全 文 ：书收稿日期:2012 － 11 － 07 修回日期:2013 － 01 － 10
基金项目:福建省科技厅科技攻关重点项目(2005N044)．
作者简介:郑天汉(1965 －) ，男，高级工程师，高级经济师．研究方向:森林资源培育． Email:Sunday46@ sina． com．通讯作者兰思仁(1963 －) ，
男，教授，博士生导师．研究方向:森林资源培育． Email:lsr9636@ 163． com．
红豆树人工林优树选择
郑天汉1，兰思仁2
(1．福建省林业厅，福建 福州 350003;2．福建农林大学，福建 福州 350002)
摘要:首次应用标准差选择法、多目标决策和集对分析原理对红豆树人工林进行优树选择．选择红豆树优树 22 株，与全省
红豆树胸径、树高、材积年平均生长量相比，分别增长了 95．7%、29．5%、400．6% ．精选优树 8 株，胸径、树高、单株材积年平
均生长量分别为:1．23 cm、0．6 m、0．0497 m3，与全省红豆树平均生长量相比，分别增长了 125%、36．4%、664．6%;与优树均
值相比分别增长 15%、5．3%、36．5% ．
关键词:红豆树;人工林;优树;选择
中图分类号:S792．99 文献标识码:A 文章编号:1671-5470(2013)06-0610-06
Elite tree selection in the plantation forest of Ormosia hosiei
ZHENG Tian-han1，LAN Si-ren2
(1． Fujian Forestry Department，Fuzhou，Fujian 350003，China;2． Fujian Agriculture and
Forestry University，Fuzhou，Fujian 350002，China)
Abstract:The standard deviation method，multi-objective decision method，and set pair principle were applied in the elite tree se-
lection for the plantation forest of Ormosia hosiei． 22 predicted individuals were selected． Their average annual increment in DBH，
height and individual volume were 95． 7%，29． 5%，400． 6%，respectively，compared to Ormosia hosiei in Fujian with annual
growth，respectively． 8 of them were further selected，and their average annual growth in DBH，height and individual volume were
1．23 cm，0．6 m and 0．0497 m3，respectively． Their average annual increment in DBH，height and volume were 125%，36．4% and
664．6%，respectively，compared to average growth of Ormosia hosiei in Fujian;and the increment 15%，5．3% and 36．5%，re-
spectively，compared to the growth of predicted elite tree of Ormosia hosiei．
Key words:Ormosia hosiei;plantation forest;elite tree;selection
红豆树(Ormosia hosiei)系豆科蝶形花亚科红豆树属，国家Ⅱ级保护珍稀濒危植物，广泛分布于福建、
江苏、安徽、浙江、江西、河南、湖北、湖南、贵州、四川、陕西及甘肃等省区，常见于海拔 200 － 900 m 的低山
丘陵、河边及村落附近，是同属树种中树形最大、分布最北、经济价值最高的珍贵树种，树高可达 40 m，胸
径超过 2 m，树冠开展，枝叶茂密浓绿，是优良的园林绿化观赏树种［1 － 2］．红豆树木材是工艺、雕刻、高档装
璜装饰、珍贵家具的上等用材，具有极高的经济价值．目前，相关文献未见红豆树遗传改良等方面的研究报
道，本文探讨了红豆树人工林的优树选择方法及其选择结果．
1 材料和方法
1．1 材料
本研究的红豆树来源于 1965 － 1966 年福建省系统布设的科研试验林，科研试验林面积约 40 hm2;20
世纪 70 年代至今，相继种植的红豆树林分约 15 hm2 ．试验地的立地质量等级为Ⅰ、Ⅱ类立地，Ⅲ类立地仅
2 块．
1．2 研究方法
鉴于现有红豆树人工林分较少，可供开展红豆树优树选择的群体较小，故对红豆树优树选择采取较为
细致的选择途径［3，4］．为防止一些优良遗传材料的漏选，对四旁树等个别生长特别突出的单株以特选树方
DOI:10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2013.06.016
式进行优树选择，特选树的选择标准为:胸径年生长量 ＞ 1 cm、树高生长量 ＞平均值、枝下高 ＞ 6 m、树干通
直系数为“1”．
1．2．1 标准差选择法 根据红豆树 13 个生长性状的研究结果，材积与胸径的相关性达到 0．9342，说明在
生长环境相同的林分中进行优树选择时，以胸径为主因子能反映材积生长性状，并且具有直观、简便、可操
作性强、选择结果可靠的优点．尤其是在红豆树资源有限的条件下，不存在类似杉木或马尾松的庞大选择
群体，为了从有限的群体中充分利用和不遗漏红豆树优良基因资源，可以采用标准差选择法来适度放大优
树选择．
以胸径为红豆树林分个体的标志值，如果抽样调查的样品结构符合正态分布规律，根据统计学原理:
胸径在 2 倍的标准差范围内的个体，应该在 95．45%的概率区间内，即用 2 倍标准差作为基准对红豆树优
势木进行选择，其入选概率为 2．28%，即入选的优树预选树就是小概率事件．
1．2．2 林分径级的正态分布检验 采用 χ2 分布检验方法，对红豆树林木株数按径阶分布状态进行检验，
用皮尔逊定理［5］
η =∑
m
i = 1
Vi － nP( )i 2 /nP[ ]i
式中，Vi 为实际频数、nPi 为理论频数．若 η ＜ x
2
0．05则说明该分布为正态分布．
1．2．3 优树标准 参考红椎的优树选择标准［6，7］，并根据红豆树人工林生长分化情况，红豆树人工林优树
生长量指标为树高大于优势木 10%、胸径大于优势木 20%、材积大于优势木 100% ．其他形质指标为主干
通直系数、圆满、冠形浓密、侧枝粗细、夹角，个别单株心材为黑色的特殊性状直接入选．
1．2．4 优树精选 应用多目标决策和集对分析原理［8］，计算各因子的相对权重系数和综合指数．
权重系数计算式:λ j = Ｒj ∑Ｒ( )ij ，总和∑λ i = 1．
综合指数计算式:wj =∑ λ j × U( )j ．
式中:各因子权重系数 λ j、i为目标、j为选择因子、Ｒ 为红豆树性状间的相关系数，∑Ｒij为相关系值之
和，Uj 为性状因子．
2 结果与分析
2．1 红豆树胸径生长的正态分布检验
没有外力干预的林分中，林木按照一定的规律生长发育，在森林胸径径级结构上，一般表现较稳定的
正态分布．红豆树人工林株数按径阶分布规律遵从正态分布，可利用标准差选择法选择优势木(表 1)．
表 1 红豆树人工林胸径分化规律的 χ2 检验及其特征值
Table 1 The χ2 test and its characteristic value of DBH differentiation law for plantation forest of Ormosia hosiei
林分 平均胸径 / cm 标准差 偏度 峭度 变动系数 η值 χ20．05
三元 16．29 4．5240 0．3225 － 0．5211 27．77 10．5841 14．0672
南靖 19．00 6．2965 0．2090 － 0．6150 33．14 18．5225 21．0261
华安 30．67 10．4182 0．1467 － 0．6090 33．97 6．0280 15．5073
沙县 21．36 4．0022 － 0．1467 － 0．6504 18．74 3．8917 12．5916
2．2 红豆树优树选择指标
优树选择是一种去劣留优的选择，是对表现型分布的正方向极端个体进行选择，其目标是增大群体子
代的平均值．根据正态分布曲线的数学性质，将平均数和标准差作为红豆树优良单株的选择标准．选择差
=入选优势木平均值 －群体平均值，因此，林分平均值 +选择差(2S)=优良单株的选择值．共选择 67 株
优良红豆树，胸径平均增长率 71．8%，树高平均增长率 17．3%(表 2)．
2．3 红豆树人工林优树选择结果
应用五株优势木对比树法对标准差选择法所筛选的优良单株逐株进行比较和选择，选择出红豆树人
工林优树 22 株(表 3)．
·116·第 6 期 郑天汉等:红豆树人工林优树选择
表 2 红豆树人工林优良单株选择结果
Table 2 Selection of the dominant trees of plantation forest of Ormosia hosiei
项目
胸径
cm
胸径增长率
%
树高
m
树高增长率
% 项目
胸径
cm
胸径增长率
%
树高
m
树高增长率
%
三元 35．5 98．3 22．5 24．3 南靖 44．3 131．9 25．2 29．2
三元 39．6 121．2 22．5 24．3 南靖 57．0 128．3 24．5 25．6
三元 37．5 109．5 21．0 16．0 南靖 36．9 93．2 17．8 － 8．7
泰宁 31．8 128．8 21．0 66．7 南靖 38．2 100．0 19．1 － 2．1
泰宁 35．6 156．1 22．5 78．6 南靖 36．3 90．1 17．2 － 11．8
泰宁 22．5 62．6 20．0 58．7 南靖 36．0 88．5 16．9 － 13．3
将乐 35．2 100．0 21．0 31．3 南靖 41．6 117．8 22．5 15．4
将乐 31．6 79．5 25．0 56．3 周宁 27．8 11．6 15．5 11．5
将乐 28．8 63．6 19．0 18．8 周宁 27．7 11．2 16．0 15．1
将乐 25．6 45．5 24．0 50．0 周宁 30．5 22．5 17．5 25．9
华安 47．0 87．6 23．0 5．0 周宁 28．0 12．4 18．0 29．5
华安 38．0 58．3 23．0 5．0 周宁 42．1 69．1 18．0 29．5
华安 51．0 100．7 23．0 5．0 邵武 22．7 38．4 19．5 50．0
华安 44．0 77．9 19．5 － 11．0 邵武 26．1 59．1 20．5 57．7
华安 52．0 103．9 23．0 5．0 邵武 30．0 82．9 15．0 15．4
华安 41．0 68．1 19．5 － 11．0 邵武 31．1 89．6 21．0 61．5
华安 39．0 61．6 19．5 － 11．0 屏南 38．2 17．5 17．0 13．3
华安 58．0 123．5 19．5 － 11．0 屏南 39．8 22．5 17．0 13．3
华安 38．0 58．3 19．5 － 11．0 屏南 38．2 17．5 17．0 13．3
华安 44．0 43．3 24．0 9．6 尤溪 27．6 55．1 25．8 40．2
华安 45．0 46．6 24．5 11．9 尤溪 34．5 93．8 25．7 39．7
华安 48．0 56．4 21．0 － 4．1 尤溪 26．9 51．1 25．1 36．4
华安 61．0 98．7 23．0 5．0 寨下 36．4 133．3 19．5 35．4
沙县 38．1 65．7 22．5 12．5 寨下 24．3 55．8 19．5 35．4
沙县 44．2 92．2 25．0 25．0 寨下 20．7 32．7 18．5 28．5
葛坑 38．2 46．4 21．5 9．1 寨下 20．6 32．1 16．0 11．1
葛坑 38．6 47．9 19．5 － 1．0 石陂 26．1 41．8 17．0 16．4
葛坑 39．7 52．1 20．0 1．5 石陂 24．2 31．5 20．0 37．0
葛坑 40．6 55．6 20．5 4．1 石陂 36．2 96．7 17．0 16．4
葛坑 45．6 74．7 21．5 9．1 石陂 24．3 32．1 15．0 2．7
南靖 44．2 131．4 24．5 25．6 石陂 28．5 54．9 13．8 － 5．5
南靖 36．9 93．2 17．8 － 8．7 延平 41．4 49．5 18．0 8．4
南靖 37．0 93．7 17．9 － 8．2 延平 40．6 46．6 18．5 11．4
南靖 37．3 95．3 18．2 － 6．7 平均 － 71．8 － 17．3
表 3 入选的红豆树人工林优树及其性状因子
Table 3 The selected elite trees of plantation forest of Ormosia hosiei and their characters
样本号
胸径
cm
胸径离差
cm
树高
m
枝高
系数
通直
系数
单株材积
m3
年均生长量
胸径 / cm 树高 /m 材积 /m3
年龄 / a
1 44．2 21．2 25．0 0．24 0．50 1．843 1．13 0．64 0．0473 39
2 42．1 17．2 18．0 0．16 0．83 0．996 1．11 0．47 0．0262 38
3 35．5 17．6 22．5 0．27 0．83 0．965 0．93 0．59 0．0254 38
4 39．6 21．7 22．5 0．49 1 1．221 1．04 0．59 0．0321 38
5 37．5 19．6 21．0 0．29 0．83 0．979 0．99 0．55 0．0258 38
6 58．0 27．3 19．5 0．33 1 2．434 1．45 0．49 0．0608 40
7 61．0 30．3 23．0 0．15 0．83 3．674 1．53 0．58 0．0919 40
8 45．6 19．5 21．5 0．30 1 1．570 1．20 0．57 0．0413 38
9 35．2 17．6 21．0 0．21 0．83 0．857 0．88 0．53 0．0214 40
10 44．2 25．1 24．5 0．22 1 1．786 1．11 0．61 0．0447 40
11 36．9 17．8 21．5 0．23 0．50 0．979 0．92 0．54 0．0245 40
12 37．0 17．9 22．0 0．36 0．83 1．019 0．93 0．55 0．0255 40
13 37．3 18．2 22．0 0．30 1 1．037 0．93 0．55 0．0259 40
·216· 福建农林大学学报(自然科学版) 第 42 卷
续表 3
样本号
胸径
cm
胸径离差
cm
树高
m
枝高
系数
通直
系数
单株材积
m3
年均生长量
胸径 / cm 树高 /m 材积 /m3
年龄 / a
14 44．3 25．2 24．5 0．18 0．83 1．796 1．11 0．62 0．0449 40
15 57．0 37．9 24．5 0．45 1 3．391 1．43 0．61 0．0848 40
16 36．9 17．8 21．0 0．43 0．83 0．946 0．92 0．53 0．0236 40
17 38．2 19．1 21．0 0．33 1 1．018 0．96 0．53 0．0255 40
18 36．3 17．2 20．0 0．30 1 0．850 0．91 0．50 0．0213 40
19 36．0 16．9 20．5 0．41 1 0．867 0．90 0．51 0．0217 40
20 41．6 22．5 22．0 0．59 1 1．317 1．04 0．55 0．0329 40
21 31．8 17．1 21．0 0．55 1 0．698 1．03 0．68 0．0225 31
22 35．6 21．7 22．5 0．60 1 0．971 1．15 0．73 0．0313 31
2．4 红豆树人工林优树精选
表 4 红豆树优树选择的权重系数1)
Table 4 Weight coefficients of elite tree selection for Ormosia hosiei
目标 因子 相关系数 权重系数
速生丰产性状 材积年均生长量 1 0．39
胸径年均生长量 0．9342 0．37
树高年均生长量 0．5986 0．24
小计 2．5328 1
干材形质性状 枝下高 0．2081 0．42
通直系数 0．2834 0．58
小计 0．4915 1
1)综合指数计算时，将枝下高转化为枝高系数．
2．4．1 优树选择的权重系数 以表型选择的 22
株优树为对象，应用综合指数法进行红豆树优树
精选．根据红豆树的材用性改良目标，及上述红豆
树主要经济性状的分析结果，确定以速生丰产和
干材形质为基础的 5 个主要性状因子为评价指
标，用相对比较法确定权重系数 λ．红豆树优树选
择的 5 个性状因子分别为材积、胸径、树高、枝下
高、通直系数，各因子的权重系数以红豆树材积性
状与其它各个性状的相关系数为基础，应用多目
标决策和集对分析原理，获得各自的相对权重系
数(表 4)．
2．4．2 红豆树优树分级 按 4 级评价标准划分:综合评价指标的平均值 W为 0．936，综合评价指标的标准
差为 0．116，其 1 /2 标准差为 0．058．Ⅰ级标准为 Wj －W ＞ S，Ⅱ级标准为 Wj － W ＞ 0．5S，Ⅲ级标准为 Wj － W
＞ 0，Ⅳ级标准为 Wj －W ＜ 0．红豆树优树精选以各优树的综合评价指标值分级确定(表 5)．
表 5 红豆树人工林优树综合评价指标值
Table 5 The comprehensive assessment indexes of predicted elite trees for plantation forest of Ormosia hosiei
样本号 1 2 3 4 5 6 7 8
Wj 0．832 0．832 0．842 1．026 0．86 1．097 1．034 1．003
Wj －W － 0．104 － 0．104 － 0．094 0．09 － 0．076 0．161 0．098 0．067
级别 Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅱ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅱ
样本号 9 10 11 12 13 14 15 16
Wj 0．782 0．948 0．718 0．869 0．891 0．884 1．124 0．889
Wj －W － 0．154 0．012 － 0．218 － 0．067 － 0．045 － 0．052 0．188 － 0．047
级别 Ⅳ Ⅲ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅰ Ⅳ
样本号 17 18 19 20 21 22
Wj 0．909 0．87 0．919 1．058 1．061 1．143
Wj －W － 0．027 － 0．066 － 0．017 0．122 0．125 0．207
级别 Ⅳ Ⅳ Ⅳ Ⅰ Ⅰ Ⅰ
2．4．3 红豆树优树选择效果 根据综合指标值精选优树，最终从人工林中选择样本号为 4、6、7、8、15、
20、21、22 共 8 株优树(表 6)．精选的 8 株优树平均胸径 46．3 cm、平均树高 22．1 m、通直度系数 0．98、单株
材积 1．9094、胸径年平均生长量 1．23 cm、树高年平均生长量 0．6 m、单株材积年平均生长量 0．0497 m3 ．精
选优树的胸径、树高、单株材积的年平均生长量与全省红豆树林分的胸径、树高、单株材积的年平均生长量
0．5467 cm、0．44 m、0．0065 m3 相比较，分别增长 125%、36．4%、664．6%;与优树均值相比分别增长 15%、
5．3%、36．5% ．
·316·第 6 期 郑天汉等:红豆树人工林优树选择
表 6 红豆树精选优树及其性状特征值
Table 6 Elite trees of Ormosia hosiei and their characteristic values
优树
编号
胸径
cm
树高
m
枝下高
m
通直
指数
单株材积
m3
年均生长量
胸径 / cm 树高 /m 材积 /m3
年龄
a
综合
评价
4 39．6 22．5 11．0 1 1．2211 1．04 0．592 0．0321 38 1．026
6 58．0 19．5 6．5 1 2．4336 1．45 0．488 0．0608 40 1．097
7 61．0 23．0 3．5 0．83 3．6741 1．53 0．575 0．0919 40 1．034
8 45．6 21．5 6．5 1 1．5696 1．20 0．566 0．0413 38 1．003
15 57．0 24．5 8．0 1 3．3910 1．43 0．613 0．0848 40 1．124
20 41．6 22．0 13．0 1 1．3171 1．04 0．550 0．0329 40 1．058
21 31．8 21．0 11．5 1 0．6975 1．03 0．677 0．0225 31 1．061
22 35．6 22．5 13．5 1 0．9710 1．15 0．726 0．0313 31 1．143
2．4．4 特选优树 为防止红豆树优良遗传材料的漏选，对四旁树等生长突出的单株以特选树方式进行优
树选择，共选择 18 株特选优树(表 7)． 特选优树平均心材率为 77． 5%，比全省平均心材率 57． 9%高
19．6%;平均胸径 77．35 cm，最大胸径 151 cm;平均树高 24．32 m，最大树高 40 m;平均枝下高 8．32 m，最大
枝下高 15 m;平均单株材积 6．05 m3，最大单株材积 27．57 m3 ．这些优树多数呈孤立木或混生于其他树种
的林分中，红豆树“木出于林”，且形质性状良好．
表 7 红豆树特选优树
Table 7 The special elite trees of Ormosia hosiei
特选样本
胸径
cm
树高
m
枝下高
m
通直
系数
侧枝粗
cm
枝角
度
冠幅
m
心材率
%
材积
m3
特选 1 53．6 21．5 6．0 1 9．0 35 11．5 67．0 2．3301
特选 2 121．4 31．0 7．0 1 24．0 30 15．0 82．1 14．1394
特选 3 93．5 29．0 12．0 1 17．0 45 10．0 79．8 8．0863
特选 4 151．0 40．0 17．0 1 19．0 45 19．0 85．6 27．5747
特选 5 74．8 23．0 7．0 1 13．0 40 17．0 71．2 4．2047
特选 6 76．7 21．0 8．0 1 16．0 45 11．0 78．0 4．0213
特选 7 64．6 25．0 9．0 1 8．0 50 12．0 71．2 3．4710
特选 8 50．3 24．0 7．0 1 12．0 60 12．0 78．9 2．0799
特选 9 71．3 24．5 6．5 1 21．0 45 11．5 78．4 4．0951
特选 10 67．2 24．0 6．0 1 18．0 45 11．0 86．0 3．5877
特选 11 42．7 22．0 10．0 1 8．5 45 8．5 65．8 1．3996
特选 12 56．3 21．0 8．0 1 10．0 60 7．5 76．6 2．2471
特选 13 108．9 18．0 2．0 1 11．0 80 9．0 87．9 6．6577
特选 14 58．0 23．0 9．5 1 14．0 38 10．0 81．1 2．6050
特选 15 48．0 18．0 7．0 1 9．0 45 7．0 76．5 1．4245
特选 16 50．0 14．0 6．0 1 11．0 45 6．5 81．3 1．1937
特选 17 46．1 30．0 15．0 1 12．0 50 7．5 72．6 2．2109
特选 18 60．2 31．0 9．0 1 15．0 30 14．0 74．8 3．7764
3 小结与讨论
选择红豆树优树 22 株，平均胸径 41．5 cm，平均树高 21．9 m，平均枝下高 9 m，通直度指数 0．89．胸径、
树高、单株材积年平均生长量分别为 1．07 cm、0．57 m、0．0364 m3 ．与全省红豆树胸径、树高、材积年平均生
长量相比(0．5467 cm、0．44 m、0．0065 m3) ，分别增长 95．7%、29．5%、400．6%，优树的选择效果极显著．
精选的 8 株优树平均胸径 46．3 cm、平均树高 22．1 m、通直度系数 0．98、单株材积 1．9094．胸径、树高、
单株材积年平均生长量分别为:1．23 cm、0．6 m、0．0497 m3 ．精选优树的胸径、树高、单株材积的年平均生长
量与全省红豆树平均水平相比，分别增长 125%、36．4%、664．6%;与优树均值相比分别增长 15%、5．3%、
36．5% ．精选的优树可用于近期开展组织培育和扦插等无性繁殖利用．
在材用性优树改良目标中，以材积、胸径、树高、枝下高、通直系数 5 个性状指标为优树选择因子，以红
豆树材积生长与其它各个性状的相关系数为权重系数，应用多目标决策和集对分析原理进行优树选择，选
·416· 福建农林大学学报(自然科学版) 第 42 卷
择效果良好且生产实用性强．
首次应用多目标决策和集对分析原理对红豆树人工林进行优树选择，其方法和结果有待进一步验证．
本研究共筛选出 18 株特选优树，这些特选优树呈孤立木或混生于其他树种的林分中，形质性状良好，
具有较高经济价值．
鉴于部份优树已流出福建原种植地，或被个人移植保存收集，建议加强对珍贵红豆树种质资源的保护．
致谢:王章荣和吴承祯教授给予悉心指导，参加野外调查的还有何国生、高兆蔚等．
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(责任编辑:吴显达)
·516·第 6 期 郑天汉等:红豆树人工林优树选择