全 文 ：收稿日期： 2013–08–21　　　　接受日期： 2013–10–22
基金项目： 福建省科技重大专项(2012NZ0001-1)； 国家自然科学基金项目(31100472)； 教育部高校博士学科专项基金(20103515120004；20113515110009)
　资助
作者简介： 陈苏英(1987 ~ )，女，硕士研究生，研究方向为森林生态学。E-mail: chensuying1987@126.com
* 通讯作者 Corresponding author. E-mail: lxymxq@126.com
热带亚热带植物学报　2014， 22(3)： 281 ~ 291
Journal of Tropical and Subtropical Botany
杉 木[Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook]是
我国南方重要的速生用材树种，具有生长快、材性
好、单产高、分布广等特点，在我国南方林木业生产
中占有重要的地位[1–2]。为提高杉木人工林的产量，
1.5代杉木种子园不同无性系生长和结实性状的评价
陈苏英1,2, 马祥庆1,2*, 吴鹏飞1,2, 林文奖3, 陈友力3, 邹显花1,2, 陈奶莲1,2
(1. 福建农林大学林学院， 福州 350002； 2. 国家林业局杉木工程技术研究中心， 福州 350002； 3. 福建漳平五一国有林场， 福建漳平 364400)
摘要： 为进一步优化 1.5 代杉木种子园的质量，通过对福建漳平杉木种子园内 21 个杉木无性系生长和球果特征的调查，分析不
同无性系生长和结实性状的差异及其相互关系，采用层次分析法对不同无性系的生长性状和结实性状进行综合评价。结果表
明：1.5 代杉木种子园不同无性系之间的生长和结实性状存在明显差异；不同无性系的结实量、球果体积、球果鲜重与其种子产
量显著相关，生长性状与结实量、结实量与种子发芽率的相关性不显著。根据不同无性系生长性状和结实性状的综合评价结
果，有 6 个无性系具有生长快且结实量高的特性，可作为重建 1.5 代杉木种子园的材料。
关键词： 杉木； 无性系； 生长性状； 结实性状； 综合评价
doi: 10.3969/j.issn.1005–3395.2014.03.010
Evaluation on Growth and Seed Characters of Different Clones in
1.5-generation Seed Orchard of Chinese Fir
CHEN Su-ying1,2, MA Xiang-qing1,2*, WU Peng-fei1,2, LIN Wen-jiang3, CHEN You-li3, ZHOU Xian-hua1,2,
CHEN Nai-lian1,2
(1. College of Forestry, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China; 2. Chinese Fir Engineering Research Center of State
Forestry Bureau, Fuzhou 350002, China; 3. Wuyi State-owned Forest Farm, Zhangping 364400, China)
Abstract: In order to further optimize the quality of 1.5-generation seed orchard, the growth and setting characteristic
of 21 Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) clones in 1.5-generation of seed orchard at Wuyi State-owned Forest
Farm, Zhangping, Fujian Province, were investigated, and the difference and relationship of growth and setting
characters among clones were analyzed. The characters of growth and setting of 21 clones was comprehensively
evaluated by the analytic hierarchy process (AHP). The results showed that there were significant differences
in growth and setting characters among different clones in 1.5-generation seed orchard. There was significant
correlation between seed yield and setting amount, volume, fresh weight of cone, but no significant correlation
between growth characters and cone setting amount, seed germination rate, respectively. According to the
comprehensive evaluation on growth and setting characters of different clones, 6 clones of Chinese fir were
selected owing to fast-growing and high seed yield. It was suggested that they could be used as materials for
reconstruction 1.5-generation seed orchard of Chinese fir.
Key words: Cunninghamia lanceolata; Clone; Growth character; Setting character; Comprehensive evaluation
282 第22卷热带亚热带植物学报
人们在大量杉木种源试验、优树选择及优良基因收
集的基础上建立了杉木种子园，为杉木人工造林提
供优质种子，取得了极为显著的增产效益[3]。但由
于传统杉木种子园建设过程中在建园材料的选择
上往往只注重杉木的速生性，较少考虑杉木的结实
特性，导致大量已建种子园出现杉木生长快、但结
实量低、种子产量不稳定的现象，无法为生产上提
供足够的杉木良种[4–7]。因此如何选择适宜的杉木
建园材料，保证新建杉木种子园种子的高产稳产是
当今杉木种子园建设中亟待解决的重大课题。
长期以来，国内学者在杉木种子园建园无性系
的筛选、建园技术和种子园管理等方面进行了大量
研究[8–10]。刘斯通等[11]对杉木初级种子园 20 年生
子代林进行了生长性状遗传增益的分析，筛选出 18
个优势单株，为下一代种子园的建设提供了优良材
料。许鲁平[12]对杉木种子园在建园材料和园址选
择、种子园营建技术、种子园管理及遗传增益等方
面进行了调查和分析，为下一代种子园的营建提出
了建议。袁亚夫等[13]以四川洪雅林场杉木种子园
为研究对象，对种子园的无性系配置、种子园管理、
土壤及花粉管理进行了调查，认为只对 1.5 代种子
园不同无性系进行子代生长性状测定，而没有对其
开花结实特性进行观测，会导致种子园的产量偏
低。一些学者对通过松土、施肥、生长素的施用以
及辅助授粉等措施以提高种子园种子产量进行了
研究[14–17]，但由于杉木的结实性状受杉木遗传特性
的影响，增产效果不明显。因此，在建园之初选择
生长和结实性状兼优的杉木优良无性系，可很好地
解决杉木种子园种子产量低的问题。
鉴于此，本文以福建漳平五一国有林场 1.5 代
杉木种子园为研究对象，对种子园内的 21 个杉木
无性系的生长性状(树高、胸径、材积、冠幅)、种实性
状(果长、果宽、果高径比、果体积、果鲜重、结实量、
千粒重、种子发芽率)进行调查，比较不同杉木无性
系生长和结实性状的差异性及其相关性，采用层次
分析法对不同无性系的生长性状和结实性状进行
综合评价，筛选出生长和结实性状兼优的杉木无性
系，为重建 1.5 代杉木种子园提供材料。
1 试验地概况
杉木种子园位于福建省漳平市五一国有林场
(东经 117°29′、北纬 25°02′)，属亚热带海洋性季风气
候，年平均气温为 20.3℃，年均降水量为 1508.8 mm，
年均蒸发量达 1169 mm，相对湿度 80%，年无霜期
有 300 d，年日照时数达 1878 h 以上。种子园海拔
为 400 ~ 500 m，土壤为山地红壤。
该园建于 1985 年，当时共有 50 个杉木无性系，
大部分来源于福建省内各地的优良家系，小部分来
源于贵州、浙江、安徽、四川及广东等地的优良杉木
家系。种子园按照坡位、坡向和坡度进行小区划分，
共划分为 8 个小区(图 1)。每个小区随机配置 25
个无性系，按 4 m×5 m 进行种植。1990 年种子园
开始结果，2001 年在对杉木子代测定的基础上对
初级种子园进行去劣疏伐，最后保留了 37 个无性
系，建立了 1.5 代杉木种子园。
图 1 种子园小区示意图
Fig. 1 Map of seed orchard
2 研究方法
2.1 无性系生长性状的测定
1.5 代杉木种子园中有不同杉木无性系 37 个，
根据坡位、坡向、当年生长和结实情况，选取具有代
表性的 21 个杉木无性系进行生长性状的测定，所
选无性系在种子园中的位置见图 2。
图 2 杉木种子园不同无性系的分布图
Fig. 2 Distribution map of different clones in seed orchard
第3期 283陈苏英等：1.5代杉木种子园不同无性系生长和结实性状的评价
2012 年 10 月对杉木种子园中 21 个无性系的
生长状况进行调查，每个杉木无性系随机选取 3 株
标准木，调查树高、胸径、冠幅、冠形。采用红外测
高仪(瑞典 V1RT1X Ⅳ)测定杉木树高，用围径尺测
量胸径，用皮尺测定冠幅。采用福建省杉木二元立
木材积公式[1]计算材积：V = 0.0000827 × D1.785388607 ×
H0.9313923697 (式中，V 为材积；D 为胸径；H 为树高)。
2.2 无性系种实性状的测定
2012 年 10 月 在 进 行 生 长 调 查 后 对 21 个 杉
木无性系进行单株采种，由工人分别爬树采集不
同无性系杉木的所有球果，随后进行称重，计算不
同无性系杉木的结实量。从采集的每个无性系球
果中随机选取种鳞尚未脱落的球果 10 个，带回室
内进行球果特性指标的测定。用电子天平和游标
卡尺在室内测定采集球果的鲜重、球果长度(最长
处)、球果宽(最宽处)，计算球果体积[21]，球果体积 =
1/3π(果宽/2)2 × 果高。将球果按无性系分开晾干，
待球果完全干裂后，取出杉木种子，用百粒法测定
不同无性系种子的千粒重。在人工培养箱中进行
萌发试验，统计不同无性系种子的发芽率[18–20]。
2.3 生长和种实性状的变异系数分析
用 Excel 2010 和 SPSS 19.0 进行变异系数分
析。变异系数 Vi =
σ i
Xi
(式中：σi 表示标准差； Xi表
示平均值)。
2.4 生长和种实性状的综合评价
利用层次分析法[22–24]对不同无性系杉木的生
长性状和种实性状进行综合评价。
评价指标体系建立　　目标层为筛选生长量
和结实量兼优的杉木无性系；准则层由生长性状、
球果性状、种子性状 3 个评价因子组成；子准则层
由树高、胸径、材积、结实量、果体积、果鲜重、千粒
重、发芽率组成(图 3)。
图 3 多性状综合评价层次结构
Fig. 3 Construction of hierarcby process on multicharacter and polystage
综合评价指数计算　　根据评价体系和层次
分析法的 1 ~ 9 级尺度法[23]，构建判断矩阵(表 1)。
表中，bij 表示第 i 个元素与第 j 个元素对上一
层某个因素的重要性。矩阵要进行一次性检验，检
验结果 CR 必须小于等于 0.1，否则就要重新构造
矩阵；用特征根法计算判断矩阵各元素在各准则层
下的权重 AW = λmaxW；用和积法求最大特征根及向
量，对判断矩阵进行正规化：Wi = – 。计算判断
矩阵最大特征根 λmax = ∑
n
i = 0
(AW)i
nWi
；判断矩阵一致性
检验：CR = CI/RI，式中，CI 为一致性指标，RI 为
平均随机指标。当 CR ≤ 0.1 时认为判断矩阵具有
满意的一致性，决策通过一次性检验。
ui
ui∑
n
i = 0
284 第22卷热带亚热带植物学报
度均大于 14%，说明杉木无性系的各生长性状存在
着不稳定性，因此在建立杉木高世代种子园时对种
子园建园材料的再选择是必要的和有潜力的。
3.2 球果形态特征的比较
对 21 个杉木无性系球果的形态特征指标进行
单因素方差分析(表 5)， 结果表明不同杉木无性系
间的结实量、果长、果宽、果高径比、果体积、果鲜重
等性状的差异均达极显著水平(P < 0.01)。从表 6
可见，20 号、28 号和 30 号无性系的球果综合性
状指标较好，28 号无性系的结实量和果体积优势
明显，结实量是最低(16 号无性系)的 17.5 倍，果体
积是最小(42 号无性系)的 8.67 倍；且它们的结实量
为 5.00 ~ 19.31 kg ind.–1，均大于平均值。可见，由
于遗传和自然环境的差异，不同杉木无性系的球果
形态特征存在明显不同。
由表 7 可知，杉木无性系的结实量及球果各
生长性状不稳定，变异系数的大小顺序为：球果体
积(变异系数 78%) > 结实量 > 果高径比 > 果宽 >
果鲜重 > 果长，除果长外，其他各性状的均大于
18%。这些性状间的变异较大，因此在建立杉木高
世代种子园时对种子园建园材料的再选择潜力巨
大。
对不同杉木无性系的球果和种子性状进行相
评价结果由综合评价结果(CEI)反映，根据各
个评价指标的实际测定值，将每个评价指标分为 4
个等级，赋值 1 ~ 4 分[23–24]，得到各项指标分数平均，
然后根据 CEI 计算各个无性系的综合评价排序。
CEI = 1/4∑(IiWi)，式中，Wi 为评价指标的权重，Ii
为单项指标评价值。
3 结果和分析
3.1 生长性状的比较
对 1.5 代杉木种子园 21 个无性系生长性状进
行方差分析(表 2)。除冠幅外，参试无性系之间的
树高、胸径、材积的差异均达显著水平(P < 0.05)。
从表 3 可见，40 号、30 号、32 号、15 号、29 号、
26 号和 25 号无性系的生长性状表现较优，树高在
17.33 ~ 20.20 m 之间，胸径在 34.67 ~ 43.00 cm 之
间，材积在 0.71 ~ 1.18 m3 之间，均高出了总体平均
值。从总体上看，随着树高的增加，胸径生长加快，
其中 40 号无性系的材积最大，是最小(1 号无性系)
的 3.69 倍，树高比 1 号无性系高 43.26%。可见不
同杉木无性系间的生长存在较大差异，进行杉木无
性系的选择具有较大的潜力。
从表 4 可知，杉木不同无性系生长性状变异程
表 1 层次分析法判断矩阵
Table 1 Judgment matrix of AHP
A B1 B2 … Bj … Bn
B1 b11 b12 … b1j … b1n
B2 b21 b22 … b2j … b2n
… … … … …… … ……
Bi bi1 bi2 … bij … bin
… … … … …… … ……
Bn bn1 bn2 … bnj … bnn
表 2 不同杉木无性系生长性状的方差分析
Table 2 Variance analysis of growth characters of Chinese fir clones
性状 Trait 变异来源 Source 离差平方和 Sum of squares 自由度 Freedom 均方 Mean square F P
树高 Height 无性系间 Among clones 287.812 36 7.995 1.761* 0.02
误差 Error 266.164 35 7.605
胸径 DBH 无性系间 Among clones 0.246 36 0.007 1.728* 0.024
误差 Error 0.237 35 0.007
材积 Volume 无性系间 Among clones 0 36 0 1.774* 0.019
误差 Error 0 35 0
冠幅 Crown width 无性系间 Among clones 54.614 36 1.517 1.246 0.211
误差 Error 54.613 35 1.56
*: P < 0.05
第3期 285陈苏英等：1.5代杉木种子园不同无性系生长和结实性状的评价
表 3 不同杉木无性系生长性状的比较
Table 3 Comparison of growth characters of Chinese fir clones
无性系
Clone
材积 (m³)
Volume
树高 (m)
Height
胸径 (cm)
DHB
冠幅 (m)
Crown width
1 0.43 ± 0.14de 14.10 ± 1.74h 29.33 ± 6.66bc 4.83 ± 0.29ef
4 0.58 ± 0.21cde 15.50 ± 1.45fgh 32.67 ± 5.86abc 6.17 ± 0.58abcd
8 0.64 ± 0.38bcde 15.23 ± 2.08fgh 34.00 ± 9.54abc 5.83 ± 1.04abcde
10 0.32 ± 0.03e 14.53 ± 0.55gh 24.67 ± 1.16c 5.00 ± 0.50def
15 0.91 ± 0.27abc 18.07 ± 0.76abcdef 39.00 ± 6.00ab 5.83 ± 0.29abcde
16 0.66 ± 0.22bcde 18.33 ± 0.95abcdef 32.33 ± 4.93abc 5.50 ± 0.50bcde
20 0.57 ± 0.39cde 18.80 ± 0.50abcdef 28.00 ± 13.08bc 5.17 ± 1.04cdef
23 0.68 ± 0.02bcde 17.53 ± 0.40abcdefg 34.00 ± 1.00abc 5.67 ± 0.58bcde
24 0.42 ± 0.26de 17.90 ± 0.69abcdef 24.67 ± 9.71c 6.00 ± 1.32abcde
25 0.71 ± 0.20abcde 17.33 ± 1.85abcdefg 34.67 ± 3.51abc 6.50 ± 0.00ab
26 0.80 ± 0.02abcd 19.13 ± 0.64abcd 35.67 ± 1.16abc 5.50 ± 1.73bcde
27 0.74 ± 0.50abcde 19.03 ± 4.00abcde 32.33 ± 8.74abc 5.87 ± 1.01abcde
28 0.45 ± 0.15cde 14.67 ± 1.46gh 29.33 ± 4.73bc 4.23 ± 0.46f
29 0.85 ± 0.04abcd 18.07 ± 1.19abcdef 38.00 ± 2.00ab 6.00 ± 0.50abcde
30 1.15 ± 0.20a 19.63 ± 0.55abc 43.00 ± 4.00a 7.00 ± 0.50a
32 1.06 ± 0.11ab 19.83 ± 3.06ab 41.00 ± 2.65a 6.33 ± 0.29abc
35 0.46 ± 0.13cde 15.83 ± 2.30efgh 28.33 ± 3.06bc 5.50 ± 0.00bcde
36 0.78 ± 0.80abcde 16.03 ± 3.53defgh 34.33 ± 16.20abc 5.00 ± 0.50def
40 1.18 ± 0.12a 20.20 ± 0.10a 43.00 ± 0.15a 7.00 ± 0.00a
42 0.61 ± 0.09bcde 16.43 ± 1.89cdefgh 33.00 ± 1.00abc 5.93 ± 0.12abcde
44 0.80 ± 0.39abcd 16.80 ± 2.43bcdefgh 36.67 ± 7.57ab 6.17 ± 1.04abcd
平均 Mean 0.71 ± 0.33 17.29 ± 2.43 33.71 ± 7.62 5.76 ± 0.91
同列数据后不同字母表示无性系间差异显著(P < 0.05)。
Data followed different letters within column indicate significant difference at 0.05 level.
表 4 不同杉木无性系生长性状的变异分析
Table 4 Variation analysis of growth characters of Chinese fir clones
树高 Height 胸径 DBH 材积 Volume 冠幅 Crown width
平均 Average 17.29 33.71 0.71 5.76
标准差 Standard error 2.43 7.62 0.33 0.91
变异系数 Coefficient of variation 0.14 0.23 0.46 0.16
关性分析(表 8)。不同杉木无性系结实量与种子重
之间存在显著相关(P < 0.05)；球果果长、果宽、果
体积与果鲜重之间存在极显著相关性(P < 0.01)；
果宽、果体积、果鲜重与种子重存在明显的相关性。
可见结实量、果宽、果体积和果鲜重对种子产量的
影响较大，且随着球果果宽、果体积、果鲜重的增
大，杉木球果的种子产量增加，但球果形态指标对
种子质量的影响不明显，即种子产量高，种子质量
不一定优。
3.3 生长性状与球果产量性状的相关性分析
为探讨不同杉木无性系生长性状与球果产量
的相关性，对不同杉木无性系的生长性状和球果
产量性状进行相关性分析(表 9)。不同杉木无性系
286 第22卷热带亚热带植物学报
表 5 不同杉木无性系球果结实性状的方差分析
Table 5 Variance analysis of cone setting character of Chinese fir clones
性状 Trait 变异来源 Source 离差平方和 Sum of squares 自由度 Freedom 均方 Mean square F P
结实量 Yield 无性系间 Among clones 457.381 20 22.869 2.608** 0.004
误差 Error 433.761 19 22.830
长 Length 无性系间 Among clones 57.551 20 2.878 12.760** 0
误差 Error 54.221 19 2.854
宽 Width 无性系间 Among clones 110.776 20 5.539 111.317** 0
误差 Error 102.908 19 5.416
高径比 Ratio of
height to diameter
无性系间 Among clones 111.888 20 5.594 122.502** 0
误差 Error 104.491 19 5.500
体积 Volume 无性系间 Among clones 41517.063 20 2075.853 36.978** 0
误差 Error 39768.362 19 2093.072
鲜重 Weight 无性系间 Among clones 1354.862 20 67.743 141.665** 0
误差 Error 1354.590 19 71.294 　 　
**: P < 0.01
表 6 不同杉木无性系球果性状的比较
Table 6 Comparison of cone character among the different clones of Chinese fir
无性系
Clone
结实量 Yield
(kg ind. –1)
体积 (cm³)
Volume
长度 (cm)
Length
宽度 (cm)
Width
高径比 Ratio of
height to diameter
鲜重 (g)
Weight
1 1.67 ± 0.76de 29.60 ± 7.96c 4.65 ± 0.49ab 2.44 ± 0.21efg 1.91 ± 0.16e 10.01 ± 1.46e
4 1.67 ± 1.15de 21.68 ± 6.79d 3.39 ± 0.51hi 2.44 ± 0.21efg 1.39 ± 0.14ghij 7.34 ± 1.06jk
8 4.12 ± 2.84cde 7.88 ± 2.13ef 3.89 ± 0.46def 1.38 ± 0.14hi 2.84 ± 0.27bc 9.22 ± 0.92fg
10 1.83 ± 1.15de 25.28 ± 9.60cd 3.39 ± 0.40hij 2.63 ± 0.43cde 1.31 ± 0.22ijk 5.56 ± 0.66m
15 4.50 ± 1.80cde 29.76 ± 12.89c 4.21 ± 0.96cde 2.52 ± 0.35def 1.66 ± 0.24f 10.62 ± 0.73d
16 0.67 ± 0.29e 20.03 ± 5.52d 3.43 ± 0.36ghi 2.34 ± 0.23fg 1.47 ± 0.13ghij 7.86 ± 0.69ij
20 7.50 ± 2.50abc 19.84 ± 3.45d 3.57 ± 0.31fgh 2.29 ± 0.12g 1.56 ± 0.09fgh 7.05 ± 0.32k
23 5.33 ± 2.57bcde 28.96 ± 5.87c 3.84 ± 0.41efg 2.67 ± 0.20cd 1.44 ± 0.15ghij 6.42 ± 0.60l
24 2.17 ± 1.61de 7.41 ± 1.71ef 4.27 ± 0.57bcd 1.28 ± 0.09ij 3.35 ± 0.45a 10.22 ± 0.52de
25 4.00 ± 3.04cde 62.59 ± 20.23a 4.38 ± 0.63bc 3.65 ± 0.34a 1.20 ± 0.11k 14.27 ± 0.59b
26 1.50 ± 0.87de 5.49 ± 1.65f 3.12 ± 0.41ij 1.28 ± 0.13ij 2.44 ± 0.31d 8.73 ± 0.49gh
27 5.00 ± 2.50bcde 5.07 ± 1.18f 3.14 ± 0.30ij 1.23 ± 0.09ij 2.54 ± 0.17d 7.12 ± 0.52k
28 11.67 ± 7.64a 29.01 ± 12.66c 3.51 ± 0.44fghi 2.73 ± 0.43c 1.29 ± 0.05jk 8.91 ± 0.77g
29 3.17 ± 3.75cde 24.71 ± 5.66cd 3.60 ± 0.47fgh 2.55 ± 0.17cde 1.42 ± 0.17ghij 9.79 ± 0.53ef
30 9.50 ± 3.28ab 23.47 ± 4.37cd 3.66 ± 0.24fgh 2.47 ± 0.19efg 1.49 ± 0.12fghi 8.23 ± 0.74hi
32 5.83 ± 4.07bcd 12.19 ± 4.04e 5.00 ± 0.70a 1.50 ± 0.15h 3.32 ± 0.20a 15.61 ± 0.63a
35 5.50 ± 3.46bcde 4.15 ± 0.84f 3.27 ± 0.45hij 1.10 ± 0.07jk 2.98 ± 0.42b 6.78 ± 0.58kl
36 4.50 ± 1.80cde 39.04 ± 6.51b 4.11 ± 0.30cde 3.00 ± 0.17b 1.37 ± 0.07hijk 11.67 ± 0.53c
40 2.50 ± 1.01de 4.74 ± 0.67f 3.27 ± 0.24hij 1.17 ± 0.04jk 2.78 ± 0.13c 7.38 ± 0.46jk
42 3.00 ± 2.65cde 3.34 ± 0.70fg 2.97 ± 0.33j 1.03 ± 0.06k 2.88 ± 0.24bc 5.53 ± 0.43m
44 2.33 ± 2.31de 20.99 ± 6.47d 3.64 ± 0.38fgh 2.32 ± 0.25g 1.57 ± 0.10fg 7.88 ± 0.31ij
平均 Mean 4.05 ± 2.27 20.25 ± 15.79 3.73 ± 0.69 2.10 ± 0.76 2.01 ± 0.76 8.87 ± 2.63
同列数据后不同字母表示差异显著(P < 0.05)。
Data followed different letters within column indicate significant difference at 0.05 level.
第3期 287
表 7 不同杉木无性系果实性状的变异分析
Table 7 Variation analysis of cone character of Chinese fir clones
结实量 Yield 体积 Volume 果长 Length 果宽 Width 高径比 Ratio of height to diameter 鲜重 Weight
平均 Mean 4.05 20.25 3.73 2.1 2.01 8.87
标准差 Standard error 2.27 15.79 0.69 0.76 0.76 2.63
变异系数 Coefficient of variation 0.56 0.78 0.18 0.36 0.38 0.30
表 8 不同杉木无性系果实性状间的相关性
Table 8 Correlation coefficient among cone characters of Chinese fir clones
结实量
Yield
果长
Length
果宽
Width
高径比 Ratio of
height to diameter
体积
Volume
鲜重
Weight
千粒重
1000-seed weight
种子重
Seed weight
发芽率
Germination rate
结实量 Yield 1 –0.023 0.155 –0.178 0.12 0.088 0.323 0.436* 0.108
果长 Length 1 0.521* 0.674** 0.445* 0.737** 0.083 0.278 0.09
果宽 Width 1 –0.272 0.677** 0.744** 0.115 0.433* 0.271
高径比
Ratio of height to diameter
1 –0.027 0.176 0.006 –0.035 –0.173
体积 Volume 1 0.436* 0.079 0.453* –0.176
鲜重 Weight 1 0.094 0.490* 0.387
千粒重 1000-seed weight 1 0.374 0.346
种子重 Seed weight 1 0.22
发芽率 Germination rate 　 　 　 1
*: P < 0.05；**: P < 0.01.
表 9 不同杉木无性系生长性状与球果产量的相关性
Table 9 Correlation among growth characters and cone yield of Chinese fir clones
材积 Volume 树高 Height 胸径 DBH 冠幅 Crown width 结实量 Cone yield
材积 Volume 1 0.823** 0.972** 0.818** 0.098
树高 Height 　 1 0.747** 0.809** 0.076
胸径 DBH 　 　 1 0.802** 0.110
冠幅 Crown width 　 　 　 1 0.049
结实量 Cone yield 　 　 　 　 1
**: P < 0.01
的材积、树高、胸径和冠幅之间存在极显著相关性
(P < 0.01)，但与结实量性状之间的相关性不明显。
可见，不同杉木无性系的材积、树高、胸径和冠幅对
球果产量的影响不大，生长快的无性系其种子产量
不一定高，这也证实只注重选择生长性状优良的无
性系建立杉木种子园会出现产量不稳定现象。
3.4 生长和结实性状的综合评价
3.4.1 判断矩阵的构造及一致性检验
根据图 3 及 1 ~ 9 级尺度法，对总目标层 A 和
综合评价层 B (B1，B2，B3)构建判断矩阵(表 10)。
然后依次计算矩阵的最大特征值 λmax 和一致性指
标 CI，然后确定平均一致性指标 RI，最后计算出随
机一致性比值：CR = 0.001 ≤ 0.1，可见矩阵满足一
致性。同样构建评价层 B 对 C 层的判断矩阵，依
次计算 λmax、CI、RI、CR，结果见表 11。
3.4.2 各评价因子排序
根据以上各个判断矩阵，计算出各评价因子对
总目标层的权重值，并进行排序(表 12)，材积 C3、结
实量 C4 和发芽率 C7 的权重分别排在第一、第二和
第三位，这与种子园经营中既需要林木生长快又需
要种子产量高的目的相符。
陈苏英等：1.5代杉木种子园不同无性系生长和结实性状的评价
288 第22卷热带亚热带植物学报
表 10 A-B 判断矩阵
Table 10 A-B judgment matrix
A B1 B2 B3 权重 Weight
B1 1 1 3 0.429
B2 1 1 3 0.429
B3 1/3 1/3 1 0.143
λmax = 3.001 CI = 0.0005 RI = 0.58 CR = 0.001 ≤ 0.1
表 11 各准则层对于相应子准则层的特征向量及一致性检验
Table 11 Eigenvector and consistency check for guide layer to corresponding subguide layer
矩阵 Matrix 特征向量 Eigenvector λmax CI RI CR
B1-C (0.167，0.167，0.667)
T 3.001 0 0.58 0.000 ≤ 0.1
B2-C (0.665，0.104，0.231)
T 3.087 0.043 0.58 0.075 ≤ 0.1
B3-C (0.750，0.250)
T 1.333 –0.667 0 0.000 ≤ 0.1
表 12 各评价因子的权重和排序
Table 12 Weight and order of evaluation factors
因子
Factor
B1 B2 B3 权重
Weight
排序
Order0.429 0.429 0.143
C1 0.167 0.071643 5
C2 0.167 0.071643 5
C3 0.667 0.286143 1
C4 0.665 0.285285 2
C5 0.104 0.044616 7
C6 0.231 0.099099 4
C7 0.75 0.10725 3
C8 　 　 0.25 0.03575 8
C1: 树高; C2: 胸径; C3: 材积; C4: 结实量; C5: 果体积; C6: 果鲜重; C7: 发芽率; C8: 千粒重; B1: 生长性状; B2: 球果性状; B3: 种子性状。
C1: Height; C2: DBH; C3: Volume; C4: Cone yield; C5: Cone volume; C6: Cone weight; C7: Germination rate; C8: 1000-seed weight; B1: Growth trait;
B2: Cone character; B3: Seed character.
3.4.3 综合评价
采用综合评价指数法 CEI 来反映综合评价结
果。由表 13 可知，32 号无性系综合分值居第一位，
可见在 21 个无性系中 32 号无性系的生长快而且
种子产量高；8 号无性系的综合排序位于末位。将
综合评分结果与平均值比较，按 30% 的入选率，从
参试的 21 个无性系选出 32、30、25、15、29、27
号生长快、结实量高的 6 个优良杉木无性系，可考
虑作为 1.5 代种子园重建材料。
4 结论和讨论
1.5 代杉木种子园不同无性系的生长性状(树
高、胸径、单株材积)间存在显著差异，生长性状较
优的 40 号、30 号和 32 号无性系的平均材积达
1.13 m3，是参试无性系平均值的 1.6 倍；不同无性
系的结实量及种实性状存在极显著差异，其中产量
最高的 28 号无性系是最低的 17.4 倍；且杉木各生
长性状以及结实性状等除果长外，均存在较大的不
稳定性，说明对杉木种子园建园材料的再选择是必
第3期 289
表 13 不同杉木无性系的综合评价结果
Table 13 Comprehensive evaluation of Chinese fir clones
无性系 Clone CEI 排序 Order 无性系 Clone CEI 排序 Order
32 0.962 1 28 0.621 12
30 0.863 2 26 0.616 13
25 0.788 3 35 0.545 14
15 0.718 4 16 0.531 15
29 0.707 5 44 0.513 16
27 0.704 6 4 0.470 17
36 0.698 7 42 0.456 18
40 0.696 8 24 0.443 19
23 0.650 9 1 0.405 20
8 0.648 10 10 0.329 21
20 0.637 11 平均 Mean　 0.619 　
要的和有潜力的。
大量研究表明：针叶树种子园不同无性系间的
生长性状和结实性状存在显著差异，且生长性状和
结实性状在优树间也存在变异[25–26]。刘斯通等[27]
的研究表明：杉木种子园 20 年生子代林各优树树
高、胸径和单株材积间的差异性达极显著水平，且
各生长性状间存在极显著的相关性。孙文生[28]的
研究表明：红松(Pinus koraiensis)种子园各无性系
间的结实量存在极显著差异，不同立地条件、管理
方式、树龄及遗传因子对种子园结实量具有显著影
响。本研究也得到相似结果，即种子园中不同杉木
无性系之间的生长性状和结实量存在显著差异，各
性状受坡位、坡度及管理因素的影响会出现一定程
度的变异。
40 号、32 号、15 号和 29 号杉木无性系的生
长性状较优，但其产量较低，最优的 40 号无性系的
产量为 2.5 kg，低于总体平均值；而结实量较大的
28 号、20 号和 23 号无性系结实量均高于平均值
的 1.3 倍以上，然而 28 号的材积仅为 40 号的 38%，
即生长性状较优的无性系结实量不一定高。丘进
清[29]的研究表明：种子园不同杉木无性系间结实量
存在较大的遗传差异，在结实性状稳定且高产的无
性系中，存在着生长性状一般或者不良的无性系。
洪永辉等[30]对马尾松(Pinus massoniana)种子园无
性系的产量和生长性状进行相关分析表明：两者不
相关，基本属于独立遗传关系，因此可对两性状进
行同时改良和选择。本研究表明：杉木生长性状与
结实量相关性不显著，有些生长较优的无性系产量
反而偏低，因此要保证杉木种子园的高产，要选择
遗传品质好、产量高的优良无性系作为建园材料。
白天道[31]研究表明：母树的结实量与单果出种量相
关性不显著，但与家系产量极显著相关。本研究表
明：不同杉木无性系的结实量、球果体积、球果鲜重
与其种子产量显著相关，即结实量大的种子产量也
较高，本文研究结果与前人研究基本一致。因此对
1.5 代种子园重建材料的选取除需要考虑生长性状
外，还需考虑结实性状，尽可能利用生长和结实兼
优的材料作为建园材料。
采用层次分析法对杉木种子园 21 个不同无
性系的生长和结实性状进行综合评价，筛选出生
长较快且结实量高的 6 个无性系，占参评无性系的
28.6%，可为改良 1.5 代杉木种子园提供科学依据。
在今后杉木种子园建设中必须改变传统只筛选速
生杉木无性系，较少考虑其结实性及种子质量等倾
向，应综合考虑建园材料的速生性和结实性，才能
实现杉木种子园的高产稳产。
致谢　　福建农林大学林学院黄淞宇、高峰林和高子健等同
学在外业调查和室内分析提供帮助和支持，在此表示感谢！
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