全 文 ：江西农业大学学报 2013，35(3) :486 － 490 http:/ / xuebao． jxau． edu． cn
Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis E － mail:ndxb7775@ sina． com
5 种壳斗科树种实生苗年生长规律研究
余 林1，叶金山1，朱 恒2，周 诚1*
(1．江西省林业科学院，江西 南昌 330032;2．上饶市林业科学研究所，江西 上饶 334000)
摘要:以甜槠(Castanopsis eyrei)、石栎(Lithocarpus glaber)、麻栎(Quercus acutissima)、青冈(Cyclobalanopsis glau-
ca)和碟斗青冈(Cyclobalanopsis disciformis)1 a生实生苗为材料，观测研究生长期内高生长动态，采用有序样本
聚类法进行苗木生长时期的划分，并利用 Logistic模型对各树种苗高年生长节律进行拟合。结果表明:甜槠、石
栎、麻栎、青冈和碟斗青冈实生苗的苗高年生长量平均值分别为 12． 37、26． 69、61． 11、35． 00 和 43． 76 cm。苗高
年生长均表现出明显“慢—快—慢”的节律，且具有明显的阶段性。用有序样本聚类法可以将苗高生长过程分
为生长初期、生长盛期和生长后期 3 个时期，生长盛期集中在 6 月至 10 月，生长盛期内苗高净生长量占总生长
量的 55． 10% ～ 68． 25%。Logistic模型能够拟合苗高年生长过程，决定系数均在 0． 98 以上，经检验均达到极显
著水平。对 Logistic曲线进行求导确定了各树种苗高日生长的速生点和生长拐点，速生点出现最早的甜槠
(71 d)与最晚的青冈(124 d)相差 53 d。研究结果可以为甜槠、石栎、麻栎、青冈和碟斗青冈的苗木科学管理提
供理论依据。
关键词:壳斗科;实生苗;高生长;有序样本聚类法;Logistic方程
中图分类号:Q945． 32 文献标志码:A 文章编号:1000 － 2286(2013)03 － 0486 － 05
A Study on Annual Growth Dynamics of One-year-old Seedlings
of Five Species of Beech Family
YU Lin1，YE Jin-shan1，ZHU Heng2，ZHOU Cheng1*
(1． Jiangxi Academy of Forestry，Nanchang 330032，China;2． Shangrao City Forestry Research Institute，
Shangrao 334000，China)
Abstract:One-year seedlings of five species of beech family (Castanopsis eyrei，Lithocarpus glaber，Quer-
cus acutissima，Cyclobalanopsis glauca and Cyclobalanopsis disciformis)were chosen in this study． Through reg-
ularly observation of annual growth rhythm of the one-year seedling，the growth periods of dynamics of the annual
height growth of the seedlings were analyzed quantitatively by ordered sample cluster analysis，and the seedling
height growth patterns were simulated with Logistic curve． The results indicated that the average seedling heights
at the age of one year of Castanopsis eyrei，Lithocarpus glaber，Quercus acutissima，Cyclobalanopsis glauca and Cy-
clobalanopsis disciformis were 12． 37 cm，26． 69 cm，61． 11 cm，35． 00 cm and 43． 76 cm respectively． The annual
growth rhythm of the seedling height was shaped of“S”curve，and obviously in phases． Based on the ordered sam-
ple cluster analysis，the annual growth of the seedlings height can be divided into three phases:pre － growth peri-
od，fast-growth period and post － growth period． The fast-growth period appeared between June and October，and
the height growth net increment was between 55． 10% and 68． 25% of the total increment in this period． The
growth patterns of 5 species were fitted well with the Logistic curve;the determination coefficients were greater
than 0． 98，with a very significant level (0． 01)． The fastest and inflection points of the seedling height growth
收稿日期:2012 － 05 － 21 修回日期:2013 － 04 － 05
基金项目:江西省林业科学院重大科技专项(2006010302)
作者简介:余林(1983—) ，男，助理研究员，博士，主要从事森林资源培育研究，E － mail:yulin0417@ 163． com;* 通讯
作者:周诚，研究员，zhouchengmail@ sina． com。
第 3 期 余 林等:5 种壳斗科树种实生苗年生长规律研究
were determined after derivation calculus to above Logistic curve． The fastest growing point of Castanopsis eyrei
(71 d)was earlier than that of Cyclobalanopsis glauca (124 d)． The study provides guidance for scientific and
rational culturing of Castanopsis eyrei，Lithocarpus glaber，Quercus acutissima，Cyclobalanopsis glauca and Cy-
clobalanopsis disciformis seedlings．
Key words:beech family;seedlings;height growth;ordered sample cluster analysis;Logistic equation
江西省的地带性植被是亚热带常绿阔叶林。由于长期的人为干扰，许多林分转变为针叶纯林，而研
究表明针叶纯林长期经营存在退化的问题［1 － 2］。进入 1980 年代后，江西省开始重视营造阔叶林，对阔
叶树种培育的研究也加大了力度［3 － 4］。甜槠、石栎、麻栎、青冈和碟斗青冈等壳斗科树种作为江西省常
绿阔叶林的重要组成树种，已被应用于改土和绿化造林。但是壳斗科树种苗期生长较缓慢，且缺乏成
熟、系统的壮苗培育技术，这将影响其大面积人工栽培［5］。苗木的生长节律研究是森林培育的研究重
点之一［6 － 19］，掌握苗木的生长节律，确定其生长盛期及生长速度等，可以更好地科学培育、管理苗木，提
高其经济、生态价值。
由于苗木的生长量是连续的，采用有序样本聚类法对 1 a生苗木生长期进行定量划分是一种科学、
客观的方法，已被广泛应用［6 － 9］。以往研究表明，Logistic模型能够较好地拟合植物生长过程，在苗木生
长节律研究中也得到广泛应用［10，14］。因此，本文在定期观测甜槠、石栎、麻栎、青冈和碟斗青冈 1 a生实
生苗高年生长过程的基础上，运用有序样本聚类法和 Logistic 模型定量分析了苗木的生长规律，旨在为
扩大繁殖、培育良种壮苗提供理论依据和实践指导。
1 材料与方法
1． 1 试验地概况
试验地设在江西省南昌市江西省林业科学院苗圃(E 28°4434″，N 115°4855″)。地处江西省中部
偏北，属中亚热带湿润季风气候，年平均气温 17． 5 ℃，极端最高气温 40． 6 ℃，极端最低气温 － 9． 3 ℃，
年平均降水量 1 754． 9 mm，平均无霜期 294 d，日照率 43%。试验地地势平坦，排灌条件良好，圃地周
围开阔，日照充足，土壤为红壤，肥力中等。
1． 2 供试材料
试验所用种子于 2006 年采自江西九连山自然保护区成片健壮的母树林。采种后先将受病虫损害
及颜色不正常的种子剔除，然后浸入 55 ℃温水中 10 ～ 15 min，以杀死种子内害虫。经杀虫处理后的种
子摊在阴凉干燥处，每天翻动 2 ～ 3 次，晾干后沙藏。沙藏期间定期检查沙子湿度及种子是否发热发霉
情况。
1． 3 播种及苗期管理
2006 年冬季进行苗圃整地，做到三犁三耙，作业深度在 20 cm以上。按宽 1． 5 m、长 10 m、高 20 cm
作床，苗床中央稍隆起以利于排水。2007 年 2 月中旬用质量分数 0． 5%高锰酸钾和 400 g /cm3 的辛硫
酸乳液喷洒床面进行土壤消毒。2007 年 3 月上旬将沙藏的种子取出按行距 30 cm，沟深 8 ～ 10 cm进行
条播，播后覆土 3 ～ 5 cm，以稻草覆盖，厚 1 ～ 2 cm。苗期按常规管理［20 － 21］。
1． 4 试验设计及调查方法
自苗木出齐后，每个树种选择生长健壮的小苗 30 株为 1 个小区，设置 3 次重复，于每月中旬定期逐
株测量苗高，至 2007 年 12 月 15 日结束。
1． 5 数据处理方法
应用 SPSS软件对本研究中 5 种壳斗科树种 1 a生实生苗的苗高进行有序样本聚类，综合分析各树
种实生苗生长情况，进而进行生长时期的划分。
本研究采用 Logistic模型模拟 5 种壳斗科树种实生苗的苗高年生长动态，该模型的表达式为:
H = K
1 + ea － bt
(1)
(1)式中:H为苗高累积生长量(cm) ;t 为生长时间(d) ;K 为苗高年生长极限值(cm) ;a、b 为方程
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江 西 农 业 大 学 学 报 第 35 卷
参数。用 SPSS软件对模型中参数 K、a、b进行估计。
依据文献［15］中方法，进行各树种苗高连日生长量的拟合:
tmax =
a
b ;t1 =
(a － 1． 317)
b ;t2 =
(a + 1． 317)
b (2)
(2)式中:tmax为苗高日生长量最大值的时间(d) ，称为速生点;t1 和 t2 为苗高日生长量变化最大的 2
个值的时间(d) ，当 t1 ＜ t ＜ t2 时称为苗木生长盛期。
2 结果与分析
图 1 5 种壳斗科树种苗高生长月净生长量
Fig． 1 Height net growth of five species of beech family
2． 1 苗高年生长节律
从出苗基本整齐起，根据定期观测
的数据将生长期内各树种苗高的月净
生长量结果绘于图 1。
从图 1 可以看出，各树种 1 a 生实
生苗的高生长动态均呈现“慢—快—
慢”的生长节律。甜槠、石栎、麻栎、青
冈和碟斗青冈实生苗的苗高年生长量
平均值分别为 12． 37、26． 69、61． 11、
35． 00 和 43． 76 cm。苗高生长高峰集
中在 6 月至 10 月，但各树种间存在差
异，麻栎和碟斗青冈在 7 月份达到苗高
生长高峰，苗高月净生长量为10． 73 cm
和 7． 38 cm，各占生长期高生长量的
17． 55%和 16． 86%;甜槠、石栎和青冈
苗高月净生长量出现在 8 月，分别为 2． 98、4． 65 和 5． 31 cm，各占生长期高生长量的 24． 05%、17． 44%
和 15． 17%。
表 1 5 种壳斗科树种苗高生长时期划分及生长情况比较
Tab． 1 Division and comparison of growth periods of five species of beech family
树种
Tree species
生长时期
Grouth period
起止日期 /月 －日
The starting and
ending date
累计时间 /d
Total time
净生长量 /cm
Net grouth
占总生长量比率 /%
The total volume
grouth rate
甜槠
Castanopsis eyrei
生长初期 05 － 15—06 － 15 32 2． 72 21． 99
生长盛期 06 － 16—09 － 12 89 8． 15 65． 88
生长后期 09 － 13—12 － 15 94 1． 50 12． 13
石栎
Lithocarpus glaber
生长初期 04 － 15—05 － 24 40 7． 32 27． 43
生长盛期 05 － 25—10 － 30 159 18． 95 71． 00
生长后期 10 － 31—12 － 15 46 0． 42 1． 57
麻栎
Quercus acutissima
生长初期 04 － 15—05 － 29 45 15． 63 25． 58
生长盛期 05 － 30—10 － 25 149 41． 71 68． 25
生长后期 10 － 26—12 － 15 51 3． 77 6． 17
青冈
Cyclobalanopsis glauca
生长初期 04 － 15—06 － 15 62 9． 86 28． 17
生长盛期 06 － 16—10 － 15 122 21． 62 61． 77
生长后期 10 － 16—12 － 15 61 3． 52 10． 06
碟斗青冈
Cyclobalanopsis disciformis
生长初期 03 － 15—05 － 23 70 12． 18 27． 83
生长盛期 05 － 24—09 － 24 124 24． 11 55． 10
生长后期 09 － 25—12 － 15 82 7． 47 17． 07
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第 3 期 余 林等:5 种壳斗科树种实生苗年生长规律研究
2． 2 苗高各生长时期的划分
以甜槠、石栎、麻栎、青冈和碟斗青冈 1 a生实生苗的苗高月净生长量为样本，利用有序样本聚类法
进行苗高各生长时期的划分，将苗期划分为生长初期、生长盛期及生长后期 3 个时期，具体见表 1。
从表 1 可以看出，5 种壳斗科树种苗高生长初期、生长盛期和生长后期各有不同。5 种壳斗科树种
苗高生长初期在 32 ～ 70 d，占整个生长期的 14． 88% ～25． 36%，生长后期在 46 ～ 94 d，占整个生长期的
18． 78% ～43． 72%。各树种的生长盛期分别为:甜槠为 6 月 16 日至 9 月 12 日，石栎为 5 月 25 日至 10
月 30 日，麻栎为 5 月 30 日至 10 月 25 日，青冈为 6 月 16 日至 10 月 15 日，碟斗青冈为 5 月 24 日至 9 月
24 日。麻栎在生长盛期苗高净生长量最大，达到 41． 71 cm，是甜槠生长盛期苗高净生长量的 5． 12 倍。
各树种生长盛期占整个生长期的比率在 41． 40% ～64． 90%，生长盛期苗高净生长量占总生长量的比率
在 55． 10% ～68． 25%。
2． 3 苗高生长过程拟合
利用 Logistic模型拟合各树种苗高生长量随生长时间的变化规律，拟合得出的方程及检验结果见表2。
表 2 5 种壳斗科树种苗高连续生长量的 Logistic方程
Tab． 2 The height growth simulated by Logistic model of five species of beech family
树种
Tree species
拟合方程
The fitting equation
R2 F值 Sig
甜槠
Castanopsis eyrei
H = 12． 5952 /(1 + EXP(2． 301 6 － 0． 032 2t) ) 0． 992 0 370． 32 0． 000 1
石栎
Lithocarpus glaber
H = 28． 779 7 /(1 + EXP(2． 207 0 － 0． 021 8t) ) 0． 986 9 225． 90 0． 000 1
麻栎
Quercus acutissima
H = 62． 2749 /(1 + EXP(2． 038 0 － 0． 023 6t) ) 0． 998 8 3 015． 86 0． 000 1
青冈
Cyclobalanopsis glauca
H = 40． 655 3 /(1 + EXP(2． 227 1 － 0． 018 0t) ) 0． 989 4 279． 59 0． 000 1
碟斗青冈
Cyclobalanopsis disciformis
H = 45． 095 4 /(1 + EXP(2． 521 8 － 0． 022 2t) ) 0． 999 6 10 994． 89 0． 000 1
由表 2 可见，各树种苗高连续生长量的 Logistic方程决定系数均大于 0． 98，其中碟斗青冈苗高连续
生长量的 Logistic方程回归系数最大，达到 0． 999 6，说明苗高生长量与生长时间相关性显著。用 F 值
进行显著性检验，均达到极显著水平(Sig = 0． 000 1 ＜ 0． 01) ，说明回归结果可靠，利用 Logistic 模型可以
反映出甜槠、石栎、麻栎、青冈和碟斗青冈 1 a生实生苗的苗高生长过程。
2． 4 苗高连日生长量拟合
甜槠、石栎、麻栎、青冈和碟斗青冈 1 a生实生苗的苗高连日生长量变化情况见表 3。
表 3 5 种壳斗科树种连日生长量变化情况
Tab． 3 The height growth day increment by Logistic model of five species of beech family
树种
Tree species
t1 /d tmax /d t2 /d 生长盛期 /月 －日
甜槠 Castanopsis eyrei 31 71 112 06 － 14—09 － 03
石栎 Lithocarpus glaber 41 101 161 05 － 25—09 － 22
麻栎 Quercus acutissima 31 86 142 05 － 15—09 － 03
青冈 Cyclobalanopsis glauca 51 124 197 06 － 04—10 － 28
碟斗青冈 Cyclobalanopsis disciformis 54 114 173 05 － 07—09 － 03
表 3 表明，5 种壳斗科树种 1 a 生实生苗的苗高速生点(tmax)差异较大，最早的甜槠(71 d)与最晚
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的青冈(124 d)相差 53 d。各树种苗高连日生长量的最大变化点差异也较大，t1 在 31 ～ 54 d，t2 在 112
～ 197 d。t1 和 t2 是连日生长量变化速率最快的 2 个点，用 t1 和 t2 分别作为划分生长初期与生长盛期
的分界点和生长盛期与生长后期的分界点，划分出的生长盛期与利用有序样本聚类法分析结果基本一
致，进一步说明用 Logistic模型拟合各树种苗高生长过程是合适的。各树种生长盛期持续时间以青冈最
长，达到 146 d，其次为石栎，为 120 d，最短的是甜槠，与青冈相差 65 d。
3 结论与讨论
甜槠、石栎、麻栎、青冈和碟斗青冈 1 a 生实生苗的苗高年生长量平均值分别为 12． 37、26． 69、61． 11、
35． 00和 43． 76 cm，与以往关于其他壳斗科树种苗高生长的研究结果存在差异［16，17，21］，这可能是因为实生
苗的生长状况除受到其自身的遗传因素影响外，还与种源地及播种地的地理位置和气候因子有一定的关
系［18］。各树种 1 a生实生苗的高生长呈现出“慢—快—慢”的节律，生长高峰集中在 6 月至 10 月，且具有
明显的阶段性。利用有序样本聚类法能够较好地将各树种的苗高生长划分为生产初期、生长盛期和生长
后期 3个生长时期。
利用 Logistic方程拟合了 5 种壳斗科树种 1 a生实生苗苗高生长量与生长时间的相关关系，方程决
定系数均在 0． 98 以上，经检验均达到极显著水平。说明 Logistic方程可以反映出甜槠、石栎、麻栎、青冈
和碟斗青冈 1 a生实生苗的苗高生长过程。对 Logistic曲线进行求导所确定的速生点和速生期，在苗期
管理上具有重要意义［19］。本研究中 5 种壳斗科树种间苗高的速生点、生长拐点和生长盛期持续时间差
异较大，甜槠在 71 d达到日生长高峰，而青冈在 124 d达到日生长最大值，两者相差 53 d。
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