全 文 ：福建林学院学报　 2003, 23 ( 2): 102～ 105
Journal of Fujian Colleg e of Fo restr y
锥栗 1年生播种苗的年生长规律
游水生 1 , 王海为 1 , 廖祖辉 2
( 1. 福建农林大学林学院 , 福建 南平 353001; 2. 福建省南平市林业局林场处 , 福建 南平 353000)
摘要: 通过对锥栗 1年生播种苗苗高、地径的年生长变化及其生物量组分的分配模式研究 . 结果表
明 , 苗高、 地径的生长规律符合 S型生长曲线 , 可用 Logistic方程来拟合 . 采用有序样本聚类分
析法划分苗木的生长时期 , 把生长期划分为 4个阶段 , 即出苗期 ( 4月 6日以前 )、 生长初期 ( 4月
6日～ 5月 20日 )、生长盛期 ( 5月 21日～ 9月 2日 )和生长后期 ( 9月 3日～ 12月 1日 ) . 其中 , 生
长盛期的生长量占年生长量的 67. 5% . 利用回归分析 , 得出苗高、 地径和地上部分生物量呈线性
相关 . 并拟合了苗高、地径及主根生长之间的最优回归方程 ,来了解苗木各部分生长的相关关系 .
关键词: 锥栗 ; Logistic方程 ; 苗高 ; 地径 ; 生物量
中图分类号: S664. 2　　　　文献标识码: A　　　　文章编号 : 1001-389X ( 2003) 02-0102-04
Study on Annual Growth Dynamics of One-year-old
Seedings forCastanea henryi Rehd.& Wils.
YOU Shui-sheng1 , WANG Hai-w ei1 , L IAO Zu-hui2
( 1. Fores t ry College of Fujian Ag ricul tu re and Fores t ry Univ ersi ty, Nanping 353001, China;
2. Forest ry Bu reau of Nanping of Fujian Province, Nanping 353000, China)
Abstract: Grow th rhy thm o f heigh t, diameter at g round and distribution of aboveg round biomass on one-yea r seedling s o f
castanea henryi w ere studied in this paper. The results indicated tha t gr ow th pa tterns o f height and diam eter a t g round can
be fit ted by S curv es and can be sim ulated with Logistic equa tions. The four g r ow th periods w ere divided fo r the seedling s
by using cluster analy ses of series samples: emergence phase o f seedling ( befo re April 6) , initiation phase o f seedling g row th
( fr om April 6 to May 20) , pr osperous pha se o f seedling g row th( from May 21 to September 2) and later phase of seedling
g row th ( fr om September 3 to Decembe r 1) . The production of pr osperity period is about 67. 5% o f biomass in who le
y ea r. Acco rding to r eg ression analysis, height and diame ter at g round ar e liner co r rela tion w ith aboveg round biomass. The
optimum reg ression equa tions we re found for the g rowth of seedlings heigh t, diameter at g round and main r oo t, w hich
w ould r eveal the relations be tween tw o par ts gr ow th o f the seedling s.
Key words: Castanea henryi ; Logistic equa tion; seedling s height; diame ter at g round; biomass
锥栗是我国南方著名的木本粮食和果材兼用树种 , 其材质优良 ; 花期长 , 为优良蜜源 ; 果实营养丰
富 , 含有丰富的淀粉和糖份 , 同时富含脂肪、 蛋白质、 氨基酸和维生素等 , 经济价值很高 , 具有开发潜
力 . 锥栗在闽北和浙江南部山区分布最为集中 , 并有大面积人工林 , 江西、 湖南、 鄂西、 广东、 广西北
部、四川、 江苏等地有零星分布 . 范辉华 ( 1999) [1 ]、 龚榜初和陈增华 ( 1997) [ 2]、郑诚乐和江由 ( 1998) [3 ]对
锥栗品种资源进行了调查 , 李荣生和胡哲森等 ( 2001) [4 ]、 胡哲森和许长钦等 ( 2000) [5 ]、 陈礼光和郑郁善
( 1994)
[6 ]对锥栗进行了生理生化研究 , 梁一池等 ( 1998) [7 ]对锥栗优良无性系结实稳定性进行了研究 , 陈
辉、何方 ( 2002) [8 ]对锥栗人工林结果初期养分的动态特征进行了模拟 . 为人工选择优良品种作好基础 ,对
其 1年生播种苗的生长规律进行了探讨 .
1　材料与方法
试验地设在福建农林大学南平校区苗圃 ( E118°10′、N 26°39′) , 该地属中亚热带东南季风气候 . 年平
均气温 19. 3℃ ,年降雨量 1 697. 7 mm ,年蒸发量 1 483. 4 mm,极端最低温 - 6. 5℃ ,极端最高温为 41℃ ,
基金项目: 福建省教育委员会科学基金资助项目 ( K99072) .
第 1作者简介: 游水生 ( 1951-) , 男 , 福建南平人 , 副教授 , 从事植物分类学、 群落生态学研究 .
收稿日期: 2002-09-30; 修回日期: 2002-11-20.
DOI : 10. 13324 /j . cnki . jfcf . 2003. 02. 002
无霜期长达 300 d. 土壤为黄红壤 , p H 4. 5左右 , 肥力中等 , 适于锥栗苗木生长 .
锥栗种子来自建瓯 , 2月中下旬播种 , 3月底出苗后 , 及时除草、 间苗 , 定株后密度为 60株 /m2 . 在
苗木生长期间 , 按常规育苗技术进行管理 , 未进行施肥管理 . 随机选 100株苗木作为生长量测定的固定
标准株 , 在生长期内每 15 d测定苗高、地径 ,根系生长量的测定每隔 60 d取样 1次 , 每次取样 50株 , 取
样后逐株测定苗高、 地径、 主根长等因子 , 并分地上部分 (茎、叶 )和地下部分 (根 )烘干称重 .
2　结果与分析
2. 1　苗高年生长规律
锥栗结实时间长 , 从开花到种子成熟需要 5个多月 , 从 4月中旬开花到 9月底种子成熟 , 种粒大小
不一 , 发芽率 83%左右 . 3月底苗基本出齐 , 4月 5日开始观测直到 12月 1日 , 苗木生长停止 . 从播种
到幼苗出土约 45 d, 出土幼苗一直到生长结束约 255 d, 全年苗高生长定期观测结果 , 见表 1. 从表 1可
以看出 , 锥栗播种后 , 随着适宜的发芽条件 , 种子便出土萌发 . 出土幼苗初期生长量较小 , 6月初左右以
后 , 高生长开始加快 . 7月下旬出现高
峰 ,此后生长量逐渐减小 ,直到 12月苗
高生长停止 . 高生长呈现出明显的
“慢 -快 -慢” 的生长节律 .
2. 1. 1　苗高不同生长时期的划分　参
考有序样本聚类分析法 [9 ] , 对 1年生锥
栗播种苗的生长时期进行划分 , 把 4月
下旬至 12月上旬各旬净生长量连续编
号 , 分别为 x 1 , x 2 , . . . . . . , x 16 , 对这
16个有序样本进行聚类 . 利用有序样
本聚类分析法 , 通过计算机运算将 16
个有序样本分成 3类: {x 1 ,x 2 , x 3} , {x 5 ,
x 6 , . . . x 11} , { x12 , x13 , . . . x16 } . 将分类
结果与实际苗高生长结合起来 , 1年生
锥栗播种苗高生长划分为 4个生长时
期 (表 2) . 可看出 ,锥栗出苗期较短 ,种
子萌发出土较快 , 出苗时间相对集中 ;
生长初期的持续时间较短 , 生长缓慢 ,
生长量仅占全年总生长量的 10. 38% ;
生长盛期约为全年总生长时期的 2 /5,
表 1　苗高生长定期观测结果
Table 1　 Regularly determined result s of height g row th
时间
/月 . 日
生长
天数
/d
净生
长量
/cm
连续
生长量
/cm
时间
/月 . 日
生长
天数
/d
净生
长量
/cm
连续
生长量
/cm
04. 05 15 11. 40 08. 18 150 9. 34 66. 17
04. 20 30 1. 89 13. 29 09. 02 165 6. 62 72. 79
05. 05 45 2. 35 15. 64 09. 17 180 3. 45 76. 24
05. 20 60 3. 94 19. 58 10. 02 195 0. 99 77. 23
06. 04 75 5. 40 24. 98 10. 17 210 0. 20 77. 43
06. 19 90 6. 60 31. 58 11. 01 225 0. 83 78. 26
07. 04 105 6. 99 38. 57 11. 16 240 0. 39 78. 65
07. 19 120 5. 97 44. 54 12. 01 255 0. 18 78. 83
08. 03 135 12. 29 56. 83
表 2　苗高生长时期的划分及生长情况比较
Table 2　 Dividing of s tages and comparis on at dif f erent g row th s tages
生长时期 起止时期
/月 . 日
累计时间
/d
净生长量
/cm
占总生长量比率
/%
出苗期 03. 21～ 04. 05 15 11. 40 14. 46
出生初期 04. 06～ 05. 20 45 　 8. 18 10. 38
出生盛期 05. 21～ 09. 02 105 53. 21 67. 50
生长后期 09. 03～ 12. 01 90 　 6. 04 　 7. 66
图 1　苗高累积生长量曲线与拟合 Log istic曲线
Fig ure 1　 Heigh t grow th accumul ations and
simulated Logis tic cu rves
生长量却占全年总生长量的 67. 5% .
2. 1. 2　苗高生长过程的拟合　 Logistic方程是常用
于林业描述生物生长的数学模型 . 一般认为用 Logistic
方程能够较好地拟合植物生长过程 [10 ] , 拟合结果如下
y =
k
1+ a e
- bx
式中: y为苗高累积生长量 ; x为生长时间 ; k为生长
极限 ; a、 b为待定常数 . 利用 SPSS软件 [11 ]拟合的苗
高生长 Logistic方程为
y =
83. 039
1+ 15. 774e- 0. 026x
　　 ( R= 0. 994 9, p < 0. 01)
　　上述方程回归性达到显著水平 , 说明模拟
Logistic曲线与实测曲线间的符合程度较高 , 用回归值推测实际值具有较高的准确性 (图 1) .
103第 2期　　　　　　　　　　　　　游水生等: 锥栗 1年生播种苗的年生长规律
2. 1. 3　定期日平均生长量拟合　 1年生锥栗播种苗定期平均生长量随时间变化可用多项式拟合曲线来
拟合 , 拟合方程为
y = - 0. 404 6+ 1. 606 2× 10- 2x - 6. 744 4× 10- 5x 2　　 ( R = 0. 858 41, p < 0. 01)
若令 dydx= 0, 则可得 x为生长速度最快的时间 , 计算结果 x为 121 d(取 3月 21日的 x= 0) , 即生长
速度最快日期为 7月 20日 .
2. 1. 4　连日生长量的拟合　对 Logistic方程求一阶导数可得连日生长量曲线方程
d y
dx
=
abke
- bx
( 1+ ae
- bx
)
2 ( 1)
对上式再求导 , 可得
d2y
dx 2
=
ab2ke- bx ( 1 - a e- b x )
( 1+ ae- bx ) 3
( 2)
令 d2y
dx 2
= 0求得连日生长量最大的时间为: x = 1
b
lna
对 ( 1)式求三级导数 , 并令其等于 0, 则有 a2e- 2bx - 4ae- bx + 1 , 解得
x1 =
1
b
ln(
a
3. 732
)　　　　 x 2 = 1
b
ln(
a
0. 268
)
x 1和 x2是由萌动到速生及由速生转入缓慢生长的分界点 , x 1～ x 2为速生期 ,求算得 x= 106, x1= 55,
x 2= 157, 若取 4月 5日的 x= 0, 则 x、 x 1、 x 2所对应的时间分别为 7月 20日、 5月 30日、 9月 9日 . x1、
x 2是连日生长量变化速率最快的 2个点 , 如果把 x 1、 x 2分别作为划分生长初期与生长盛期的分界点和生
长盛期与生长后期的分界点 , 则其划分与前述的聚类分析结果基本吻合 , 且由连日生长量曲线方程推算
的连日生长量出现最大值的时间与二次多项式拟合的定期平均生长量出现最大值的时间也基本相同 , 说
明用 Logistic曲线方程来拟合锥栗苗高生长过程是合适的 .
2. 2　地径生长的年变化规律
　　地径旬生长量的季节变化与苗高有直接的相关关系 ,与苗高相比 ,地径生长提前 20 d进入速生期 ,而
速生期也相应的延长 . 即苗高地径生长停止的时间基本相近 , 但地径生长在苗高生长逐渐下降后仍会维
持一段时间的旺盛生长过程 .
　　用 Logistic方程对地径
生长进行拟合 , 拟合的结果
见表 3.
拟合的 Logistic方程为
　　 y = 0. 981
1+ 5. 696e- 0. 014x
(R = 0. 994 0, p < 0. 01)
　　由表 3可知 ,拟合模型的
表 3　地径连续生长量的参数值及方差分析 (F0. 01= 32. 00)
Table 3　 The parameter values of diameter at g round s imulated
by Logis tic curve and variance analysis
回归结果
系数 估计值 标准误
方差分析
变异来源 平方和 自由度 均方 F比率
k 　 0. 980 8 0. 054 5 回归 5. 466 9 3 1. 822 3 570. 85
a 　 5. 696 0 0. 430 3 剩余 0. 009 7 14 0. 000 7
b - 0. 014 1 0. 001 3 总和 5. 476 6 17
方差分析达极显著水平 ,回归的剩余均方为 0. 000 7. 一般情况下 ,认为剩余均方愈小 ,拟合效果就愈好 ,
因而认为地径回归结果比较理想 , 意味着地径生长与时间之间存在着极显著的相关 , 地径生长进程用
Logistic方程来拟合也是合适的 . 由图 2的回归曲线也可以看出 , 其拟合结果也比较理想 .
2. 3　根系生长的年变化规律
苗木在生长初期主根生长迅速 ,月增长量达 2. 9 cm ,为全年主根生长的高峰 ,随后主根生长减缓 , 10
月前后又出现 1次高峰 , 并延续到 11月 , 根系生长与地上部分的高、 径生长呈现明显的交替现象 .
通过回归分析 ,可求算出苗高 ( H )地径 (D )之间、苗高 (H )与主根 ( L )之间及地径 (D )与主根长 ( L )生
长之间的最优回归方程分别为
H = 106. 147 1D
1. 181 1　　　 ( R= 0. 979 0, p < 0. 01)
H = 0. 073 2L 2. 040 6　　　　 ( R= 0. 953 8, p < 0. 01)
D = 0. 003 3L 1. 674 8　　　　 (R= 0. 947 5,p < 0. 01)
以上各式表明 , 苗木各部分的生长存在着密切相关 , 相关系数均达到极显著水平 . 由此可认为苗木
104 福　建　林　学　院　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　第 23卷
图 2　地径累积生长量曲线与拟合曲线
Figu re 2　 Th e grow th accumu l ations of diameter
at ground and simulated Logis tic cu rves
各部分生长是一个相互促进、 相互制约、 相互交替的
过程 . 了解各部分生长的相关性 , 为合理制定经营措
施、 培育壮苗提供了科学依据 , 而保证主根的良好生
长是苗木整体健壮生长的基础 .
2. 4　苗高、 地径与地上部分生物量的相关分析
　　锥栗苗生长结束后 ,挖取 20株苗 ,自根茎部断
开 , 并分别进行地上部分和地下部分的生物量测
定 .分别测其鲜重后 , 在 90℃恒温下烘至恒重 , 并
称重 . 从表 4可以看出 , 锥栗地上部分总干生物量
达 9. 89 g ,占 43. 78% ,地下部分生物量占 56. 22% .
可见 , 1年生锥栗苗根的生物量要大于地上部分茎
叶的生物量 .
　　为了确切地探讨生长对生物量的贡献 , 利用
SPSS软件对 2个生长指标和地上部分总干生物量
进行回归分析 , 得多元线性回归方程如下
y = - 20. 774+ 0. 259x 1+ 13. 814x2
式中: x 1为苗高 ( cm) ; x 2为地径 ( mm) ; y为地上部
分生物量 .
表 4　锥栗 1年生苗生物量分配模式
Table 4　 Th e dist ribu tion pat tern of biomass of
　　　　 one-year-old Castanea henryi seedlings
生物
组分
鲜重
/g· 株 - 1
干重
/g· 株 - 1
含水量
/%
占总生物量
/%
地上部分 16. 49 9. 89 39. 98 43. 78
地下部分 25. 07 12. 70 49. 34 56. 22
　　分析表明 , 模型的线性回归方程达极显著水平 (F= 28. 610, p= 0. 000) , 苗高和生物量的偏相关系数
达 0. 620, 而地径和生物量的偏相关系数为 0. 394, 说明苗高对总生物量的贡献要比地径大 .
3　结论
采用有序样本聚类分析法将锥栗 1年生播种苗的年生长过程划分为出苗期、生长初期、生长盛期、生
长后期 4个时期 , 生长盛期为全年总生长时期的 2 /5, 但生长量占全年总生长量的 67. 5% , 而此期正处
高温干旱的夏季 , 因此 , 要加强水、 肥管理 , 促进苗木的快速生长 .
锥栗苗的高生长与地径生长基本符合 S型生长规律 ,用 Logistic方程拟合苗高、 地径的年生长过程 ,
其回归性均达到极显著水平 , 因此可预测生长期内苗高、 地径生长量 , 用此方程导出的连日生长量变化
速率曲线的拐点对苗高生长时期的划分与有序样本聚类分析的结果基本吻合 .
从苗高、 地径对地上部分生物量贡献的分析可知 , 苗高对生物量的贡献要比地径大 .
参 考 文 献:
[ 1] 范辉华 . 龙村乡锥栗农家品种的调查 [ J] . 福建林学院学报 , 1999, 19( 1): 56-60.
[ 2] 龚榜初 , 陈增华 . 锥栗农家品种资源调查研究 [ J] . 林业科学研究 , 1997, 10( 6): 574-580.
[ 3] 郑诚乐 , 江　由 . 闽北锥栗品种资源及其利用前景 [ J] . 福建农业大学学报 , 1998, 27( 3): 291-295.
[ 4] 李荣生 , 胡哲森 , 许煌灿 , 等 . 锥栗叶片生长过程及其生理动态变化 [ J] . 中南林学院学报 , 2001, 21( 4): 73-76.
[ 5] 胡哲森 , 许长钦 , 傅瑞树 . 锥栗幼苗对水分胁迫的生理响应及 6-BA的作用 [ J] . 福建林学院学报 , 2000, 20( 3):
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[ 6] 陈礼光 , 郑郁善 . 锥栗种子离体胚超低温保存脱氢酶活性研究 [ J] . 福建林学院学报 , 1994, 14( 3): 277-281.
[ 7] 梁一池 , 黄铭利 . 锥栗优良无性系结实稳定性的研究 [ J] . 福建林学院学报 , 1998, 18( 3): 193-197.
[ 8] 陈　辉 , 何　方 . 锥栗人工林结果初期养分动态特征及其模拟 [ J] . 应用生态学报 , 2002, 13( 3): 533-538.
[ 9] 张尧庭 , 方开泰 . 多元统计分析 [M ] . 北京: 科学技术出版社 , 1999. 444-457.
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[ 11 ]卢纹岱 , 朱一力 , 沙　捷 , 等 . SPSS fo r Window s统计分析 [M ] . 北京: 电子工业出版社 , 2000. 321-327.
(责任编校: 江　英 )
105第 2期　　　　　　　　　　　　　游水生等: 锥栗 1年生播种苗的年生长规律