全 文 ： 收稿日期 }t||y p sz p u| ∀
3 林业部/主要树种开花结实规律及种子产量预测预报课题k|s p st p svl0的一部分 ∀胡建伟 !汪建亚 !张光辉 !廖 亮 !汪承坤 !龚
德荣等同志参加了部分研究工作 ∀
杉木种子园种子产量预测预报模型研究 3
周志翔
k华中农业大学林学系 武汉 wvsszsl
宋丛文
k湖北省林木育种中心 武汉 wvsszsl
冯春莲
k湖北省林业技工学校 武汉 wvssyxl
关键词 } 杉木 o种子产量 o预测模型
ΣΤΥ∆ΙΕΣ ΟΝ ΠΡΕ∆ΙΧΤΙΝΓ ΜΟ∆ΕΛ ΟΦΣΕΕ∆ ΨΙΕΛ∆
ΙΝ ΧΗΙΝΕΣΕ ΦΙΡ ΣΕΕ∆ ΟΡΧΗΑΡ ∆
«²∏«¬¬¬¤±ª
( Ηυαζηονγ Αγριχυλτυραλ Υνιϖερσιτψ Ωυηαν wvsszs)
≥²±ª ≤²±ªº ±¨
( Φορεστ Τρεε Βρεεδινγ Χεντρε οφ Ηυβει Προϖινχε Ωυηαν wvsszs)
ƒ ±¨ª ≤«∏±¯¬¤±
( Φορεστρψτεχηνιχαλ Σχηοολ οφ Ηυβει Προϖινχε Ωυηαν wvssyx)
Αβστραχτ : ׫¨ ³µ¨§¬¦·¬±ª °²§¨ ¶¯²©¦²±¨ ¦µ²³r¶¨ §¨¼¬¨ §¯²© ≤«¬±¨ ¶¨ ©¬µ¶¨ §¨²µ¦«¤µ§ º µ¨¨ ¶¨·¤¥¯¬¶«¨ §²±
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Κεψ ωορδσ: Χυννινγηαµια λανχεολατα k¤°¥ql ‹²²®qo≥¨¨ §¼¬¨ §¯o°µ¨§¬¦·¬±ª °²§¨¯
林木种子是林业生产的物质基础 o种子产量的预测预报是实现林木种子生产科学管理的重要基础
性工作 ∀随着预测超前性 !简便实用性和精度要求的不断提高 o多种预测方法便应运而生k方升佐 o
t||s ~陈幼生 ot||vl≈t ou  ∀笔者结合杉木≈ Χυννινγηαµια λανχεολατα k¤°¥ql ‹²²®q 开花结实特点 o对
杉木种子产量预测预报模型进行了研究 ∀
1 供试地点与材料
供试地点为湖北省阳新县七峰山林场kttwβxsχ ∗ ttxβttχ∞ovvβtsχ ∗ vvβtyχ‘l o属中亚热带季风气
第 vx卷 第 t期t | | |年 t 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤ „∞
∂ ²¯1vx o ‘²1t
¤± qot | | |
候区 ∀年均温 tz ε o年降水量 ts{u1{ ∗ usus1t °° o平均相对湿度 {s h o无霜期约 uxs§∀该林场地处
幕阜山向长江冲积平原过渡的地带 o杉木种子园面积 ws«°u o分布在海拔 wss ∗ xss °的阳坡或半阳坡
上 o平均坡度 tyβ ∀土壤为石灰岩发育而成的黄褐土 o土层深厚 o³‹ 值 x1x ∗ y1x ∀初级种子园于 t|zy
年建成 ot|{s年开始采收种子 o到 t||x年共产杉木良种 t1{ ≅ tsw ®ª∀
2 研究方法
采用系统抽样方法 o在种子园中部确定了 tss个信息株 o于 t||v ∗ t||w年分别进行下列指标的调
查测定 ∀
可见半面树冠花芽数 v月中旬在信息株南面选择能看到整个半面树冠 !且与树高大致相等距离
的观察点 o借助计数器逐个清点可观察到的雌球花花芽数 ∀每株上下清点 v次 o以平均值为调查数据 ∀
信息段花芽数 根据杉木开花结实的最佳信息段初选结果k陈幼生 ot||vl≈u  o于 v月中旬对信息
株第 ¶ !· !∏v个年龄段雌球花花芽数上下清点 v次 ∀
球果数 ts月上旬分别调查信息株的可见半面树冠球果数和最佳信息段球果数 o清点方法与雌球
花调查相同 ∀tt月进行信息株单株球果总数的清点 ∀
母树生长因子 于 t||v年 tt月对各信息株树高 !胸径 !冠幅 !枝下高分别进行测定 ∀
球果体积与种子粒数 在球果调查时于信息株上 !中 !下部各采成熟球果 u枚 ∀以排水法逐个量
测球果体积 o再沿球果中线纵向切开统计切面上的饱满种粒数 !空粒数和涩粒数 o待球果曝晒种子脱出
后 o按林木种子检验标准kŠ…uzzu ) {tl统计全球果各类种子粒数 ∀
气象因子与种子产量 气象因子数据根据该场气象站历年观测资料整理而得 ∀种子产量来源于
该种子园历年实际产量记载 ∀
数据分析均应用 ≥„≥统计分析软件进行计算机处理k董大钧 ot||vl≈v  ∀
3 结果与分析
v1t 杉木单株球果数的可见半面树冠法预测 利用 u年的观测数据 o分别建立了单株球果数的预测
模型k表 tl oΦ检验表明危险率均小于 s1st o说明可见半面树冠的花芽数或球果数k ξ)与单株球果数
kψ)间的线性关系达极显著水平 ∀其中幼果数与单株球果数的相关程度比花芽数更高 o预测精度也更高 ∀
表 1 可见半面树冠法预测球果产量的回归模型
Ταβ .1 Τηε ρεγρεσσιον µ οδελσφορ χονε χροπ πρεδιχτιον υσινγ
ϖισιβλε φεµ αλε χονε ορ ιµ µ ατυρε χονε οφ ηαλφ χροων k ν € ussl
指 标
Œ±§¨ ¬
模 型
 ²§¨¯
Φ 值
Φp √¤¯∏¨ Α
相关系数
≤²µµ¨ ¤¯·¬²± ¦²¨ ©©¬¦¬¨±·
精 度
„¦¦∏µ¤¦¼k h l
雌球花数
‘²q²©©¨ °¤¯¨¦²±¨ ¶ ψ€ t{ .wy n u .uv ξ zv qzz s qssst s qw|v xs qv
幼果数
‘²q²©¬°°¤·∏µ¨ ¦²±¨ ¶ ψ€ ttu .yv n t .ut ξ wx qz{ s qssst s qz|y z{ qu
表 2 信息段法预测球果产量的逐步回归模型 ≠
Ταβ .2 Τηεστεπωισε ρεγρεσσιον µ οδελσφορ χονε χροπ πρεδιχτιον
υσινγ τηεινφορµ ατιϖεσεχτιον οφ τηε χροων k ν € ussl
指 标
Œ±§¨ ¬
步 骤
≥·¨³
模 型
 ²§¨¯
Φ 值
Φp √¤¯∏¨ Α
相关系数
≤²µµ¨ ¤¯·¬²± ¦²¨ ©©¬¦¬¨±·
精 度
„¦¦∏µ¤¦¼k h l
雌球花数 t ψ€ u{ .wx n v .yt ξw n v .zw ξx vz qu| s qssst s qx|w y{ qu
‘²q²©©¨ °¤¯¨¦²±¨ ¶ u ψ€ u{ .wx n v .yt ξw n v .zw ξx vz qu| s qssst s qx|w y{ qu
v ψ€ zs .vs n x .zw ξw ux qyv s qssst s qxzz yu qw
幼果数 t ψ€ tv .yu n y .sz ξv n y .vw ξx | qu{ s qsssv s q{tw {s qy
‘²q²©¬°°¤·∏µ¨ ¦²±¨ ¶ u ψ€ tv .yu n y .sz ξv n y .vw ξx | qu{ s qsssv s q{tw {s qy
v ψ€ u{ .vx n y .sz ξv z qz| s qsssv s qz|{ z| qs
≠ ξv }第 ¶年龄段 ׫¨ vµ§¼ ¤¨µ¯¼ ¶¨¦·¬²±o ξw }第 ·年龄段 ׫¨ w·«¼ ¤¨µ¯¼ ¶¨¦·¬²±oξx }第 ∏年龄段 × «¨ x·«¼ ¤¨µ¯¼ ¶¨¦·¬²± q
vut t期 周志翔 }杉木种子园种子产量预测预报模型研究
v1u 杉木单株球果数的信息段法预测 以第 ¶( ξv) !第 ·( ξwl !第 ∏k ξxl年龄段的雌球花花芽数或球
果数分别与单株球果数kψl作逐步回归分析 o可得到线性关系密切程度不同的预测模型k表 ul ∀模型
的 Φ检验均达极显著水平(Α s1stl o可用于单株球果数的预测 ∀其中以第 ∏年龄段花芽数和第 ¶年
龄段幼果数最为稳定 o预测精度也比可见半面树冠法略高 ∀
v1v 杉木单株球果数的林木生长法预测 以信息株的树高( ξt) !胸径( ξu) !冠幅( ξv) !枝下高( ξw)为
自变量 o与单株球果数(ψ)建立多元线性回归方程得 }
ψ = − wsx .z + yv .v ξt + s .x ξu + twv .{ ξv − w{ .{ ξw
回归系数的 Φ检验显示 Αt € s .tu !Αu € s .|u !Αv € s .ssw !Αw € p s .{x ,可见树高 !胸径 !枝下高与单株球
果数的线性关系不显著 ,而母树冠幅( ξv)与单株球果数间的线性关系达极显著水平(Αv  s1st) ∀进一
步应用逐步回归可建立冠幅( ξ)对单株球果数(ψl的预测模型 }
ψ = tz .yx + utu .y ξ(ρ = s .xtu , Α = s .sst ,精度 xu1x%)
v1w 杉木球果种子数的预测 在单株球果数预测的基础上 o还必须对球果内的种子数进行调查才能
预测种子产量 ∀采用将球果沿纵轴线切开的方法分别统计了 {s个球果切面及全球果的各类种粒数 o
以全球果饱满种粒数(ψt) !空粒数(ψu) !涩粒数(ψv)和种粒总数(ψw)为因变量 ,分别与切面饱满种粒数
( ξt) !空粒数( ξu) !涩粒数( ξv)和种粒总数( ξw)进行回归分析 ,即可得到各类种子数的预测模型(表
v) ,且模型的 ƒ检验极显著 ∀因此 ,可利用这些模型估测球果的各类种粒数 ,结合千粒重 !单株球果数
和林分密度等 ,可预测种子产量并推测种子的质量等级 ∀
表 3 球果切面种粒数预测球果中各类种子数的回归模型 ≠
Ταβ .3 Τηε ρεγρεσσιον µ οδελσφορ αλλσορτσ οφ σεεδσιν α χονε υσινγ νυµ βερσ οφ σεεδσιν α χροσσσεχτιον
k ν € {sl
指 标
Œ±§¨ ¬
模 型
 ²§¨¯
Φ 值
Φp √¤¯∏¨ Α
相关系数
≤²µµ¨ ¤¯·¬²± ¦²¨ ©©¬¦¬¨±·
精 度
„¦¦∏µ¤¦¼k h l
饱满种粒数
‘²q²©©∏¯¯¶¨ §¨¶ ψ€ { .vtx n x .ux ξ {x qy{y s qssst s qzuv zx qw
空 粒 数
‘²q²©¨°³·¼ ¶¨ §¨¶ ψ€ y .vxs n u .ys ξ w{ qy{x s qsssz s qyuz zt qt
涩 粒 数
‘²q²©∏±§¨µ§¨ √¨¯²³° ±¨·¶¨ §¨¶ ψ€ zv .{zz n w .wv ξ || qy{x s qssst s qztx zu q{
种粒总数
≥∏° ²©¶¨ §¨¶ ψ€ us .tus n u .{y ξ xz q{xs s qsssv s qw{x yv qx
≠ ξ }切面种粒数 }‘²q²©¶¨ §¨¶¬± ¤¦µ²¶¶¶¨¦·¬²±q
表 4 球果体积预测球果中各类种子数的回归模型 ≠
Ταβ .4 Τηε ρεγρεσσιον µ οδελσφορ αλλσορτσ οφ σεεδσιν α χονε υσινγ χονε ϖολυµε k ν € {sl
指 标
Œ±§¨ ¬
模 型
 ²§¨¯
Φ 值
Φp √¤¯∏¨ Α
相关系数
≤²µµ¨ ¤¯·¬²± ¦²¨ ©©¬¦¬¨±·
精 度
„¦¦∏µ¤¦¼k h l
饱满种粒数
‘²q²©©∏¯¯¶¨ §¨¶ ψ€ tsw .wx n t .z{ ξ v q{z| s qsww| s quv wv qu
空 粒 数
‘²q²©¨°³·¼ ¶¨ §¨¶ ψ€ xt .us p s .{t ξ u qsz| s qtxxt p s qt| p
涩 粒 数
‘²q²©∏±§¨µ§¨ √¨¯²³° ±¨·¶¨ §¨¶ ψ€ zx .zs p t .sx ξ s qssz s q|vxv p s qst p
≠ ξ }球果体积k¦°vl ׫¨ ¦²±¨ √²¯∏° k¨¦°l q
进一步以球果体积k ξl分别对全球果饱满种粒数(ψt) !空粒数(ψu) !涩粒数(ψv)作直线回归 ,即可
得到各类种粒数与球果体积间的回归方程(表 w) ∀检验表明仅全球果饱满种粒数(ψt)与球果体积呈显
著的线性相关(Α s1sx) ∀考虑到切开球果估测饱满种粒数的不便 o可利用球果体积的测定来估测 o只
是估测精度较低 ∀
v1x 杉木种子产量的气象学法预测 根据该林场气象站 t|{s ∗ t||v年的气象观测资料 o结合杉木开
花结实特点 o选择了前一年 {月份的平均气温k ε r ξtl !日照时数k«r ξu)和降水量k°°r ξv) !{ ∗ ts月
wut 林 业 科 学 vx卷
份的降水量k°°r ξw) !ts月份的平均气温k ε r ξxl !日照时数k«r ξy)和降水量k°°r ξz) o当年 t月份的
平均气温k ε r ξ{l !v月份的平均气温k ε r ξ|l !日照时数k«r ξts)和降水量k°°r ξtt) !w月份的平均气
温k ε r ξtul和最低温度k ε r ξtvl等 tv个与杉木开花结实相关的气象因子 o以及林分年龄( ξtw) o与种子
园单位面积的种子产量k®ª#«°p urψl作逐步回归分析 o当入选 Φ值 ΦΚ€ t1{w时 o得到下列预测模型 }
ψ = xu .uvw − t .tuz ξt − s .yv| ξu + s .ust ξv − s .vww ξx + s .wvs ξ{ + s .vxw ξ| + s .vtw ξtw
(ρ = s .|{{ , ρt = − s .|zt , ρu = − s .|vs , ρv = s .yxw , ρx = − s .|z| ,
ρ{ = s .|x| , ρ| = s .{t| , ρtw = s .|ts ,精度 zx1u%)
回归方程的 Φ检验及相关系数 τ检验表明上述 y个气象因子和林分年龄与单位面积的种子产量间存
在极显著的线性关系 ∀同时可以看出 o种子产量与 ξt !ξu !ξx呈负相关 o而与 ξv !ξ{ !ξ| !ξtw呈正相关 o
表明 { !ts月份的高温和强日照均不利于花芽分化和次年结实 o而高温干旱期的降水量增加 !低温期较
高的月平均气温则有利于杉木结实 ~在林分结实早期杉木的种子产量也随年龄的增大而增加 ∀因此 o
这些因子与种子产量的关系基本上反映了杉木开花结实规律 o预测模型的预测精度也较高 ∀
4 讨论
通过对湖北省阳新县七峰山林场杉木种子园正常结实年度种子产量预测预报模型的研究可以看
出 o采用实践中较易应用的方法所建立的球果或种子产量预测模型 o其预测效果均较理想 ∀对单株球
果数预测 o最佳信息段法预测的精度最高 o可见半面树冠法次之 o林木生长法中可利用冠幅因子进行预
测 o但精度不高 ∀可见半面树冠法简便易行 ~同一年龄林分的冠幅分化反映了树体生长及其营养状况 o
操作也极方便 o但预测效果不佳 o可作为其它方法的补充参考 ~最佳信息段选择得当也可大大减小工作
量 o并可避免在成熟密闭林中可见半面树冠法观测的不便 o增强其适应性 ∀花期预测尽管比果期预测
的精度低 o但利用花芽数一般可提前 ts个月作出预测 o而利用幼果仅可提前 u个月 ∀在球果数预测的
基础上 o采用切开球果法可以切面的各类种粒数较精确地估计全球果的各类种粒数 o并推测种子产量
和质量等级 ~也可利用球果体积更方便地估测全球果的饱满种粒数 o只是精度较低 ∀气象学预测模型
可直接预测种子产量 o且工作量小 !精度也较高 o关键是要具备完整的气象资料和可靠的种子产量 o且
预测的精度和超前性与连续观测资料的年限 !所选主导因子的准确性及其时期有关 ∀
应用所得预测模型得到该种子园 t||x年杉木种子产量预测结果 o与当年实际种子产量相比 o各类
模型预测的误差在 vu1x h ∗ u1x h之间 o其中以冠幅预测的精度最低 o误差达到 vu1x h o其次是可见半
面树冠花芽数预测模型误差为 tw1{ h o精度最高的是信息段球果预测模型 o误差仅为 u1x h ∀因此 o各
类预测模型应根据预测操作的实际条件 !预测进行的时期和预测的精度要求选择应用 ∀
参 考 文 献
t 方升佐 q林木结实量测定及预测方法的评述 q林业科技通讯 ot||s ok|l }v ∗ x
u 陈幼生 o喻方圆 q利用开花结实信息段预测中 !幼龄杉木球果产量的研究 q林业科学 ot||v ou|kxl }wwv ∗ ww{
v 董大钧主编 q≥„≥统计分析软件应用指南 q北京 }电子工业出版社 ot||v }tts ∗ twu
xut t期 周志翔 }杉木种子园种子产量预测预报模型研究