劉會(huì)鋒,丁永全,趙希寬,胡明華(.大興安嶺農(nóng)林科學(xué)院,黑龍江 大興安嶺 65000;.黑龍江嫩江源森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站,黑龍江 大興安嶺 65000)
在林木生長(zhǎng)過(guò)程中,有各種各樣形式的變異,其中以個(gè)體變異與種源變異占比最大,為90%。我國(guó)于20世紀(jì)50年代開(kāi)始林木育種,對(duì)于分布廣泛的樹(shù)種,種源試驗(yàn)比單株選育所取得的改良效果要更大。目前,進(jìn)行種源試驗(yàn)的樹(shù)種主要有馬尾松、火炬松、杉木、楊樹(shù)、落葉松等樹(shù)種。杜坤對(duì)1983年?duì)I造日本落葉松種源試驗(yàn)林胸徑材積進(jìn)行調(diào)查,方差分析、多重比較結(jié)果表明各種源胸徑、單株材積間差異顯著,小隴山林區(qū)生長(zhǎng)最好的種源為遼寧恒仁,其次為寬甸,胸徑和單株材積最大均為遼寧恒仁種源,平均生長(zhǎng)量達(dá)到19.0 cm和0.193 4 m3,分別為平均種源的123.1%和120.4%,再次為遼寧寬甸、大孤家,2種源的平均胸徑、平均單株材積生長(zhǎng)量都大于日本落葉松各種源的總體平均生長(zhǎng)量;生長(zhǎng)最差為遼寧本溪、莊河種源[1]。鄂文峰等研究了26年生7個(gè)不同種源興安落葉松邊材心材生長(zhǎng)特征,表明不同種源間胸徑(DBH)、心材半徑(HR)、邊材寬度(SW)、邊材面積(SA)、(MSGR)等生長(zhǎng)特征參數(shù)均存在顯著差異,生長(zhǎng)特征參數(shù)的平均值最大種源地鶴北位于最南端,平均值最小為三站種源,邊材面積(SA)、心材面積(HA)與平均邊材生長(zhǎng)速率MSGR的關(guān)系與種源關(guān)系顯著,這些差異主要是通過(guò)生長(zhǎng)速率差異實(shí)現(xiàn)的[2]。
長(zhǎng)白落葉松的種源試驗(yàn)開(kāi)始于20世紀(jì)70年代,如今已有許多研究基礎(chǔ)。楊傳平等對(duì)長(zhǎng)白落葉松種源進(jìn)行了區(qū)劃,分成了白刀山(包括雞西、穆棱、白刀山、天橋嶺)種源區(qū)、小北湖(包括大海林、小北湖)種源區(qū)、白河(包括大石頭、白河、露水河、和龍)種源區(qū)和桓仁四個(gè)種源區(qū)[3]。楊傳平、劉桂豐等人對(duì)17年生長(zhǎng)白落葉松種源試驗(yàn)的研究揭示了其地理變異的規(guī)律,并指出可以以生長(zhǎng)性狀作為種源區(qū)劃和選擇的主要依據(jù)[4]。毛玉琪等對(duì)龍江縣錯(cuò)海林場(chǎng)11年生11個(gè)種源的長(zhǎng)白落葉松和10年生17個(gè)種源興安落葉松試驗(yàn)林進(jìn)行觀察研究,發(fā)現(xiàn)各種源主要生長(zhǎng)性狀差異明顯,并選出了優(yōu)良長(zhǎng)白落葉松種源大海林、白刀山和小北湖3個(gè)以及興安落葉松友好、烏伊嶺兩個(gè)種源[5]。李景云等認(rèn)為,降水量和日照時(shí)數(shù)是長(zhǎng)白落葉松生長(zhǎng)的主要?dú)夂蛴绊懸蜃樱瑢?duì)帽兒山地區(qū)長(zhǎng)白落葉松種源進(jìn)行多重比較結(jié)果表明,小北湖是帽兒山試點(diǎn)的最佳種源[6]。賈慶彬?qū)|北林業(yè)大學(xué)帽兒山實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)31年生長(zhǎng)白落葉松種源試驗(yàn)林和黑龍江省林口縣青山林場(chǎng)26年生長(zhǎng)白落葉松自由授粉家系子代測(cè)定林進(jìn)行了研究,測(cè)定了生長(zhǎng)性狀、材性性狀、樹(shù)干平均含碳率、干材生物量、碳儲(chǔ)量等指標(biāo),綜合比較,篩選出了小北湖、白刀山兩個(gè)固碳能力最高的兩個(gè)種源[7]。李巍巍的研究發(fā)現(xiàn)在帽兒山地區(qū),長(zhǎng)白落葉松種源各種源的樹(shù)高、胸徑、材積、冠幅差異顯著,遺傳力50%以上,綜合來(lái)說(shuō),生長(zhǎng)最好的為小北湖,白刀山,白河次之[8]。王創(chuàng)爭(zhēng)等人從26年生大興安嶺東坡長(zhǎng)白落葉松種源試驗(yàn)的研究中得出,以樹(shù)高、胸徑和材積為標(biāo)準(zhǔn),雞西種源是加格達(dá)奇試驗(yàn)點(diǎn)的最高種源,大海林和小北湖也是可選種源[9]。本研究以加格達(dá)奇34年生長(zhǎng)白落葉松10個(gè)種源為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)長(zhǎng)白落葉松不同種源在加格達(dá)奇生長(zhǎng)因子的研究,探討不同種源長(zhǎng)白落葉松樹(shù)高、胸徑、材積的變異情況,以期得出最適于加格達(dá)奇生長(zhǎng)的優(yōu)良長(zhǎng)白落葉松種源。
1.1 研究區(qū)概況
研究地區(qū)位于大興安嶺南坡,123°45′—124°26′ E,50°09′—50°35′ N,境內(nèi)有白河自西向東通過(guò)。山丘地貌,地勢(shì)比較平緩,平均海拔472 m,寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候,四季分明,冬季漫長(zhǎng),全年平均氣溫-1.2 ℃,最高溫度32 ℃,最低溫度-41.5 ℃,年降水494.8 mm。林下灌木及草本植物較茂盛,主要灌木有杜鵑(Rhododendronsimsii)、胡枝子(Lespedezabicolor)、多花薔薇(Rosamultiflora)、柳葉繡線菊(Spiraeasalicifolia)、寬葉杜香(Ledumpalustrevardilatalum)。草本主要有圓葉鹿蹄草(Pyroladahurica)、莎草科類(Cyperaceae)、禾本科類(Gramineae)、小葉章(Calamagrostisangustfolia)、蚊子草(Fllipendulaangustifolia)等。加格達(dá)奇物種豐富,土壤肥沃,但因長(zhǎng)期的破壞使得該地區(qū)森林質(zhì)量不高,樹(shù)種單一,生產(chǎn)力低下[10]。
1.2 研究材料
試驗(yàn)材料取自加格達(dá)奇34年生長(zhǎng)白落葉松(包括阿爾山、露水河、天橋嶺、白河、和龍、穆棱、大海林、小北湖、白刀山、雞西)共10個(gè)種源,各種源種子于1980年采集,1981年進(jìn)行育苗,1982年定植,2014年進(jìn)行疏伐。加格達(dá)奇種源試驗(yàn)林造林設(shè)計(jì)均采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),10個(gè)種源,3次重復(fù)。每個(gè)種源在每個(gè)小區(qū)定植21株。造林株行距3 m×3 m。
1.3 取樣方法數(shù)據(jù)獲取
用伐倒木取樣的方法進(jìn)行取樣。測(cè)量每株伐倒木的胸徑、樹(shù)高,計(jì)算材積。每個(gè)種源每個(gè)重復(fù)伐取解析木2株,3次重復(fù)6株,10個(gè)種源共伐取解析木60株。每個(gè)單株伐取兩段,2~3 m一段,3~4 m一段,共取720個(gè)樣本。
1.4 數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)分析采用Excel2003進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和整理,用PASW Statistics18進(jìn)行方差分析和變異系數(shù)分析。
2.1 長(zhǎng)白落葉松變異分析
對(duì)長(zhǎng)白落葉松胸徑、樹(shù)高、材積變異分析表明,各種源樹(shù)高平均變異系數(shù)為18.22%、胸徑平均變異系數(shù)為11.50%、材積平均變異系數(shù)為34.60%。
圖1 10種源長(zhǎng)白落葉松樹(shù)高變異分析
2.1.1 樹(shù)高變異分析 對(duì)長(zhǎng)白落葉松各種源樹(shù)高進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,如圖1所示:長(zhǎng)白落葉松種源樹(shù)高變化程度一般,不同種源落葉松的變異系數(shù)差別較大。其中,小北湖、大海林兩個(gè)種源變異系數(shù)最大。小北湖種源變異系數(shù)達(dá)到11.00%,大海林種源變異系數(shù)為8.24%。露水河和天橋嶺兩個(gè)種源變異系數(shù)最小。露水河種源變異系數(shù)為5.12%,天橋嶺種源變異系數(shù)5.56%,平均變異系數(shù)為7.31%。變異系數(shù)最高的小北湖種源比變異系數(shù)最低的露水河種源高115.0%。
2.1.2 胸徑變異分析 對(duì)長(zhǎng)白落葉松各種源胸徑進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果見(jiàn)圖2:長(zhǎng)白落葉松種源胸徑變異程度因不同種源差別較大,其中,白河、露水河兩個(gè)種源變異系數(shù)最大。白河種源變異系數(shù)是11.87%,露水河種源變異系數(shù)是11.50%。阿爾山和雞西兩個(gè)種源變異系數(shù)最小。阿爾山種源變異系數(shù)為2.92%,雞西種源變異系數(shù)為3.51%,平均變異系數(shù)為7.98%。變異系數(shù)最高的白河種源比變異系數(shù)最低的阿爾山種源高305.9%。
圖2 10個(gè)種源長(zhǎng)白落葉松胸徑變異分析
2.1.3 材積變異分析 對(duì)長(zhǎng)白落葉松各種源材積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,由圖3可見(jiàn):長(zhǎng)白落葉松種源材積變異豐富,不同種源間變異系數(shù)差異較大。其中露水河、小北湖兩個(gè)種源變異系數(shù)最大。露水河種源變異系數(shù)達(dá)到25.38%,小北湖種源變異系數(shù)為25.22%。雞西和穆棱兩個(gè)種源變異系數(shù)最小。雞西種源變異系數(shù)為9.58%,穆棱種源變異系數(shù)11.30%,平均變異系數(shù)為17.17%。變異系數(shù)最高的露水河種源比變異系數(shù)最低的雞西種源高164.9%。
圖3 10種源長(zhǎng)白落葉松材積變異分析
不同種源長(zhǎng)白落葉松樹(shù)高平均變異系數(shù)為7.31%,其中小北湖種源變異系數(shù)最高為11.00%,露水河種源的變異系數(shù)最低為5.12%。方差分析表明,苗高在不同種源間差異不顯著,樹(shù)高平均值最大是阿爾山種源,樹(shù)高平均值達(dá)到17.54 m,阿爾山種源樹(shù)高比生長(zhǎng)最差的穆棱種源高出8.2%,高于種源平均值3.4%。
不同種源長(zhǎng)白落葉松胸徑平均變異系數(shù)為7.98%,白河種源變異系數(shù)最高為11.87%,阿爾山種源變異系數(shù)最低為2.92%。方差結(jié)果顯示,胸徑在不同種源間差異不顯著,胸徑平均值最大的為天橋嶺種源,平均值達(dá)20.85 cm,比最差的大海林種源高出11.0%,高于種源平均值4.8%。
不同種源長(zhǎng)白落葉松材積平均變異系數(shù)為17.17%,露水河種源變異系數(shù)最高為25.38%,雞西種源變異系數(shù)最低為9.58%。方差分析表明,材積在不同種源間差異不顯著,材積平均值最大的為天橋嶺和和龍種源,達(dá)到0.28 m3,比材積最差的小北湖、穆棱種源高出21.7%,高于種源平均值9%。
不同種源的長(zhǎng)白落葉松在胸徑、樹(shù)高、材積均存在著豐富變異。從樹(shù)高、胸徑和材積的統(tǒng)計(jì)分析可知,阿爾山種源樹(shù)高占優(yōu)勢(shì),天橋嶺種源在胸徑和材積均占優(yōu)勢(shì),對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)天橋嶺種源長(zhǎng)白落葉松生長(zhǎng)性狀優(yōu)良,胸徑和材積均大于其他各個(gè)種源,且天橋嶺種源材積變異系數(shù)低于平均值,說(shuō)明整個(gè)種源性狀較為統(tǒng)一,因此,認(rèn)定天橋嶺長(zhǎng)白落葉松為加格達(dá)奇地區(qū)最適長(zhǎng)白落葉松樹(shù)種引種地,可進(jìn)一步加大引進(jìn)種植規(guī)模。
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