的同时要求优树结实性状良好。或按照广西省红锥优树选择标准[19]即候选优树的树高、胸径、材积分别比对比优势木高9%、16%和52%，则本次所选的候选优树都可以入选为优树。但是本研究中，选优的红锥林分类型、树种组成、树龄结构比较特殊，所选优林分中的红锥为原生天然林和次生天然林混合在一起且多为红锥与其它杂阔混生，对比优势木有的5株，有的只有3株或4株，同时优势木中有的为原生天然林有的为早期被砍伐而萌发的次生天然林，其树龄与候选优树也不完全一致。
　　故无法完全采用现有的广西红锥优树选择标准或其他乡土阔叶树的选优标准来衡量，故在选优前，应因地制宜地制定一套适合本研究林分的红锥优树选择标准，提高选择强度和选择差，以期最终获得较好的遗传增益。
　　3.2 红锥选优标准的确定
　　3.2.1 优树入选生长指标标准的确定 优树的入选标准通常为在优势木平均值或林分平均数值（X）的基础上再加上一定数值（△），当候选树的性状值超过这个标准（χ+χ△），即可入选，否则不能入选。△一般以候选优树与优势木平均值或林分平均木数值的比率（百分比）来表示。 　　本研究的△取值按如下方法进行确定：首先基于候选优树的树高、胸径和材积比优势木相应指标平均值的增大幅度为基础（表4），在增大或提高幅度范围内设置一个递增百分比△%，然后以优势木平均值为基点，对候选优树与优势木平均值每增加△值后的数值逐一进行t检验，直到t检验结果不显著为止，则不显著时的△值与其相邻的有显著的△值即为△取值范围。
　　依据上述方法，本研究设置树高、胸径和材积的递增百分比分别为5%、50%和100%，经计算得出候选优树性状△值取值范围为：树高35%～40%，胸径150%～200%和材积800%～900%。接着，在△取值范围内，树高、胸径和材积分别以1%、10%和20%的的增幅逐步增加优势木平均值后，再与候选优树相应指标值进行t检验，直至不显著为止，则不显著时的相应增加值即为△临界值。通过t检验计算，优树各生长性状指标的附加值△即为优树生长性状入选标准：树高37%、胸径170%、材积860%，详细数据见表5。
　　3.2.2 优树入选形质性状综合分值标准的确定
　　就野外初选优树时，对候选优树和对比优势木各项性状指标的记录，依据表2的形质性状评分标准分别对候选优树和优势木的干形、冠高比以及分枝粗度等3个形质表型分级评分，将各性状的得分求和得到每株候选优树的总分（见表3）。根据候选优树和对比优势的形质性状综合分值平均值情况，给出某几个定值，然后将候选优树的形质性状综合分值分别与某定值进行t检验，则不显著时的定值即为优树入选的形质性状标准。本研究的对比优势木的形质性状综合平均分值在6.4～8.1之间，为此给出6.5、7.0、7.5、8.0、8.5五个定值，经逐一T检验后，优树入选的形质性状综合分值标准为8.0。
　　3.3 入选优树的确定
　　以上述确定的优树生长量指标和形质性状指标的入选标准对候选优树进行选择，其中树高大于对比优势木平均值37%以上的有18株，入选率达60%;胸径大于优势木平均值170%以上的有20株，入选率达66.7%;材积大于对比优势木平均值860%以上的有20株，入选率达66.7%;形质性状综合分值大于8.0的有18株，入选率达60%。四项指标同时达到标准的仅有8株，入选率达26.7%。因为材积是生长量综合性状指标，较高的生长量也是用材树种选优的主要目标，因此选择材积作为这次选优的主要生长量性状，以形质性状综合分值作為选优的控制指标，综合生长量指标和形质指标的双重标准，则14株候选优树入选，入选率为46.7%。
　　4 结论与讨论
　　4.1 结论
　　红锥为珍贵用材树种，但天然林遭到过度采伐，现存林木也多数为散生孤立木或小片混生杂阔林，很难找到面积较大且保存完好的天然林分，本研究借鉴广西省红锥优树选择标准或其它乡土阔叶树种的选优标准等已有的成果，根据野外调查、优树选择记载资料，对安溪县境内30株候选优树进行研究，制定出适合当地红锥资源现状和林分类型、树种结构与组成的优树表型选择标准为：优树胸径、树高和单株材积分别大于对比优势木平均值的37%、170%和860%，形质指标综合分值则大于8.0。最终，结合实际情况，以材积作为选优的主要生长量性状指标，以形质性状综合分值作为选优的控制指标，综合生长量指标和形质指标的双重标准，则有14株候选优树入选，入选率为46.7%。
　　4.2 讨论
　　优树选择是林木遗传改良的重要环节。由于样本数少，本研究结果有局限。且作为大中径材用材树种，除生长指标和形质性状指标外还需结合材性与抗性等质量性状进行综合的评价和分析，以确保其育种群体的遗传优良性和多样性。
　　本研究调查过程中发现，保存株数多且生长良好的红锥天然成片林很少，故今后应进一步加大对红锥天然林资源的保护力度。同时，本次选优所筛选出的红锥优树可作为后期开展红锥良种选育的宝贵基础材料，故应通过现地保护与扩繁等有效措施保存优树基因[20]，通过建立红锥种子园或采穗圃来进一步提高红锥良种质量和数量。
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