全 文 ：第 10卷 第 4期 北华大学学报(自然科学版) Vol.10 No.4
2009年 8月 JOURNALOFBEIHUAUNIVERSITY(NaturalScience) Aug.2009
文章编号:1009-4822(2009)04-0368-05
黄波罗生长变异与早期选择的研究
刘喜仁 ,王继志 ,李献光
(吉林市林业科学研究院 ,吉林 吉林 132013)
摘要:对吉林省黄波罗(PheliodendronamurenseRupr.)天然林和人工林平均优势木的树干纵向解析材料进行了
研究 , 结果表明:黄波罗不同林分个体生长性状变异随年龄的增长呈递减趋势 ,幼 、成龄相关系数随年龄增长渐
次提高.其中 ,天然林 30a以后生长变异分化趋于平稳 , 是生长性状相关的转折点 ,人工林为 18a.综合分析黄波
罗不同林分个体生长变异规律 ,早 、晚期相关程度及选择效率 ,初步确定黄波罗天然林和人工林的最佳早期选择
年龄分别为 30a和 18a.
关键词:黄波罗;生长变异;早期选择;最佳选择年龄
中图分类号:S722.33 文献标识码:A
收稿日期:2009-03-23
基金项目:吉林省科技厅资助项目(吉科合字第 970218-1号).
作者简介:刘喜仁(1969-),男 ,高级工程师,主要从事林木遗传育种研究.
GrowthVariationandEarlySelectionof
PheliodendronamurenseRupr.
LIUXi-ren, WANGJi-zhi, LIXian-guang
(ForestryScienceInstituteinJilinCity, Jilin132013 , China)
Abstract:Thelongitudinaltrunkofaveragedominantwoodofthenaturalforestandtheplantationof
PheliodendronamurenseRupr.inJilinProvincewereresearched.Theresultsshowed:thegrowthvariationof
individualdecreaseswiththeincreasesoftheage, relativecoeficientofjuvenileandmatureforestriseswith
theincreasesoftheage, thegrowthvariationofnaturalforestafter30awilbestable, andisrelativeturnover
pointofgrowthcharacters, thegrowthvariationofplantationis18a.Comprehensivelyconsideringtheruleof
thegrowthvariation, juvenile-maturecorrelationandselectioneficiencyofeachcharactersofPheliodendron
amurenseRupr.theageofthirtyyearsisdeterminedastheoptimalageoftheearlyselectionforthenatural
forestandeighteenyearsfortheplantation.
Keywords:PheliodendronamurenseRupr;Growthvariation;Earlyselection;Theoptimalselectionage
黄波罗(PheliodendronamurenseRupr.)是我国东北林区的珍贵阔叶树种之一[ 1] ,它适应性强 ,材质
坚硬 ,花纹美丽 ,耐腐朽 ,外皮可作木栓材料 ,内皮为中药 ,是重要的用材和药用树种.本文利用树干纵向解
析方法 [ 2] ,对黄波罗天然林和人工林生长变异 ,早 、晚期相关及早期选择效率进行了初步研究 ,旨在探求
早期选择的有效性和最佳选择年龄.
1 材料和方法
1.1 试验材料
黄波罗天然林解析木来源于吉林省林业厅蛟河实验区管理局 、敦化小牡丹林场等天然实生群体 ,共选
16株 ,按 2m区分段 , 5a为 1个龄级做树干纵向解析 ,分别取得各龄阶树高(h)、胸径(d)和相应材积(V)
的数据.
黄波罗人工林解析木来源于蛟河天南林场 、松花湖实验林场等地的人工林 ,共选 15株 ,按 1m区分段 ,
3a为 1个龄级做树干纵向解析 ,分别取得各龄阶的树高 、胸径和相应材积的数据.
1.2 研究方法
黄波罗不同林分的材料来自不同的样地 ,对各样地材料进行 Bartlet检验和方差分析 ,结果表明 ,各样
地间树高和胸径的平均数及方差均无显著差异 ,故将天然林和人工林各样地间的解析木分别合并为 1个
样本进行研究.
1)计算解析木各龄阶树高 、胸径和材积的平均值(x)、标准差(δp)、变异系数(cv=δp/x),研究各生长
性状的变异规律.
2)计算各生长性状的早 、晚期相关系数 [ 3] :rjm =covjm/sjsm,其中 , rjm为早 、晚期表型相关系数 , covjm为
早 、晚期表型协方差 , sj和 sm分别为早 、晚期表型标准差;进行 F检验 , F=(N-2)·r
2
jm
1-r2jm ,绘制相关系数随
年龄变化的情况 ,研究生长性状相关的转折点.
3)计算各生长性状早 、晚期相关系数的拟合值:rjm =A+B·LAR,其中 , A为常数 , B为系数 , LAR为各
性状早期年龄与晚期年龄比值的自然对数 [ 4] .
4)计算选择效率:E=Am +MAj+M·rjm,其中 , Aj, Am分别为早期与晚期年龄 , M为更新期.
2 结果与分析
2.1 不同林分个体生长性状变异规律
对不同林分解析木材料进行生长变异过程分析 [ 5-6] ,计算出天然林和人工林各生长性状变异系数 ,见
图 1和图 2.
图 1 黄波罗天然林各生长性状
变异系数随年龄变化情况
Fig.1 Changeofvariationcoefficientofgrowth
characterofnaturalforestofPheliodendron
amurenseRupr.withtheage
图 2 黄波罗人工林各生长性状
变异系数随年龄变化情况
Fig.2 Changeofvariationcoefficientofgrowth
characteroftheplantationofPheliodendron
amurenseRupr.withtheage
从图 1、图 2可知 ,尽管林分不同 ,生长状况也不一样 ,但生长变异的总趋势是相似的 ,即随着年龄的增
长 ,变异系数逐渐减小 ,经过一个剧烈的分化期后 ,明显转为相对稳定阶段 ,天然林在 30a以后趋于平稳 ,
而人工林在 18a.
2.2 不同林分个体早 、晚期相关分析
以黄波罗天然林 50a,人工林 30a为成熟年龄 ,分别计算出其幼 、成龄生长的 5种相关系数 rhj-hm, rdj-dm ,
369第 4期 刘喜仁 ,等:黄波罗生长变异与早期选择的研究
rVj-Vm , rhj-Vm , rdj-Vm(其中 hj, dj, Vj为幼龄时树高 ,胸径和材积 , hm, dm, Vm为成龄时树高 ,胸径和材积)[ 7] ,结果
见表 1、表 2(＊为显著 , ＊＊为极显著)和图 3、图 4.
表 1 黄波罗天然林各生长性状早 、晚期相关系数
Tab.1 Juvenile-maturecorrelationcoefficientofgrowthcharacter
ofnaturalforestofPheliodendronamurenseRupr.
A(j, m) rhj-hm rdj-dm rVj-Vm rhj-Vm rdj-Vm
(5, 50) 0.681 4＊＊ 0.757 6＊＊ 0.533 3＊ 0.588 1＊ 0.421 5
(10, 50) 0.682 3＊＊ 0.740 4＊＊ 0.520 3＊ 0.582 0＊ 0.449 5
(15, 50) 0.833 6＊＊ 0.874 0＊＊ 0.631 1＊＊ 0.717 2＊＊ 0.564 8＊
(20, 50) 0.891 2＊＊ 0.918 0＊＊ 0.650 0＊＊ 0.770 1＊＊ 0.642 6＊＊
(25, 50) 0.922 6＊＊ 0.974 4＊＊ 0.824 0＊＊ 0.867 9＊＊ 0.708 3＊＊
(30, 50) 0.942 2＊＊ 0.984 0＊＊ 0.881 5＊＊ 0.894 6＊＊ 0.768 1＊＊
(35, 50) 0.960 5＊＊ 0.994 1＊＊ 0.945 5＊＊ 0.926 5＊＊ 0.776 8＊＊
(40, 50) 0.972 4＊＊ 0.991 5＊＊ 0.972 7＊＊ 0.935 6＊＊ 0.766 7＊＊
(45, 50) 0.989 7＊＊ 0.996 2＊＊ 0.995 4＊＊ 0.923 7＊＊ 0.715 8＊＊
(50, 50) 1.000 0＊＊ 1.000 0＊＊ 1.000 0＊＊ 0.917 1＊＊ 0.645 5＊＊
表 2 黄波罗人工林各生长性状早 、晚期相关系数
Tab.2 Juvenile-maturecorrelationcoefficientofgrowthcharacter
oftheplantationofPheliodendronamurenseRupr.
A(j, m) rhj-hm rdj-dm rVj-Vm rhj-Vm rdj-Vm
(3, 30) 0.514 3＊ 0.620 4＊ 0.542 6＊ 0.554 1＊ 0.408 2
(6, 30) 0.672 5＊＊ 0.698 5＊＊ 0.648 5＊＊ 0.570 6＊ 0.412 7
(9, 30) 0.447 3 0.784 1＊＊ 0.830 4＊＊ 0.790 9＊＊ 0.508 3
(12, 30) 0.542 6＊ 0.8295 ＊＊ 0.892 7＊＊ 0.824 3＊＊ 0.534 7＊
(15, 30) 0.764 2＊＊ 0.934 7＊＊ 0.940 7＊＊ 0.865 1＊＊ 0.602 9＊
(18, 30) 0.892 6＊＊ 0.975 4＊＊ 0.965 8＊＊ 0.891 3＊＊ 0.626 1＊＊
(21, 30) 0.924 6＊＊ 0.982 7＊＊ 0.984 2＊＊ 0.904 2＊＊ 0.757 4＊＊
(24, 30) 0.968 7＊＊ 0.990 4＊＊ 0.978 9＊＊ 0.943 7＊＊ 0.715 2＊＊
(27, 30) 0.976 2＊＊ 0.998 2＊＊ 0.996 5＊＊ 0.957 4＊＊ 0.644 9＊＊
(30, 30) 1.000 0＊＊ 1.000 0＊＊ 1.000 0＊＊ 0.914 5＊＊ 0.708 6＊＊
图 3 黄波罗天然林各生长性状早晚
期相关系数随年龄的变化情况
Fig.3 Changeofjuvenile-maturecorrelationcoeficient
ofgrowthcharacterofnaturalforestof
PheliodendronamurenseRuprwiththetime
图 4 黄波罗人工林各生长性状早晚
期相关系数随年龄的变化情况
Fig.4 Changeofcorrelationcoefficientofgrowth
characteroftheplantationofPheliodendron
amurenseRupr.withtheage
370 北华大学学报(自然科学版) 第 10卷
从图 3分析可知 ,黄波罗天然林各性状间的早 、晚期相关系数均随着年龄的增长而增大 ,渐次提高.
25a前相关系数增长率较大 , 25a以后增长缓慢 , 30a以后趋于平稳.25 ～ 30a出现明显的分化趋势 ,是生
长性状的转折期.而从图 4可知 ,人工林在 9a以后渐次提高 ,增长变化较大 , 18a以后趋于平稳 ,进入相对
稳定期.
从表 1分析可知 ,经 F检验 ,黄波罗天然林各生长性状的早 、晚期相关系数在 25a后均达到极显著水
平 ,而表 2显示 ,人工林在 18a后均达到了极显著水平.
综合黄波罗幼 、成龄生长变异的相关性可知 , 30a和 18a分别为黄波罗天然林和人工林生长性状相关
的转折点 ,各性状在转折点后变化趋于平稳 ,进入稳定期.
2.3 早期选择效率与最佳选择年龄
以 50a作为黄波罗天然林成熟龄 , 30a为人工林的成熟龄 ,森林更新期定为 2a,计算出各性状早 、晚
期年龄比值的自然对数及其相关系数的回归方程(见表 3、表 4),并计算出各年龄的拟合相关系数 rjm ,以
此估算早期选择效率 E[ 8] ,结果见表 5、表 6.
表 3 黄波罗天然林生长性状早 、晚期相关系数的回归方程
Tab.3 Regressionequationofjuvenile-maturecorrelationcoefficientofgrowth
characterofnaturalforestofPheliodendronamurenseRupr.
相关关系 回归方程 r
rhj-hm y=1.010 54+0.154 171 6LAR 0.962 402 8＊＊
rdj-dm y=1.025 205+0.129 184LAR 0.941 270 1＊＊
rVj-Vm y=0.992 076 5+0.248 668 2LAR 0.939 657 6＊＊
rhj-Vm y=0.956 476 2+0.182 296 2LAR 0.953 589 9＊＊
rdj-Vm y=0.768 484 3+0.154 898LAR 0.873 989 1＊＊
表 4 黄波罗人工林生长性状早 、晚期相关系数的回归方程
Tab.4 Regressionequationofjuvenile-maturecorrelationcoefficientofgrowth
characteroftheplantationofPheliodendronamurenseRupr.
相关关系 回归方程 r
rhj-hm y=0.961 611 6+0.241 860 5LAR 0.833 565 3＊＊
rdj-dm y=1.029 415+0.187 136 1LAR 0.979 941 1＊＊
rVj-Vm y=1.046 242+0.212 543 6LAR 0.971 873 7＊＊
rhj-Vm y=0.972 075 7+0.190 222 2LAR 0.954 028 9＊＊
rdj-Vm y=0.721 766 9+0.157 859 5LAR 0.918 034 6＊＊
表 5 黄波罗天然林各生长性状在不同年龄时的选择效率
Tab.5 SelectionefficiencyofeachcharacterofnaturalforestofPheliodendronamurenseRupr.atthedifferentages
E
年龄 /a h-h d-d V-V h-V d-V
5 4.872 7 5.408 6 3.121 0 3.992 4 3.062 3
10 3.310 1 3.546 9 2.574 9 2.881 6 2.256 2
15 2.525 2 2.661 7 2.121 8 2.257 0 1.782 1
20 2.053 3 2.142 3 1.804 2 1.864 6 1.479 6
25 1.741 3 1.802 8 1.580 2 1.600 0 1.274 2
30 1.514 4 1.558 9 1.406 0 1.403 3 1.120 4
35 1.342 2 1.375 5 1.268 5 1.252 1 1.001 7
40 1.209 2 1.234 1 1.160 6 1.134 6 0.909 3
45 1.099 3 1.118 5 1.067 4 1.036 1 0.891 4
50 1.010 5 1.025 2 0.992 1 0.956 5 0.874 0
371第 4期 刘喜仁 ,等:黄波罗生长变异与早期选择的研究
表 6 黄波罗人工林各生长性状在不同年龄时的选择效率
Tab.6 SelectionefficiencyofeachcharacteroftheplantationofPheliodendronamurenseRupr.atthedifferentages
E
年龄 /a h-h d-d V-V h-V d-V
3 2.594 9 3.834 0 3.567 7 3.421 7 2.295 0
6 2.298 9 2.920 2 2.824 8 2.664 0 1.876 8
9 1.953 3 2.341 5 2.301 7 2.164 0 1.548 8
12 1.689 5 1.959 5 1.944 5 1.821 8 1.318 0
15 1.496 0 1.694 7 1.693 3 1.582 8 1.153 8
18 1.341 3 1.494 4 1.500 5 1.400 2 1.026 3
21 1.216 8 1.338 5 1.349 1 1.257 2 0.925 4
24 1.118 0 1.216 3 1.230 1 1.144 9 0.845 8
27 1.031 7 1.113 2 1.128 6 1.049 6 0.777 5
30 0.961 6 1.029 4 1.046 2 0.972 1 0.721 8
由表 5、表 6可知 ,黄波罗不同林分个体生长性状选择效率随年龄的增长而减小 ,天然林各性状 30a
的选择效率均大于 30a以后的选择效率 ,而人工林 18a各生长性状的早期选择效率均大于以后的选择
效率.
综合各生长性状变异规律 ,幼 、成龄相关性及其早期选择效率变化趋势 ,初步确定黄波罗天然林和人
工林最佳早期选择年龄分别为 30a和 18a,早期选择以胸径为主要指标 ,树高为辅助指标.
3 结 论
1)黄波罗不同林分个体生长性状变异随着年龄的增长呈递减趋势 ,经过一个剧烈的分化期后 ,明显
转向相对稳定阶段 ,天然林在 30a以后趋于平稳 ,进入稳定期 ,而人工林在 18a.
2)黄波罗不同林分个体幼 、成龄生长变异的相关系数随着年龄的增长渐次提高 ,其中天然林在 30a
以后增长缓慢 ,趋于平稳 ,并达到了极显著水平 ,是幼 、成熟林生长性状相关的转折点 ,而人工林转折点
在 18a.
3)综合分析黄波罗不同林分的个体各生长性状变异规律 ,早 、晚期相关程度及早期选择效率 ,初步确
定黄波罗天然林和人工林个体最佳选择年龄分别为 30a和 18a.
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372 北华大学学报(自然科学版) 第 10卷