李云松，金智偉，嚴(yán) 毅，吳海玉，顧淑麗，張志宏，李旭東，金智偉

(昆明市?？诹謭?chǎng)，云南 昆明 650114)

1 引言

華山松樹(shù)形高大挺拔，是一種常見(jiàn)的綠化樹(shù)種，還兼具藥用價(jià)值、工業(yè)價(jià)值。華山松因主要在陜西華山種植而得名，由于具有多重效益，目前在我國(guó)河南、甘肅、四川、云南等省份均有較大面積種植。近年來(lái)，昆明市?？诹謭?chǎng)為了增加生物多樣性、保持森林生態(tài)穩(wěn)定性，擴(kuò)大了華山松的栽種范圍。但是在林場(chǎng)經(jīng)營(yíng)管理中，由于華山松苗木質(zhì)量評(píng)定與分級(jí)的配套體系不完善，在苗木選擇與栽種過(guò)程中存在諸多問(wèn)題，成活率和栽種效益未達(dá)到預(yù)期[1]。在這一背景下，探究符合?？诹謭?chǎng)實(shí)際情況的華山松苗木質(zhì)量分級(jí)方法成為當(dāng)前的一項(xiàng)緊迫任務(wù)。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

從?？诹謭?chǎng)的華山松苗木繁育基地中，隨機(jī)選出12處取樣地，每塊取樣地的規(guī)格為10 m×8 m，共有華山松樹(shù)苗183棵。依次統(tǒng)計(jì)每顆苗木的地徑、苗高、鮮質(zhì)量等基本參數(shù)。

2.2 試驗(yàn)方法

現(xiàn)階段行業(yè)內(nèi)關(guān)于苗木質(zhì)量分級(jí)的方法主要有2種，一種是比較簡(jiǎn)單的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差法。技術(shù)人員只需依次測(cè)量華山松苗木的各項(xiàng)參數(shù)，在全部測(cè)量結(jié)束后，求取各項(xiàng)參數(shù)(高徑比、總鮮質(zhì)量等)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。然后以(平均值+標(biāo)準(zhǔn)差)作為苗木質(zhì)量I級(jí)下限值，以(平均值-標(biāo)準(zhǔn)差)作為苗木質(zhì)量的Ⅱ級(jí)下限值[2]。

另一種方法是逐步聚類(lèi)法。操作流程為：第一，對(duì)數(shù)據(jù)做統(tǒng)一處理。參照標(biāo)準(zhǔn)化值的計(jì)算公式：

Zi=(xi-xmin)/(xmax-xmin)

(1)

式(1)中，Zi為標(biāo)準(zhǔn)化值，xi為個(gè)體性狀值，xmin為性狀最小值，xmax為性狀最大值。第二，進(jìn)行簡(jiǎn)單分級(jí)。根據(jù)步驟一中提供的公式，計(jì)算可得華山松苗木的性狀標(biāo)準(zhǔn)化值。然后將數(shù)據(jù)錄入Excel表格，并按照從大到小順序進(jìn)行排列。第三，進(jìn)行精確分級(jí)。利用步驟二的分級(jí)結(jié)果，找出各級(jí)性狀標(biāo)準(zhǔn)化值的中位數(shù)，將其作為本級(jí)的凝聚中心。之后再分別求取個(gè)體與凝聚中心之間的距離d。以d的最小值對(duì)個(gè)體歸屬進(jìn)行劃分。第四，計(jì)算臨界值。包括Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)性狀半徑，以及性狀下限值等。參考臨界值作為質(zhì)量分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)[3]。

2.3 造林成活率試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在海口林場(chǎng)的東南區(qū)域選擇一處造林地，以紅壤為主，pH值為5.8[4]。將其劃分成6個(gè)等面積的試驗(yàn)小區(qū)，其中，3個(gè)試驗(yàn)小區(qū)分別栽種使用逐步聚類(lèi)法劃分的I、Ⅱ、Ⅲ級(jí)苗木，另外3個(gè)試驗(yàn)小區(qū)分別栽種使用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差法劃分的I、Ⅱ、Ⅲ級(jí)苗木。每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)栽種苗木數(shù)量均為30棵，相鄰試驗(yàn)小區(qū)之間留出寬度為60 cm的隔離區(qū)。在華山松苗木移栽6個(gè)月后，統(tǒng)計(jì)成活率。

2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

本次試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)均使用Excel表格進(jìn)行記錄，使用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)分析[5]。

3 結(jié)果

3.1 苗木性狀

本次實(shí)驗(yàn)中，總共選擇了6個(gè)性狀評(píng)價(jià)指標(biāo)，指標(biāo)類(lèi)型及相關(guān)聯(lián)系見(jiàn)表1。

結(jié)合表1可以發(fā)現(xiàn)，華山松苗木的苗高、地徑，均與鮮質(zhì)量有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，且為正相關(guān)關(guān)系；高徑比與鮮質(zhì)量的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，且為負(fù)相關(guān)關(guān)系。雖然上述4個(gè)指標(biāo)均可以作為苗木質(zhì)量分級(jí)的依據(jù)，但是在試驗(yàn)中還必須考慮操作的可行性、簡(jiǎn)便性。因此，在此次實(shí)驗(yàn)中選擇了苗高和地徑這兩個(gè)易于測(cè)量的指標(biāo)。

表1 苗木性狀指標(biāo)及其關(guān)聯(lián)性

3.2 苗木分級(jí)

3.2.1 基于平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的苗木分級(jí)結(jié)果

結(jié)果如表2所示。

表2 應(yīng)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的苗木分級(jí)結(jié)果

結(jié)合表2可知，該分級(jí)方法中，以苗高(H)和地徑(D)作為苗木質(zhì)量的劃分依據(jù)，依次分為Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三個(gè)等級(jí)。在實(shí)際操作時(shí)，華山松苗木的苗高和地徑，有任何一項(xiàng)達(dá)不到當(dāng)前分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的，則將其劃分至下一級(jí)。最終的分級(jí)結(jié)果為：Ⅰ級(jí)苗木27棵，占比為14.7%；Ⅱ級(jí)苗木113棵，占比為61.7%,；Ⅲ級(jí)苗木43棵，占比為23.5%。其中，合格苗木(Ⅰ與Ⅱ級(jí))占比為75.8%。在分布趨勢(shì)上，苗木質(zhì)量分級(jí)越高，苗高、地徑的數(shù)值越大。

3.2.2 基于逐步聚類(lèi)法的苗木分級(jí)結(jié)果

結(jié)果如表3所示。

表3 應(yīng)用逐步聚類(lèi)法的苗木分級(jí)結(jié)果

結(jié)合表3可知，該分級(jí)方法中，同樣選擇了以苗高(H)和地徑(D)作為華山松苗木質(zhì)量分級(jí)的參照指標(biāo)。但是在Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ級(jí)的具體劃分標(biāo)準(zhǔn)上，作出了相應(yīng)的調(diào)整。在實(shí)際操作時(shí)，上述兩項(xiàng)劃分指標(biāo)，有任何一項(xiàng)達(dá)不到當(dāng)前等級(jí)最低要求的，將其劃分至下一級(jí)。最終的分級(jí)結(jié)果為：Ⅰ級(jí)苗木51棵，占比為27.8%；Ⅱ級(jí)苗木87棵，占比為47.5%；Ⅲ級(jí)苗木為45棵，占比為24.6%。在分布趨勢(shì)上，苗木質(zhì)量分級(jí)與苗高、地徑為正相關(guān)關(guān)系。

3.3 造林效果

兩種質(zhì)量分級(jí)方法下造林成活率見(jiàn)表4。

表4 兩種苗木質(zhì)量分級(jí)方法下造林效果對(duì)比

結(jié)合表4可知，基于逐步聚類(lèi)法進(jìn)行華山松苗木質(zhì)量分級(jí)，Ⅰ級(jí)與Ⅱ級(jí)的苗木成活率均高于平均值±標(biāo)準(zhǔn)差法；Ⅰ級(jí)與Ⅱ級(jí)之間的苗木成活率相差不大，但是明顯高于Ⅲ級(jí)苗木的成活率。當(dāng)年抽稍越長(zhǎng)的，成活率相應(yīng)較高。在平均值±標(biāo)準(zhǔn)差法中也表現(xiàn)出相同的規(guī)律。

對(duì)比來(lái)看，在華山松苗木質(zhì)量分級(jí)中，平均值±標(biāo)準(zhǔn)差法具有操作簡(jiǎn)便，數(shù)據(jù)處理任務(wù)量少等優(yōu)點(diǎn)，但是分級(jí)結(jié)果中，不同等級(jí)之間苗木生長(zhǎng)差異不夠明顯。而逐步聚類(lèi)法雖然在數(shù)據(jù)處理方面比較繁瑣，但是不同級(jí)別之間的苗木，在移栽之后成活率、生長(zhǎng)量(當(dāng)年抽稍)等指標(biāo)方面，均表現(xiàn)出了明顯差異[6]。由此可見(jiàn)，運(yùn)用逐步聚類(lèi)法對(duì)華山松苗木進(jìn)行質(zhì)量分級(jí)更為合理。

4 討論

逐步聚類(lèi)法與平均值±標(biāo)準(zhǔn)差法，都可以為苗木質(zhì)量分級(jí)提供依據(jù)[7]。在本次研究中，選擇造林成活率和苗木生長(zhǎng)量作為判斷兩種質(zhì)量分級(jí)方法適用性的關(guān)鍵指標(biāo)。結(jié)果表明基于逐步聚類(lèi)法進(jìn)行的質(zhì)量分級(jí)，不同級(jí)別之間苗木生長(zhǎng)量和成活率差異較為明顯，從而為營(yíng)林造林工作中，篩選優(yōu)質(zhì)苗木和提高造林成效提供了幫助[8]。在逐步聚類(lèi)法中，苗高(H)和地徑(D)是劃分苗木質(zhì)量級(jí)別的兩個(gè)重要指標(biāo)，將H≥40，D≥0.5的苗木劃分為Ⅰ級(jí)，將30≤H<40，0.4