金衛(wèi)斌 李志良 王書(shū)珍 陳海林

摘?要：?樹(shù)齡是樹(shù)木的重要生長(zhǎng)特征。但對(duì)于像杜鵑這樣的灌木來(lái)說(shuō)，多數(shù)莖稈難以使用普通生長(zhǎng)錐進(jìn)行采樣觀察。利用植物徑向生長(zhǎng)與樹(shù)齡之間存在的相關(guān)關(guān)系，建立經(jīng)驗(yàn)回歸方程，由基徑估算年齡是一個(gè)簡(jiǎn)單有效的方法。在湖北羅田的黃獅寨隨機(jī)選擇了12個(gè)大小不一的杜鵑的主莖，測(cè)量其基徑，截取莖稈的圓盤(pán)樣品觀察年輪，得到樣本個(gè)體的基徑在8.44～48.21?mm之間，年輪數(shù)在6～53?a之間。用直線回歸、指數(shù)回歸、冪函數(shù)回歸三種方法分別建立了年輪數(shù)與其基徑的經(jīng)驗(yàn)方程，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三個(gè)回歸方程都是極顯著的，直線回歸方程估計(jì)杜鵑平均年輪寬度為0.615?3?mm/a。指數(shù)函數(shù)方程的決定系數(shù)最大，表明在所調(diào)查的樹(shù)齡范圍內(nèi)，杜鵑徑向生長(zhǎng)速度更符合指數(shù)增長(zhǎng)規(guī)律，呈前期慢、后期加快的特點(diǎn)。使用該指數(shù)回歸方程估計(jì)年輪數(shù)的平均偏差為3.044?6?a，最大偏差小于12?a，采用指數(shù)回歸方程可以估算出本地杜鵑樹(shù)齡的大致年代，推測(cè)本地杜鵑居群主要是在五十多年前開(kāi)始定居繁殖的。

關(guān)鍵詞：?杜鵑;樹(shù)齡;基徑;回歸方程

中圖分類號(hào)：S792.32?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?文章編號(hào)：1004-3020（2019）06-0004-03

Preliminary?Study?on?the?Correlation?Between?the?Annual?Rings?and

the?Base?Diameter?for?Rhododendron?simsii?in?Dabie?Mountains

Jin?Weibin?Li?Zhiliang?Wang?Shuzhen?Chen?Hailin

（?College?of?Biology?and?Agricultural?Resource，Huanggang?Normol?University?Huanggang?438000）

Abstract：?Tree?age?is?an?important?growth?feature?of?trees.?But?for?shrubs?like?Rhododendron?simsii，most?stems?are?difficult?to?sample?using?ordinary?growth?cones.?Using?the?correlation?between?plant?radial?growth?and?tree?age，establishing?empirical?regression?equations?about?age?and?stem?diameter?was?a?simple?and?effective?method?for?age?estimating.?In?the?Huangshizhai?of?Luotian，Hubei，12?main?stems?of?different?sizes?of?rhododendron?were?randomly?selected，and?the?base?diameter?was?measured，the?circle?samples?of?the?stems?were?taken?to?observe?the?annual?rings，and?the?base?diameter?of?the?sample?individuals?was?8.44～48.21?mm.?The?number?of?annual?rings?is?between?6～53?a.?Three?regression?models，linear，exponential，power?functional，were?established，all?of?them?were?significant?statistically?（P<0.01）?and?can?be?used?to?estimate?ages?for?the?population.?Estimated?by?linear?regression?model，the?average?width?of?the?annual?rings?was?about?0.615?3?mm/a?.?The?R2?of?the?exponential?model?was?maximum?among?the?three?models，indicating?that，in?the?range?surveyed，the?radial?growth?rate?was?more?in?line?with?the?exponential?growth?law，slow?at?began?and?accelerate?at?later.?The?average?deviation?between?estimates?from?the?exponential?model?and?observes?for?annual?rings?was?about?3.044?6?a，the?maximum?deviation?less?than?12?a，the?exponential?regression?equation?can?be?used?to?estimate?ages?in?units?of?about?ten?years.?It?was?speculated?that?the?local?Rhododendron?simsii?population?began?to?settle?and?reproduce?more?than?50?years?ago.

Key?words：?Rhododendron?simsii;?tree?age;base?diameter;?regr

年輪是多年生木本植物莖的橫斷面上的同心環(huán)紋，隨四季交替形成了一圈一圈深淺交替的年輪。在樹(shù)木調(diào)查與研究的過(guò)程中，樹(shù)木年齡數(shù)據(jù)獲取是非常有必要的，因而也產(chǎn)生了樹(shù)木年代學(xué)這一學(xué)科[1]，其學(xué)科內(nèi)涵卻不僅限于對(duì)活樹(shù)或原木或木制品精確定年，還可利用年輪固有的信息追索或重建自然環(huán)境演變的歷史過(guò)程，鑒定相關(guān)古建筑、古文物、古藝術(shù)品的年代[2]。然而在野外準(zhǔn)確鑒定樹(shù)齡其實(shí)也是一個(gè)技術(shù)難題。由于直接截取莖稈的圓盤(pán)樣品觀察年輪的方法，屬于破壞性的觀察，在目前多數(shù)野生樹(shù)木需要加以保護(hù)的形勢(shì)下，是無(wú)法應(yīng)用的。大型喬木一般是采用生長(zhǎng)錐取木段進(jìn)行觀察，它是以“T”字型工具將細(xì)細(xì)的錐筒穿進(jìn)樹(shù)皮，使錐筒向內(nèi)旋轉(zhuǎn)穿過(guò)樹(shù)心，再將探取桿插入筒中取出筷子粗的木條，得到帶有年輪的木條標(biāo)本，在木條上打磨出年輪分界線，用放大鏡觀察數(shù)出年輪[3]，但這種方式不適應(yīng)小喬木和灌木[4-5]。此外，還有一些運(yùn)用現(xiàn)代測(cè)量?jī)x器的方法，如CT法，X射線法，14C測(cè)定法，加速器質(zhì)譜法等[3]，但這些方法估算精度以百年、千年計(jì)，且大部分這樣的方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不適宜在野外調(diào)查中采用。

一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單可靠的方法是通過(guò)測(cè)量樹(shù)木莖干直徑，利用樹(shù)木生長(zhǎng)年齡與徑向生長(zhǎng)之間的關(guān)系，采用經(jīng)驗(yàn)回歸方程來(lái)間接估算年齡?？梢圆捎玫幕貧w方程包括直線回歸、指數(shù)回歸和冪函數(shù)回歸等[6-8]。當(dāng)然，隨著樹(shù)種、立地條件、氣候條件的不同，可用的方程都會(huì)隨之變化。本文報(bào)道的是對(duì)大別山廣泛分布的杜鵑花基徑與年輪相關(guān)關(guān)系研究的一個(gè)結(jié)果。旨在為更好地研究大別山野生杜鵑居群的生態(tài)遺傳特征，促進(jìn)野生杜鵑資源的保護(hù)和利用提供科學(xué)依據(jù)。

1?材料與方法

在湖北羅田黃獅寨隨機(jī)選擇了12株大小不同的野生杜鵑主莖，截取大約10?cm長(zhǎng)的基部莖稈樣品，編號(hào)記錄帶回實(shí)驗(yàn)室，使用電子游標(biāo)卡尺測(cè)量基徑（精度準(zhǔn)確到0.01?mm），不規(guī)則圓盤(pán)測(cè)出兩直角系方向直徑數(shù)據(jù)記錄并取平均數(shù)。將其進(jìn)一步切成大約2?mm厚的圓盤(pán)樣品，依次用400目、600目、800目的砂紙對(duì)圓盤(pán)樣品進(jìn)行打磨拋光，直到樹(shù)木年輪的紋理清晰可見(jiàn)[5]。

為方便目測(cè)，以年輪髓心為原點(diǎn)，用直尺、鉛筆在圓盤(pán)上建立直角坐標(biāo)系，在顯微鏡（放大倍數(shù)為10）下將圓盤(pán)四個(gè)方向的年輪目測(cè)出來(lái)，按編號(hào)記錄數(shù)據(jù)并取最大值。用手機(jī)在顯微鏡目鏡下拍照記錄。10號(hào)樣品因圓盤(pán)上帶較大污漬無(wú)法觀察，最后獲得11個(gè)有效樣品的數(shù)據(jù)。

以基莖為自變量x，年輪為因變量y。分別采用直線回歸、指數(shù)回歸、冪函數(shù)回歸的方法建立經(jīng)驗(yàn)方程，對(duì)相關(guān)系數(shù)進(jìn)行顯著性測(cè)驗(yàn)，，計(jì)算決定系數(shù)，篩選出最優(yōu)回歸方程，將回歸估計(jì)值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較，獲得各個(gè)取值點(diǎn)的擬合偏差。

2?結(jié)果與分析

11個(gè)有效圓盤(pán)樣品基徑測(cè)量、年輪目測(cè)的結(jié)果見(jiàn)表1。

基徑大小在8.44～48.21?mm之間，平均值為29.2?mm。年輪圈數(shù)在6～53之間，平均值為25。

分別采用直線、指數(shù)、冪函數(shù)回歸方法得到的基徑（x）與年輪（y）的回歸方程及其統(tǒng)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。

由表2可見(jiàn)，三種回歸關(guān)系都達(dá)到了極顯著水平（P<0.01），都可以用于年輪的估算。由直線回歸方程估算的杜鵑徑向生長(zhǎng)速度大致為0.615?3?mm/a。從決定系數(shù)看，擬合效果最好的是指數(shù)方程，其次是冪函數(shù)方程，直線方程最差，說(shuō)明杜鵑的徑向生長(zhǎng)更符合指數(shù)增長(zhǎng)規(guī)律，呈現(xiàn)前慢后快的特點(diǎn)。表3給出了采用指數(shù)回歸方程進(jìn)行估算的年輪與各個(gè)年輪觀察值之間的偏差。

年輪觀察值與利用回歸方程的估算值的平均偏差為3.044?6年，最大為11.587?0年。這說(shuō)明，采用指數(shù)回歸方程可以估算出樣本個(gè)體樹(shù)齡的大致年代，為居群生態(tài)遺傳特征的研究能夠提供比較細(xì)致的信息。

3?討論

大量研究表明，樹(shù)木徑向生長(zhǎng)與樹(shù)齡存在極顯著的正相關(guān)，通過(guò)建立經(jīng)驗(yàn)回歸方程估算樹(shù)齡是簡(jiǎn)便易行的野外調(diào)查方法。提高估算精度的途徑主要是增加樣本容量，擴(kuò)大自變量的變化范圍[6-8]。本文只采集了一個(gè)地點(diǎn)上為數(shù)不多的樣本，基徑變化范圍也受到限制。今后需要不斷積累、不斷改進(jìn)。

初步研究結(jié)果表明，本地杜鵑平均徑向生長(zhǎng)速度為0.615?3?mm/a，李小龍研究的結(jié)果，祁連山四種高山杜鵑年輪平均寬度在0.155～0.270?mm之間[5]，這反映出不同氣候生態(tài)區(qū)和不同杜鵑品種具有不同的徑向生長(zhǎng)特點(diǎn)。采用指數(shù)回歸方程更符合杜鵑徑向生長(zhǎng)規(guī)律，前期較慢，后期較快，其他樹(shù)種上的研究結(jié)果與之類似[6-8]。利用指數(shù)回歸方程可以估算杜鵑樹(shù)齡的大致年代，推測(cè)本地野生杜鵑居群主要是從50多年前開(kāi)始出現(xiàn)定居和繁殖。

參?考?文?獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：唐?嵐）