全 文 ：40 林业科技开发 2008年第 22卷第 6期
红豆树立木的主要性状特征研究(Ⅰ )
郑天汉
(福建省林业厅 , 福州 350003)
摘 要:分别测量与分析了红豆树立木的胸径 、树高 、枝下高 、胸高心材比率 、枝粗系数 、树干通直度系数 、枝下高
系数等 13个性状特征及其变异程度 , 及各主要性状间相关关系进行了探讨。结果表明 , 材积生长与胸径 、冠长 、Ⅰ
级侧枝粗度 、树高 、枝角 、通直度呈极显著正相关 , 与枝下高呈显著相关。 红豆树材用性优树选择因子的重要性序
列为:胸径 、枝下高 、树高和胸高心材比率;枝下高与通直度可择其一作优树选择的评价指标;枝粗系数可作为红豆
树干材的形质控制指标。
关键词:红豆树;性状特征;变异程度;相关矩阵
收稿日期:2008-06-13 修回日期:2008-09-18
基金项目:福建省科技厅科技攻关重点项目 “红豆树优良种质选
择与速生丰产栽培技术研究 ”(编号:2005N044)。
作者简介:郑天汉(1965-),男 ,高级工程师 、高级经济师 ,从事森
林资源培育工作。 E-mail:sunday46@sina.com
StudyontheCharacteristicsofTreeofOrmosiahosieiHemsl.etWils.(I)∥ZHENGTian-han
Abstract:The13 charactersofOrmosiahosieiHemsl.etWils.individualsincludingdiameteratbreastheight(DBH),
height, underbranchheight(UBH), heartwoodrateatbreastheight(HRBH), coursebranchcoeficient(CBC), stem
straightnesscoeficient(SSC)andunderbranchheightcoeficientandtheirvariationweremeasuredandanalyzed, andthe
correlationbetweenthecharacterswasalsodiscussedinthispaper.TheresultsshowedthatthevolumeofO.hosieiHemsl.et
Wils.individualswassignificantlypositiverelationwithDBH, height, SSC, UBH, canopylength, diameteroflateralbranch
ofgradeIandbranchcorner.AsthefactorsforchoosingsuperiorindividualsofO.hosieiHemsl.etWils., theimportanceof
thecharacterswasintheorder:DBH >UBH(orSSC)>treeheight>HRBH.CBCcouldbeusedasanindexforthe
stemprofileofO.hosieiHemsl.etWils.
Keywords:OrmosiahosieiHemsl.etWils.;Characters;Variation;Correlativematrix
Author saddress:ForestryDepartmentofFujianProvince, 350003 Fuzhou, China
林木各性状特征的表现 ,首先是受其物种所具有
的遗传基因所控制;反之 ,林木各性状特征的表现又
体现其遗传基因的作用结果。所以 ,林木优树表型选
择首先依据各性状的差异 ,并且 ,性状特征的差异越
大 ,可选择的程度也就越大 ,选择效果也可能越显著 。
优树选择是林木遗传改良中最基础的工作 ,而对性状
特征的充分认识即是优树选择的基础 ,缺乏对性状特
征的认识和把握就匆忙搞优树选择 ,其选择效果及可
信度很值得商榷 [ 1] 。在进行红豆树 (Ormosiahosiei
Hemsl.etWils.)优树选择时 ,首先必须充分认识红
豆树各性状特征 、性状分化差异程度 、性状间关联程
度 、经济价值以及性状的可遗传程度等 ,对所希望的
性状给予正确的评定 ,进而科学拟定优树的选择标
准 。目前 ,相关文献尚未见有关红豆树的性状特征及
其基本规律的研究报道 ,本文对红豆树主要数量性状
和质量性状的分化程度进行了探讨。
1 材料与方法
1.1 材料来源
研究材料来源于福建省境内的浦城 、政和 、松溪 、
南平 、武夷山 、建瓯 、沙县 、永安 、泰宁 、古田 、屏南 、柘
荣 、周宁等 35个市(县 、区)的现有红豆树林木的调
查观察资料 ,由红豆树人工林标准地调查材料 、天然
林群落样地调查材料 、优树选择专项调查材料三部分
组成。
1.2 研究方法
1.2.1 性状特征调查方法
根据林木性状研究常用的指标以及红豆树自身
的林学特性 ,对以下几项性状特征值的调查方法作如
下的规定:
(1)分枝角度(分枝与树冠上部主干的夹角)———
树冠基部 4 ～ 5个轮生枝平均分枝角度。
(2)分枝粗 ———树冠基部充分发育的 4 ～ 5个轮
生枝离主干 5cm左右处的平均直径 。
(3)通直度———以树干地上 6m区分为 6段 ,逐
个区段观测 ,通直记为 “1”,有弯记为 “0”。如第 6区
段有弯 ,记为 “111110”。
(4)心材比率———通过解析木测算心材占全株
干材的比率 ,通过解析木建立心材材积与胸径相关数
学模型 、心材材积与年龄相关数学模型 、心材直径与
胸径的关系式 。进行心材颜色类型辨识和典型标本
的木材结构性质分析。
(5)病虫害类型———白蚁 、蛀干 、蛀根 、蛀梢 、食
应用研究
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叶的虫害名称。枝叶受害程度分:无 、 <10%、10% ～
30%、31% ～ 50%、51% ～ 70%、整株死亡 。
1.2.2 性状特征值计算方法
林木材用性优树选择的主要性状指标是胸径 、树
高 、枝下高 、通直度 、冠幅 、心材比率等[ 1] 。为便于数
量化分析比较 ,将各性状转化为具有可比性的系数指
标 ,进而对红豆树各性状变异程度进行比较分析。各
性状特征值计算公式如下:
枝粗系数 (f1)=枝粗 /胸径;树干通直度系数
(f2)=各区段通直度观测值 /6;枝下高系数(f3)=枝
下高 /树高;冠长系数 1(f4)=冠长 /胸径;冠长系数 2
(f5)=冠长 /树高;冠长系数 3(f6)=冠幅 /胸径;胸高
心材比率(f7)=胸高心材直径 /胸径;胸径分化程度
(f8)=各株胸径 /林分胸径平均值;树高分化程度
(f9)=各株树高 /林分平均高;枝下高分化程度(f10)
=各株枝下高 /林分平均枝下高 。
2 结果与分析
2.1 红豆树主要数量性状的分化与变异程度
材用性林木的主要数量性状因子为材积 、胸径 、
树高 、枝下高 ,立木材积性状变异来源于胸径 、树高 、
枝下高三因素 。另外 ,由于红豆树红褐色心材的经济
价值最为突出 ,因此 ,笔者对红豆树胸径 、树高 、枝下
高 、胸高心材比率等 4个数量性状指标进行测量和分
析 。从表 1可见 ,红豆树林木个体的各个性状因子具
有较大的变异性。其中 ,林木个体的胸径 、树高 、枝下
高 、胸高心材比率的性状变异为:f8 >f3 >f9 >f7 ,即胸
径分化程度最大 、枝下高分化程度次之 、树高分化程
度居三 、胸高心材比率最小 。这为红豆树优树选择提
供的基本信息是:在选择基础的差异上 ,为胸径 >枝
下高 >树高 >胸高心材比率 ,可以参考以胸径生长性
状为主要优树选择因子 ,枝下高 、树高和胸高心材比
率分别次之的选择条件重要性序列。
表 1 红豆树主要性状特征的变异程度
项 目 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10
均值 0.28 0.83 0.54 0.24 0.4 1.01 0.58 1.00 1.00 0.99
最大值 0.65 1.00 0.88 0.53 1.21 3.87 0.93 2.56 1.67 1.86
中值 0.26 0.83 0.58 0.22 0.37 0.79 0.58 0.92 1.02 0.96
最小值 0.07 0.33 0.13 0.09 0.15 0.15 0.19 0.36 0.34 0.41
标准差 0.126 2 0.197 1 0.175 6 0.087 9 0.184 6 0.732 2 0.147 8 0.492 4 0.312 3 0.333 3
方差 1.846 7 6.408 5 0.281 8 1.368 5 6.031 2 94.891 0 0.021 7 8.971 9 3.609 4 4.110 8
变异系数 0.455 8 0.237 4 0.323 8 0.372 4 0.456 8 0.724 3 0.255 2 0.492 4 0.312 5 0.336 7
样本数 117 167 763 178 178 178 156 178 178 178
在制定优树表型选择的依据时 ,数量化指标是选
择的主要依据 ,但是 ,在天然林中 ,由于林木的一些测
树因子常常无法测定 ,使表型选择时无法以数量化指
标进行 。例如 ,在没有干扰的红豆树天然林分中 ,红
豆树的年龄世代结构通常表现为连续繁衍 ,其林分龄
级构成为多世代共存的复合结构 ,林分中的立木确切
生长年龄 ,目前尚无法准确确定 。这样就无法测算出
红豆树生长性状数量化指标值并以此为选择依据进
行选优 。因此 ,红豆树天然林中 ,干材形质性状指标
是开展红豆树表型选择的重要依据 。研究红豆树干
材形质性状指标及其性状间的相关性程度 ,就成为开
展红豆树遗传改良工作的必要前提。
2.2 红豆树干材形质性状的分化与变异程度
红豆树 5个干材形质性状指标变异也很丰富 ,其
性状变异程度分别为:f6 >f5 >f1 >f4 >f2 ,即红豆树林
木的形质性状变异为树冠 >枝粗 >通直度。这为红
豆树优树选择提供的基本信息是:在制定材用性优树
入选标准时 ,变异程度大的性状选择应有较大的选择
差 ,其选择差大小的次序极可能为 “树冠-枝粗-通直
度 ”;从单一性状因素考虑 ,居前的性状可能有更大
的选择效果。
2.3 红豆树主要性状的相关关系
2.3.1 红豆树性状间相关矩阵
以 113株不同区域 、不同龄级 、不同径级分布的
天然红豆树林木为红豆树性状间相关性分析的样本
资料 ,对红豆树材积 、胸径 、树高 、枝下高 、枝下高 -树
高比 、冠长 、侧枝粗-胸径比 、侧枝粗度 、枝角等 13个
性状进行相关分析 [ 2] ,结果见表 2。
2.3.2 红豆树材积性状相关性分析
材积生长性状是其他性状在生长过程中的综合体
现 ,其较高的生长量是生产上所追求的目标 ,所以材积
性状是材用性遗传改良目标中开展优树选择的主要生
长量指标 ,与材积性状相关性高的性状指标也就是选
优工作中的重要参考因子。从表 2可见 ,红豆树材积
生长与其他各因子相关关系的显著性程度为:材积生
长与胸径 、冠长 、Ⅰ级侧枝粗度 、树高 、枝角 、通直度 、冠
应用研究
42 林业科技开发 2008年第 22卷第 6期
长 /树高呈极显著正相关 ,与枝下高呈显著相关 ,表明
这些性状在红豆树材用性目标的优树选择上具有较高
的一致性。材积性状与树高 /胸径 、冠长 /胸径呈负向
极显著相关 ,材积性状与枝粗系数呈负向显著相关 ,表
明红豆树优树选择时应选择树干削度较小 、冠长系数
较低(即窄冠型立木)、枝粗系数较小的植株。
表 2 红豆树 13个重要性状间的相关矩阵
项目 材积 /V 胸径 /D 树高 /H 枝下高 /h 枝高系数 /K 冠长 /W 枝粗系数 /t 侧枝粗度 /T 枝角 /Q H/D W/H W/D 样本数
D 0.934 2＊＊ 113
H 0.598 6＊＊ 0.616 7＊＊ 113
h 0.208 1＊ 0.132 8 0.366 4＊＊ 113
K -0.127 0 -0.237 9＊ -0.224 2＊ 0.789 5＊＊ 113
W 0.776 4＊＊ 0.829 7＊＊ 0.565 4＊＊ 0.070 7 -0.249 4＊＊ 113
t -0.205 8＊ -0.237 9＊ -0.278 6＊＊ -0.269 1＊＊ -0.145 5 -0.038 9 113
T 0.662 9＊＊ -0.185 1＊ 0.419 6＊＊ -0.026 5 -0.309 2＊＊ 0.730 5＊＊ 0.397 5＊＊ 113
Q 0.314 2＊＊ 0.758 9＊＊ 0.294 6＊＊ 0.164 9 0.023 0 0.396 8＊＊ -0.320 1＊＊ 0.125 2 113
H/D -0.509 6＊＊ -0.698 0＊＊ -0.134 8 0.218 8＊ 0.338 1＊＊ -0.679 2＊＊ -0.087 6 -0.654 0 -0.274 0 113
W/H 0.396 5＊＊ 0.480 1＊＊ -0.084 0 -0.204 8＊ -0.149 2 0.732 2＊＊ 0.219 3＊ 0.542 1＊＊ 0.280 5＊＊ 0.309 9＊＊ 113
W/D -0.380 0＊＊ -0.498 3＊＊ -0.538 6＊＊ -0.175 6 0.195 6＊＊ -0.101 2 0.283 0＊＊ -0.297 1＊＊ -0.044 0 0.267 9＊＊ 0.309 9＊＊ 113
P 0.283 4＊＊ 0.331 6＊＊ 0.489 1＊＊ 0.606 3＊＊ -0.047 0 0.302 7＊＊ -0.415 1＊＊ 0.112 6 0.205 9＊-0.047 0 -0.028 0 -0.256＊＊ 96
注:P为通直度 , “＊”和 “＊＊”分别指在 0.05和 0.01水平上差异显著;R(0.05, 113)和 R(0.01, 113)的相关等系数检验值分别为 0.185 1和
0.240 5;R(0.05, 96)和 R(0.01, 96)的相关等系数检验值分别为 0.199和 0.266。
2.3.3 红豆树胸径性状相关性分析
胸径性状与其他各因子相关关系的显著性程度
为:红豆树胸径性状与冠长 、枝角 、树高 、通直度呈极
显著正相关 ,表明这些性状与胸径生长性状也具有较
高的一致性;胸径性状与枝粗系数 、枝下高系数 、侧枝
粗度呈显著负相关 ,表明枝粗系数 、枝下高系数 、侧枝
粗度越大 ,就越不利于红豆树胸径生长 。因此 ,可以
将枝粗系数 、枝下高系数 、侧枝粗度作为红豆树优树
选择的控制因子 。
2.3.4 红豆树树高性状相关性分析
树高性状与其他各因子相关关系的显著性程度
为:红豆树树高性状与冠长 、通直度 、侧枝粗 、枝下高 、
枝角呈极显著正相关 ,即树高与这些性状的表现具有
较高一致性 。树高性状与冠长系数 、枝粗系数 、枝下
高系数呈显著或极显著负相关 ,可以将三者作为红豆
树优树选择的控制因子。
2.3.5 红豆树枝下高性状相关性分析
红豆树枝下高与枝下高系数 、通直度 、树高呈极
显著正相关 ,与材积 、树高 /胸径呈显著相关;与枝粗
系数 、冠长 /树高比呈显著或极显著负相关 。表明枝
下高 、枝下高系数 、通直度 、树高具有紧密的内在关
系 ,在优树或优良单株选择的评价因子确定时 ,可选
择其中之一作评价因子或在评价指标分量上作出合
理确定;同时 ,优树候选树应具有枝粗系数 、冠长 /树
高比都较小的特点 。
2.3.6 红豆树枝粗系数相关性分析
枝粗系数与材积 、胸径 、树高 、枝下高系数等性状
因子皆呈负向显著或极显著相关 ,表明枝粗系数是影
响红豆树主要数量性状因子的重要相关指标 ,即枝粗
系数可作为红豆树干材形质的最重要控制因子 。
以红豆树 Ⅰ级侧枝枝粗与胸径的比值为枝粗系
数 ,红豆树枝粗系数平均值为 0.28,将枝粗系数按
0.1为一个径级划分为 4个级别类型 ,结果发现枝粗
指标与胸径 、树高 、枝角存在较密切关系 ,枝粗与枝下
高不存在有实际意义的相关关系 。从表 3可见 ,红豆
树枝粗系数越小 , 胸径 、树高也越大 , 而枝角则处在
45°左右的较合理范围内。由此可见 ,枝粗系数可作
为制定红豆树优树选择的主要考察依据之一。
表 3 红豆树枝粗系数与其他性状关系
级别类型 枝粗-胸径指数 株数 株数比率 /% 胸径 /cm 树高 /m 枝下高 /m 枝粗 /cm 冠长 /m 枝角 /°
<0.1 0.15 36 31.6 49.7 19.9 6.8 7.0 6.0 47
0.2 ～ 0.3 0.24 32 28.1 33.2 15.9 5.6 7.8 5.0 37
0.3 ～ 0.4 0.33 25 21.9 35.2 15.9 4.8 11.7 6.2 36
0.4 ～ 0.5 0.47 21 18.4 29.2 15.4 4.4 13.9 5.5 32
均值 0.28 37.8 17.0 5.6 9.6 5.7 39
3 结 论
(1)红豆树数量性状在选择基础上的差异为:胸
径 >枝下高 >树高 >胸高心材比率 ,即可以胸径生长
性状为主要优树选择因子 ,枝下高 、树高和胸高心材
应用研究
林业科技开发 2008年第 22卷第 6期 43
比率分别次之的选择条件重要性序列 。
(2)红豆树林木的形质性状变异为:树冠 >枝粗
>通直度 ,选择差大小的次序可能为 “树冠-枝粗-通
直度”;从单一性状因素考虑 ,居前的性状可能有更
大的选择效果。
(3)材用性红豆树优树选择中 ,影响优树选择效
果的最主要数量性状因子是胸径 、树高 、枝下高;需要
控制的主要形质性状因子 ,应选择树干削度小 、冠长
系数低(即窄冠型立木)、枝粗系数小的植株 。而且 ,
枝粗系数是影响红豆树主要数量性状因子的最重要
因子 ,可作为红豆树干材的形质控制因子 。
(4)枝下高 、枝下高系数 、通直度 、树高具有紧密
的内在关系 ,在优树或优良单株选择的评价因子确定
时 ,可选择其中之一作评价因子或在评价指标分量上
做出合理确定。
(5)红豆树天然林中 ,在自然因素的长期作用
下 ,性状变异得到不断积累和巩固 ,从而产生丰富的
基因型 ,因而具有较大的变异幅度;在人工林中 ,基因
分离和重组造就了林木个体的差异性 ,从而为开展红
豆树表型选择提供了条件。但是 ,不同林分环境条件
下 ,个别红豆树性状特征也可能产生分异 ,如不同密
度环境下的红豆树林分中 ,立木的冠幅 、枝角 、枝下
高 、树高 /胸径比值等性状都有可能在个体竞争中产
生分化。因此 ,研究红豆树立木性状特征及其相关关
系时 ,样本以天然林立木或四旁树时可靠性会更高。
参考文献
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林业出版社 , 1984.
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出版 , 195-196.
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2007, 34(4):71-73.
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业科技 , 2007, 34(1):63-66.
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研究 [ J]江西农业大学学报 , 2007, 29(增刊):142-144.
(责任编辑 周贤军)
北京土石山区一年生柳树能源林栽植密度试验
康树珍1, 2 ,贾黎明 1＊ ,彭祚登 1 ,郝小飞 1
(1.北京林业大学森林培育与保护省部共建重点实验室 , 北京 100083;2.天津市河西区园林管理局)
摘 要:以优良无性系 172柳(Salix×jiangsuensisCL`J-172 )为研究对象 ,在北京土石山地条件下研究了 1a生
能源林的合理栽植密度。结果表明 , 172柳以密度 200 000株 /hm2(即株行距 10cm×20cm, 两行带距 80cm)林分
的生物产量最高 ,达到了 14.1t/(hm2·a),比其他密度提高了 12% ～ 570%。建立了1a生 172柳植株生长指标(地
径和株高)与单枝生物量的模型。初步研究了 172柳能源林实现高产的合理密度 , 为适宜该立地条件的能源林发
展提供理论及技术依据 ,以促进我国能源的可持续利用及社会可持续发展。
关键词:柳树;能源林;栽植密度;模型拟合;生物量
APrimaryStudyonthePlantingDensityofEnergyPlantationofWilowinRockyMountainAreain
Beijing∥KANGShu-zhen, JIALi-ming, PENGZuo-deng, HAOXiao-fei
收稿日期:2008-07-31 修回日期:2008-09-10
基金项目:高等学校科技创新工程重大项目培育资金项目 “灌木能源
林树种选育与高效培育技术研究 ”(编号:706007);国家 “十一五 ”科
技支撑项目 “能源林培育技术 ”(编号:2006BAD18B01)。
第一作者简介:康树珍(1981-),女 ,硕士 ,主要研究方向为能源林树
种选择及栽培技术研究。通讯作者:贾黎明 ,副教授 ,博士。 E-mail:
jlm@bjfu.edu.cn
Abstract:Inthispaper, Salix×jiangsuensisCL`J-172 wasplantedtostudythereasonableplantingdensityofenergy
plantationintherockymountainareasinBeijing.Theresultsshowedthatthebiomassofthestandwithdensityof200 000
tree/hm2 wasthegreatest(14.1t/(hm2·a))andincreasedby12% ～ 570% thanthatoftheotherdensities.Thebest
non-linearregressionfittedbyasingletreebiomass(W)withdiameteratground(D)andheight(H)wasconstructed.
ThisresultswouldbeusefulfortheenergyforestdevelopmentofwillowinthesimilarsiteconditionsinChina.
Keywords:Salix×jiangsuensisCL`J-172 ;Energyplantation;Plantingdensity;Model;Biomass
Firstauthor saddress:TheKeyLaboratoryforSilvicultureandConservationofMinistryofEducation, BeijingForestry
University, 100083 Beijing, China
目前人类赖以生存的化石能源在迅速减少 ,且
过度开发利用带来了严重的环境问题 (大气污染 、
温室效应 、酸雨等等)。因此 ,探寻可再生清洁资源
已成为全球崇尚的永恒主题 ,能源林由此受到世界
各国的普遍重视。能源林作为生物质能的一种 ,以
应用研究