王友生，简丽华，王益和，林秀凤

(1.人工林可持续经营福建省高校工程研究中心，福建 福州 350002；2.福建省龙岩市林业科学研究所，福建 龙岩 364000)

马尾松(PinusmassonianaLamb.)是我国松属树种中分布、用途与栽培范围皆最广的乡土树种，具有对土壤、气候适应性强、速生、丰产、全树综合利用程度高、纤维优良等特性，是我国长江流域以南广袤酸性土壤荒山荒地的先锋树种[1]。马尾松造林实践表明，同样立地条件、同一起源的林分中，马尾松个体间的生长情况差异较明显，因此可通过良种选育来提高马尾松单位面积产量。目前马尾松遗传改良已被我国列为国家重点科研项目[2]，且已选育出各种特定用途的优良马尾松种源/家系[3-7]。闽西是福建省马尾松中心产区与优良种源区，马尾松遗传改良取得了一定成绩。目前已推广的马尾松家系，其优树选择是在立地条件较好且人工合理培育下筛选出来的，在土壤贫瘠的Ⅲ、Ⅳ林地以及沙漠化地区仍然表现出生长慢、产量低、林分质量差等问题[8-10]，因此解决该地区营建高质量马尾松林分的难题迫在眉睫。鉴于此，本研究通过调查长汀水土流失山地马尾松天然林分，以生长量指标结合形质指标的标准线法筛选出困难立地马尾松优良个体，旨在丰富南方马尾松优良种质资源，进一步对马尾松的遗传改良提供依据，同时对提高马尾松林分质量与林地生产力，特别是为困难立地马尾松次生林改造、荒漠化地区高质量造林提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 选优林分概况

经过前期踏查后，耐瘠薄马尾松优树选择林分位于福建省长汀县水土流失较严重的河田、三洲镇，共调查马尾松面积2106.73 hm2，优树所在地位于东经116°21′—116°27′、北纬25°35′—25°41′，海拔258～329 m。气候温和，雨量充沛，年均气温17～19.5 ℃，最高气温39.8 ℃，最低气温-4.9 ℃，年无霜期265 d，年均降水量1700 mm，年均日照时间1924.6 h。土壤是粗晶花岗岩母质发育的砂壤土，养分极度匮乏，其0～20、20～40、40～60 cm土层土壤理化性质见表1。

1.2 优树选择方法

在水土流失区马尾松天然林调查的基础上选出天然优良林分，再选出候选优良单株，然后采用数量指标与形质指标相结合的方法确定优树[11]。数量指标采用基准线法，即相同立地条件的优良林分中，用生长锥测出优势木的年龄，同时将取出的木心用游标卡尺测量树皮厚度，以5 a为1个龄级，实测其树高、胸径，并根据马尾松二元材积修订方程[12]计算材积。形质指标采用综合评分法，即通过主成分分析，选出优树评价的主要因子及其权重，每个因子采用3分制评分，最后计算总分。

1.2.2 形质指标的标准化 采用多目标决策的一维比较法[13]，对候选优树形质指标进行标准化处理，冠幅和枝下高采用公式：Y=1-0.9×(Xmax-X)/(Xmax-Xmin)换算，高径比和冠径比采用公式：Y=1-0.9×(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)换算，式中：X为候选优树的形质指标测定值；Xmax、Xmin分别为每个指标的最大值、最小值。

1.3 土壤取样及分析方法

分别在候选林分中布设3个10 m×10 m的样方，每个样方按梅花型取5个土壤剖面，每个土壤剖面用环刀法采集0～20、20～40、40～60 cm土层的土壤容重圈各1个，同时采集以上3层土样各1 kg，用于分析土壤理化性质。有机质含量采用重铬酸钾-外加热法；全氮采用半微量凯氏法；水解性氮测定采用碱解-扩散法；全磷采用碱熔-钼锑比色法；速效磷测定采用盐酸-硫酸浸提法；全钾采用碱熔-火焰光度法；速效钾测定采用乙酸铵浸提-火焰光度法；pH值采用电位法。

1.4 数据分析

采用Excel统计软件计算候选优树及优势木的树高、胸径和材积的总生长量及年均生长量，形质指标的主成分分析采用DPS 7.0统计软件。

2 结果与分析

2.1 优势木数量指标分析

耐瘠薄马尾松候选优树年龄介于15～35 a，其树高、胸径、材积的年均生长量随龄级的增加其变化规律不尽相同，其中树高年均生长量随龄级的上升而下降，而胸径和材积的年均生长量随树龄的上升呈先提高再下降，可见马尾松在土壤贫瘠的林地其生长量主要表现为胸径的生长，因此在制定耐瘠薄马尾松优树选择方法时可适当降低树高生长量。根据各龄级优树生长量标准线(表2)，从70株马尾松优势木中选出 20 株初选优树。

2.2 初选优树形质指标分析

通过调查马尾松天然林中优势木的冠幅、枝下高、树皮厚、高径比、冠径比共5项指标，为简化形质指标数量提高选优效率，先对各形质指标进行标准化处理，再进行主成分分析，结果见表3。由表3可以看出，主成分1中冠径比的特征向量最大，主成分2中高径比的特征向量最大，主成分3中树皮厚度的特征向量最大，且这3个主成分累计贡献率已达82.904%，可见形质指标的决定因子是冠径比、高径比和树皮厚度。

表2 各龄级优势木生长量与标准线

*：括号内为年均生长量值；标准线指年均生长量标准线。

表3 优树形质指标

通过各指标的特征向量与方差贡献率计算每个指标的权重，结果可得冠径比、高径比、树皮厚度的权重系数分别为0.4828、0.2566、0.2363，将各指标权重系数归一化处理后的结果分别为0.4948、0.2630、0.2422。根据国家标准[14]结合林分的实际情况，将以上3个指标按3分制评分，具体评定方法见表4，各指标分值范围均为1～3分，分值越小，形质越优良。根据优树形质指标得分标准，形质指标小于2为入选标准，根据评分法从20株候选优良单株中确定耐瘠薄马尾松优树11株(表5)。

表4 优树形质指标评定标准

表5 入选优树性状指标

表5(续)

*：“√”为最终入选优树。

3 讨论与结论

优树选择是马尾松遗传改良的关键，马尾松优树选择已有大量报道，但现有的选优方法主要集中在人工林方面，其选出的优树进行繁殖后在土壤贫瘠的山地仍然表现出低产低效等现象，严重制约了土地生产力，因此通过耐瘠薄优树选择是解决该问题的重要途径，而耐瘠薄优树选择需在天然林进行。有大量研究表明，5株优势木对比法与多性状联合选择法不适用于天然林优树选择，而生长量标准线法结合形质指标是天然林优树选择较适宜的方法[12]，因此本研究采用此方法在福建长汀水土流失山地马尾松天然林进行耐瘠薄型优树选择。优树人工选择的关键是消除候选林分环境因素的干扰，本研究马尾松林分在福建长汀水土流失较为严重的河田镇与三洲镇，土壤异质性比人工林地小，且通过分龄级制定标准线较大程度消除了优树个体间的环境误差。从调查的70株优势木中初选出20株优树。优树的复选往往是根据形质指标进行，本研究通过枝下高、树皮厚度、冠幅、高径比、冠径比5个形质指标进行主成分分析，最终确定高径比、冠径比作为优树复选的主要因子，这与谢维斌等[5]的研究不尽相同，可能是由于本研究的马尾松是生长在土壤瘠薄的水土流失山地上，其生长特性与人工林不同引起的。本研究是在经过自然选择的马尾松优良天然林中进行人工选择优树，通过生长量标准线与形制指标相结合的方法选出11株优树，该优树选择标准对提高马尾松经济性状以及拓宽遗传基础均有较大的现实意义。