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广东省台湾相思优树选择技术分析

2015-12-20肖泽鑫柳泽鑫邹桂逢彭剑华陈翠蓉詹潮安

中南林业科技大学学报 2015年5期
关键词:优树材积胸径

肖泽鑫,柳泽鑫,邹桂逢,彭剑华,罗 超,陈翠蓉,詹潮安

(汕头市林业科学研究所,广东 汕头 515041)

广东省台湾相思优树选择技术分析

肖泽鑫,柳泽鑫,邹桂逢,彭剑华,罗 超,陈翠蓉,詹潮安

(汕头市林业科学研究所,广东 汕头 515041)

采用 5 株优势木对比法,以胸径、树高、材积为生长指标,同时结合枝下高、通直度、尖削度、枝叶浓密度和侧枝粗等形质指标,在广东省汕头潮阳西环山、潮州饶平石壁山和仙春村、惠州西湖公园宝塔山等9个地点开展了台湾相思的优树调查研究。总共筛选了43株候选优树和215株优势木进行统计分析,并归纳总结出了广东省台湾相思优树选择的技术标准,即优树树高>5株优势木平均树高,胸径≥5株优势木平均胸径的1.17倍, 单株材积≥5株优势木平均单株材积的1.52倍,形质指标0.33A(尖削度得分)+0.32B(通直度得分)+0.35C(浓密度得分)>2,最终入选的台湾相思优树有19 株,入选率为 44.2%。

台湾相思;优树选择;选择标准;形质指标;生长指标;广东省

台湾相思Acacia confusa是含羞草科的常绿小乔木,原产于我国台湾省,在我国广东、广西、福建等省的热带和亚热带地区广泛分布,对土壤条件要求不高,极耐干旱和瘠薄,在土壤冲刷严重的酸性粗骨土、沙质土均能生长,其生长量、制浆性能和纤维质量均表现出较优异的性能[1-3]。在我国南方水土保持林、防护林、薪炭林、短周期工业原料林发展等方面具有很重要的地位和作用[4-10]。

国内有关台湾相思的研究较少,且多集中在树种特征特性、育苗造林技术、种群生态等方面[11-16]。如林锦森等[17]的研究阐述了台湾相思树的特征特性以及育苗栽培技术;谢少鸿等[18]对广东南澳岛台湾相思林主要种群生态位研究表明,台湾相思林种群各种的生态位宽度差别明显,重要值大的种生态位宽度基本较大,种群物种利用资源的相似程度普遍较小;闫淑君等[19]对台湾相思种群生命过程及谱分析表明,在台湾相思种群自然更新过程中存在着明显的周期性。

针对台湾相思优良种源的多代优树系统选育等方面的研究缺乏、尤其是未见优树选择标准体系的构建研究的问题,本研究主要依托自然分布于广东地区的台湾相思次生林,开展优良种质资源调查与收集,建立起台湾相思优树选择的技术标准体系,对林业生产应用中台湾相思优良品系或品种的筛选具有指导意义,对进一步发挥这一乡土阔叶树种的优良质能,提高台湾相思林分的可持续发展以及促进改善生态环境具有重要的作用。

1 材料与方法

1.1 供选林分概况

本次台湾相思优良种质资源调查和供选林分主要分布在广东省9个地级市,包括汕头潮阳西环山、潮州饶平石壁山和仙春村、惠州西湖公园宝塔山和博罗罗阳镇迎排山、东莞植物园和靖远炮台、中山五桂山镇和南朗镇、湛江湖光岩地质公园、茂名高州大王岭、阳江海陵岛、江门圭峰山和碧霞公园等,供选林分是在查阅相关资料以及咨询当地林业技术部门的基础上,进行实地踏查后选取的,供选林分的基本概况见表1。

表1 广东省台湾相思优树供选林分的基本概况Table 1 Basic information of A. confusa superior forests in Guangdong province

1.2 优树选择与评价方法

本次调查主要是以生长良好、形质优良、无病虫害的台湾相思优树为选择目标,采用5株优势木对比法,即在对林分进行全面踏查的基础上按表型及选优目标筛选出候选优树,以候选优树为中心半径20 m范围内挑选5株同龄但生长仅次于候选优树的优势木作对照木进行比较,以胸径、树高和材积为台湾相思的生长指标,以枝下高、通直度、尖削度、枝叶浓密度和侧枝粗为形质指标,进行综合评价,开展优树选择,对选定的台湾相思进行每木检尺,记录树高、胸径、地径、枝下高、通直度、枝叶浓密度、侧枝粗等数据,从而探索台湾相思次生林优树选择的方法与标准[20-21]。

1.3 数据统计与分析

单株材积(V) 计算公式[22]:

式中:V为单株材积;D为胸径;H为树高。

本论文中出现的相关分析、t检验和主成分分析皆在SPSS16.0多元统计软件中进行。

2 结果与分析

2.1 广东省台湾相思的基本情况

2.1.1 候选优树与优势木的生长指标

本次调查共选取了43株候选优树和215株优势木,43株候选优树根据其所处的地区计算出平均树高、平均胸径、平均单株材积;215株优势木先按其所在的候选优树小区计算出平均胸径、平均树高、平均单株材积,再根据其所处的地区计算平均值。广东省各地区候选优树与优势木的生长指标统计结果详见图1。

图1 广东省各地区台湾相思候选优树和优势木的生长指标Fig.1 Growth indexes of A. confusa superior trees and contrast trees in Guangdong province

由图1中可知,湛江台湾相思的候选优树和优势木的平均树高最大,分别达到了19.3 m和17.9 m,而东莞的平均树高最小,仅为8.5 m和7.4 m;平均胸径和平均单株材积最大的是中山市,最小的为茂名市,其中中山市的台湾相思候选优树和优势木的平均胸径和平均单株材积分别为48.2、42.6 cm和1.468 2、1.122 2 m3;而茂名市台湾相思候选优树和优势木的平均胸径和平均单株材积分别为22、13.3 cm和0.252 1、0.077 2 m3。

2.1.2 候选优树与优势木的形质指标

以枝下高、通直度、尖削度、枝叶浓密度与侧枝粗等5个性状作为台湾相思形质指标的评价标准,其中枝叶浓密度分为稀、中、密3个等级,依次计数为1.0,2.0,3.0。如图2所示,候选优树和优势木的枝下高最大,分别为6.2 m(潮州)和5.8 m(湛江),最小分别为2.0 m和1.9 m(东莞);潮州地区候选优树和优势木的通直度最小,仅为1.0和1.8,而惠州地区最大,分别为2.4和4.1;汕头地区候选优树和优势木的尖削度都较小,分别为3.6和3.9;候选优树和优势木的枝叶浓密度以江门地区最大,分别是3.0和2.7;候选优树和优势木的侧枝粗最大依次为23.4 cm(阳江)和14.5 cm(中山)。

2.1.3 台湾相思生长指标和形质指标间的相关分析

以258株台湾相思候选优树和优势木为样本,对树高、胸径、材积、枝下高、通直度、尖削度、浓密度和侧枝粗等8个性状进行相关分析,结果见表2。由表2可知,树高与枝下高、尖削度和侧枝粗的相关系数分别为0.258 9、0.300 0、0.273 3;胸径与尖削度和侧枝粗的相关系数分别为0.464 4和0.502 3;材积与尖削度和侧枝粗的相关系数为0.442 6和0.481 6;而形质指标中的通直度、浓密度与生长指标间相关不密切,这说明通直度和浓密度是相对独立的性状,因此可以考虑选取通直度和浓密度作为此次选优的控制指标。

表2 台湾相思8个性状间的相关关系Table 2 Correlativity between eight characters ofAcacia confusa

2.2 台湾相思优树选择技术

2.2.1 候选优树与优势木的胸径、树高和单株材积的t检验

将候选优树的胸径、树高和单株材积与5株优势木的平均值进行t检验,结果如表3所示。由表3可知,胸径、树高和单株材积的t值分别为6.717、6.060和4.925,标准误差依次为1.330、0.368和0.087,它们的双尾P值均小于0.000 1,这表明候选优树的胸径、树高和单株材积这3个生长指标均与优势木差异极显著,候选优树在生长性状上明显优于优势木,其入选的可能性较大。

图2 广东省各地区台湾相思候选优树与优势木的形质指标Fig. 2 Form quality indexes of A. confusa superior trees and contrast trees in Guangdong province

表3 台湾相思胸径、树高和材积的 t 检验Table 3 T-tests of DBH, tree height and individual volume of A. confusa

2.2.2 优树入选标准的确定

优树生长指标的入选标准应该在优势木平均值(x)的基础上加上一定的附加值(y),当候选优树的生长指标超过x +y时入选,否则不能入选。

y的取值方法:以优势木平均值的5%为起点,对候选优树与增加5%后的优势木平均值进行t检验,直到t检验结果不显著为止,在此范围内,以1%的幅度逐步增加优势木平均值后再与候选优树相应性状值进行t检验,直至不显著为止,则倒数第2次的增加值即为y的临界值。

将此次调查的台湾相思生长指标进行t检验计算,得出台湾相思的树高、胸径和体积的附加值y分别为11%x、17%x、52%x,即台湾相思候选优树生长量标准达到树高≥5株优势木平均树高的1.11倍、胸径≥5株优势木平均胸径的1.17倍、单株材积≥5株优势木平均单株材积的1.52倍时,可为入选优树。

据此标准,43株台湾相思候选优树仅有17株入选。由于野外实地调查的台湾相思树高普遍在10 m以上,以目测的方法得到的树高估值准确性较低,因此,考虑野外调查的实际情况以及为了避免丢失优良的台湾相思种质资源,将本次选优的树高入选标准做了一定的修正。将优树入选的生长指标修定为树高>5株优势木平均树高,胸径≥5株优势木平均胸径的1.17倍,单株材积≥5株优势木平均单株材积的1.52倍,则有25株候选优树入选。

2.2.3 形质指标主要影响因子的确定

形质指标的评价是在对整体林分踏查、实测的基础上,根据台湾相思生长的特点和选育目标,选取树干枝下高、通直度、尖削度、枝叶浓密度、侧枝粗等5个因子进行分析,根据这些基础数据,采用主成分分析方法,确定影响台湾相思形质的主要成分。

对标准化的各项指标进行主成分分析,各主成分的特征值、贡献率、累积贡献率及各指标的特征向量详见表4。由于前3个主成分累计贡献率已达75.48%,这里仅取第1、2、3主成分进行分析。第1主成分中侧枝粗和尖削度的载荷量最大,分别为0.647和0.624;第2主成分中通直度的载荷量最大,为0.707;第3主成分中枝下高的载荷量最大,为0.799。综合各因子对各主成分的贡献量,形质指标尖削度、通直度和浓密度是台湾相思选优的决定因子。

表4 台湾相思形质指标主成分分析Table 4 Principal component analysis of tree form quality indexes of A. confusa

2.2.4 形质标准与候选优树的筛选

基于上述分析,在评定候选优树的形质指标时,将尖削度、通直度和浓密度联合作为考察标准。从表4可知:3个主成分的贡献率不同,且各指标的特征值也不同,为了确定一个合适的综合得分值,应赋予尖削度、通直度和浓密度不同的权重。根据贡献率和特征向量值计算得出:尖削度(A)的权重为0.33,通直度(B)的权重为0.32,浓密度(C)的权重为0.35。尖削度、通直度和浓密度的分值范围均为1~3分,且分值越大,形质越优良,将形质标准定为0.33A+0.32B+0.35C>2[21]。据此形质标准,按生长量标准入选的候选优树中,有6株候选优树达不到形质标准。

2.3 台湾相思优树选择标准

综合上述统计分析,台湾相思优树的生长指标包括胸径、树高和单株材积3个性状,形质指标综合了尖削度、通直度和浓密度3个性状,优树的具体选择标准为:树高>5株优势木平均树高,胸径≥5株优势木平均胸径的1.17倍,单株材积≥5株优势木平均单株材积的1.52倍,且0.33A(尖削度得分)+0.32B(通直度得分)+0.35C(浓密度得分)>2。根据以上方法,本次调查的43株台湾相思候选优树共有19株入选,其中汕头1株,潮州1株,惠州3株,东莞2株,中山4株,湛江2株,茂名1株,阳江3株,江门2株,详见图3。

图3 广东省各地区台湾相思候选优树入选株数Fig.3 Numbers of A. confusa superior trees selected from tested sites in Guangdong province

3 结论与讨论

(1)5株优势木对比法是目前优树选择中比较常用的方法,其选择精度高,实践证明科学合理,选择效果明显[23-27]。本次选优在对生长量标准选择的同时兼顾了形质标准的选择,入选优树具有速生性和形质优良性。在形质标准确定的方法上,首次运用主成分分析法在众多的形质性状中找出决定因子,并根据决定因子的权重计算形质综合得分,以此作为评定依据,选择结果客观、准确。

(2)本文是对台湾相思优树选择技术的分析探讨,结合台湾相思树种的生物学习性和在我省生长表现情况, 经过分析比较,为保证选择标准的通用性与实用性,采用较为统一的选择标准,即优树树高>5株优势木平均树高,胸径≥5株优势木平均胸径的1.17倍,单株材积≥5株优势木平均单株材积的1.52倍,形质指标0.33A(尖削度得分)+0.32B(通直度得分)+0.35C(浓密度得分)>2。依此技术标准,本次调查的43株候选优树共有19株最终入选,分别是汕头1株,潮州1株,惠州3株,东莞2株,中山4株,湛江2株,茂名1株,阳江3株,江门2株。

(3)本次调查综合了广东省9个地级市的台湾相思选优林分的基础数据,归纳总结出广东省台湾相思的优树选择技术标准,这一选择标准准确适用,可作为广东省今后台湾相思优树选择的标准。

(4)本文主要是对广东省9个地级市的台湾相思次生林进行调查研究,总结并归纳出广东省台湾相思优树选择的技术标准,后续还将对福建省的台湾相思林分进行实地调查研究,以进一步优化台湾相思优树选择的技术标准。本次选优只对胸径、树高、材积、尖削度、通直度、浓密度等主要性状进行了分析研究,其他如木材材性、组培繁殖能力、插条生根能力、嫁接亲和力等还需作测试分析。优树选择是树木改良的一部分,应根据不同的改良目标研究不同的优树选择指标与标准,使选择的优树更符合实际需要。

致谢:本次广东省台湾相思优树调查过程中得到中山市、惠州市、阳江市、东莞市、江门市、湛江市、茂名市和饶平县等林业部门的大力帮助,在此表示衷心的感谢!

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Study on criterion for selectingAcacia confusasuperior trees

XIAO Ze-xin, LIU Ze-xin, ZOU Gui-feng, PENG Jian-hua, LUO Chao, CHEN Cui-rong, ZHAN Chao-an
(Shantou Institute of Forest Science, Shantou 515041, Guangdong, China)

Based on quantity indexes (DBH, tree height and individual volume), in combination with quality indexes (underbranch height, stem straightness, tapering grade, canopy density and branch size), the selection criterion ofAcacia confusasuperior trees was established by using method of five-dominant-trees contrast. The investigations onA. confusaplus trees selection were carried out by using the designed superior tree selection criteria in nine test sites of Guangdong province, such as Shantou Xihuan Mountain,Chaozhou Gubi Mountain and Xianchun Village, Huizhou Xihu Park Baota Mountain and so on. The 43 candidate trees and 215 contrast trees were filtered out for statistical analysis. According to the results, a set of technical standards ofA. confusasuperior trees selection for Guangdong province were summarized as follows: the selected excellent tree’s tree height should be greater than that of 5 average dominant tree, the selected excellent tree’s DBH should be greater than or equal to 5 1.17 times of the average DBH of 5 average dominant tree, the selected excellent tree’s single tree timber volume should be greater than or equal to 1.52 times of that of 5 average dominant tree per tree, and the tree form quality index 0.33A(tapering grade score)+ 0.32B(stem straightness score)+ 0.35C(canopy density score) should be greater than 2. Lastly, nineteen superior trees in 43 candidate trees were selected according this criterion and the selected ratio was 44.2%.

Acacia confusa; superior tree selection; selection criterion; form quality indexes; growth indexes; Guangdong province

S722.5

A

1673-923X(2015)05-0022-06

10.14067/j.cnki.1673-923x.2015.05.004

2014-03-12

广东省科技计划资助项目(2011B060400002)

肖泽鑫,副研究员

詹潮安,研究员;E-mail:zhca@21cn.com

肖泽鑫,柳泽鑫,邹桂逢,等. 广东省台湾相思优树选择技术分析[J].中南林业科技大学学报,2015,35(5):22-27.

[本文编校:谢荣秀]

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