鄧恩桉種源林分生長(zhǎng)特性與聚類分析

梁麗虹，藍(lán)克佩，尹明善，黃曉露，陳健波*

(1.廣西壯族自治區(qū)環(huán)江毛南族自治縣華山林場(chǎng)，廣西環(huán)江 547100；2.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，廣西南寧 530002；3.國(guó)家林業(yè)局中南速生材繁育實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530002；4.廣西優(yōu)良用材林資源培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530002 )

?

鄧恩桉種源林分生長(zhǎng)特性與聚類分析

梁麗虹1，藍(lán)克佩1，尹明善1，黃曉露2，3，4，陳健波2，3，4*

(1.廣西壯族自治區(qū)環(huán)江毛南族自治縣華山林場(chǎng)，廣西環(huán)江 547100；2.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，廣西南寧 530002；3.國(guó)家林業(yè)局中南速生材繁育實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530002；4.廣西優(yōu)良用材林資源培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530002 )

[目的]篩選適宜華山林場(chǎng)種植的優(yōu)良種源，為鄧恩桉良種選育提供基礎(chǔ)依據(jù)。[方法]連續(xù)5年對(duì)華山林場(chǎng)10個(gè)鄧恩桉種源的保存率和生長(zhǎng)性狀進(jìn)行觀測(cè)和分析。[結(jié)果]隨林齡增加，種源平均保存率和平均胸徑的增加幅度呈下降趨勢(shì)，平均樹(shù)高、平均單株材積的增長(zhǎng)幅度呈上升趨勢(shì)；受2013年風(fēng)雪災(zāi)害影響，種源平均保存率在2.5～ 3.5年間下降幅度最大；4.5年時(shí)保存率和胸徑最高為D9509，樹(shù)高和單株材積最大為D9508。[結(jié)論]10個(gè)種源的分類和分級(jí)表明，種源D9508、D9509保存率高，生長(zhǎng)性狀較好。

鄧恩桉；生長(zhǎng)特性；聚類分析

鄧恩桉(Eucalyptusdunnii)為桃金娘科(Myrtaceae)桉樹(shù)屬(Eucalyptus)樹(shù)種，天然分布于澳大利亞臨近新南威爾士州的北部海岸和沿海地區(qū)熱帶雨林以及昆士蘭州東南部邊境的土壤肥沃地區(qū)[1]。該樹(shù)種樹(shù)型高大通直、速生豐產(chǎn)、材性良好，主要作為鋸材和紙漿材[2-4]，在廣西、湖南、福建、江西等地引種栽培，表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性[5-6]。

桉樹(shù)是華南南部冬季溫度0 ℃以上地區(qū)主要的速生用材樹(shù)種，氣溫較低的偏北地區(qū)往往不適宜桉樹(shù)種植，加上近年來(lái)冰凍災(zāi)害和持續(xù)低溫等極端氣候頻發(fā)，桉樹(shù)種植區(qū)遭受嚴(yán)重的損失[7-8]。鄧恩桉是桉樹(shù)屬中速生性、耐寒性綜合能力較好的樹(shù)種[9-11]，該樹(shù)種的選優(yōu)與推廣將有利于桉樹(shù)適生區(qū)面積的擴(kuò)大和木材利用率的提高。目前國(guó)內(nèi)對(duì)鄧恩桉的種源優(yōu)選、繁育技術(shù)和材性測(cè)評(píng)等方面展開(kāi)了大量的研究。筆者對(duì)位于廣西西北地區(qū)華山林場(chǎng)鄧恩桉10個(gè)種源的試驗(yàn)林進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，分析其5年間保存率和生長(zhǎng)特性變化，初步提出適宜華山林場(chǎng)種植的優(yōu)良種源，為鄧恩桉良種選育提供基礎(chǔ)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況試驗(yàn)地位于華山林場(chǎng)華山分場(chǎng)，華山林場(chǎng)地處環(huán)江毛南族自治縣的中部，廣西西北部云貴高原南部的邊緣地帶，108°15′49″ E、25°6′37″ N；屬于中亞熱帶氣候，日照充足，干濕季節(jié)明顯，年平均氣溫為19.8 ℃，極端絕對(duì)低溫0.5 ℃，年降水量1 402.1 mm；試驗(yàn)地海拔300 m，土壤母巖為砂頁(yè)巖，土壤類型為紅壤，pH 5.5～6.5。

1.2參試品種與試驗(yàn)設(shè)計(jì)參試鄧恩桉種源10個(gè)，產(chǎn)地為澳大利亞新南威爾士州和昆士蘭州(表1)。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)種源設(shè)置4個(gè)區(qū)組，每個(gè)區(qū)組4行，每行5株，共20株，株行距為2 m×3 m，種植密度為1 667株/hm2。造林時(shí)間為2009年5月，各林分施肥情況一致，后期管理按常規(guī)營(yíng)林措施。

表1　種源地概況

1.3指標(biāo)測(cè)定方法對(duì)試驗(yàn)林進(jìn)行每木調(diào)查，記錄保存株數(shù)、胸徑、樹(shù)高，調(diào)查時(shí)間分別為2009年12月、2010年11月、2011年11月、2013年1月和2014年2月。

1.4數(shù)據(jù)處理采用Excel做基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用DPS對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析和LSD多重比較，采用SPSS進(jìn)行聚類分析。

1.4.1單株材積。采用廣西林業(yè)勘測(cè)設(shè)計(jì)院研制的速生桉單株材積(Individual volume，V)計(jì)算公式[12]：

V=C0×D[C1-C2(D+H)]×H[C3+C4(D+H)]

式中,V為材積(m3);D為胸徑(cm)；H為樹(shù)高(m)；C0=1.091 54×10-4，C1=1.878 92，C2=5.691 86×10-3，C3=0.652 60，C4=7.847 54×10-3。

1.4.2遺傳力。遺傳力計(jì)算公式[13-14]：

h2=(Mf-Me)/Mf=1-1/F

式中，h2為種源遺傳力;Mf為種源間均方;Me為種源內(nèi)均方;F為種源方差分析F值。

2　結(jié)果與分析

2.1鄧恩桉種源保存率變化10個(gè)鄧恩桉種源的年保存率變化如表2所示。0.5年生10個(gè)種源的保存率較高，平均保存率達(dá)89.61%，最高為D9506(98.51%)，最低為D9501(80.00%)。受各種生長(zhǎng)和環(huán)境因素的影響，隨著栽植年限的增加，各種源的保存率皆有所下降，其中2.5～3.5年間下降幅度最大，除D9502、D9508和D9509保存率下降10個(gè)百分點(diǎn)以下外，其他種源的保存率皆下降10個(gè)百分點(diǎn)以上。4.5年生鄧恩桉各種源平均保存率為66.47%，最高為D9509(80.00%)，達(dá)到70%以上的種源還有D9502(76.06%)、D9503(79.31%)、D9506(74.63%)、D9507(73.42%)、D9508(73.02%)，最低為D9505(42.42%)。

2.2鄧恩桉種源樹(shù)高變化10個(gè)鄧恩桉種源的樹(shù)高變化如表3所示。0.5年生10個(gè)種源的平均樹(shù)高為1.91 m，最高為D9503(2.20 m)，其次為D9508(2.17 m)，分別比平均水平高15.18%和13.61%，最低為D9510(1.61 m)，比平均水平低15.71%，種源間樹(shù)高極差為0.59 m。

表2　種源間保存率變化

隨著林齡增大，各種源樹(shù)高增長(zhǎng)幅度呈上升趨勢(shì)，其中0.5～1.5年間增長(zhǎng)幅度達(dá)最大值(4.39 m)，3.5～4.5年間增長(zhǎng)幅度略有減低。種源間極差也逐步增大，4.5年生達(dá)到極差最大值3.07 m。4.5年生10個(gè)種源平均樹(shù)高達(dá)16.54 m，最高為D9508(18.21 m)，其次為D9509(17.48 m)，分別比平均水平高10.10%和5.68%，最低為D9501(15.14 m)，比平均水平低8.46%。

各種源5個(gè)林齡段的樹(shù)高遺傳力皆達(dá)0.800 0以上，受遺傳控制的程度較高，其中以3.5年生樹(shù)高遺傳力最好(0.869 6)，0.5年生相對(duì)較弱(0.808 8)。方差分析表明，種源間樹(shù)高差異除0.5年生達(dá)到顯著水平(P<0.05)，其他林齡皆達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。

表3　種源間樹(shù)高變化

注：同列數(shù)據(jù)后小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

Note：Data in the same column followed by different small letters means significant difference at 5% level.

2.3鄧恩桉種源胸徑變化10個(gè)鄧恩桉種源的胸徑變化如表4所示。1.5年后10個(gè)種源的胸徑皆達(dá)5.00 cm以上，平均胸徑為6.43 cm，最高為D9508(6.91 cm)，其次為D9503(6.81 cm)，分別比平均水平高7.47%和5.91%，最低為D9510(5.88 cm)，比平均水平低8.55%，種源間胸徑極差為1.03 cm。

隨著林齡增大，各種源平均胸徑增長(zhǎng)幅度呈下降趨勢(shì)，0～0.5年間增長(zhǎng)幅度為6.43 cm，3.5～4.5年間下降到2.17 cm。種源間年平均胸徑極差逐步增大，4.5年生達(dá)到極差最大值2.91 cm。4.5年生10個(gè)種源平均胸徑達(dá)15.31 cm，最高為D9509(16.09 cm)，其次為D9508(15.99 cm)，分別比平均水平高5.09%和4.44%，最低為D9506(13.18 cm)，比平均水平低13.91%。

各種源4個(gè)林齡段的胸徑遺傳力分別為0.627 8、0.607 7、0.579 1和0.685 1，受遺傳控制的程度總體表現(xiàn)比樹(shù)高弱，其中以4.5年生胸徑遺傳力最好，3.5年生相對(duì)較弱。方差分析表明，種源間胸徑差異除3.5年生達(dá)到顯著水平(P<0.05)，其他林齡皆達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。

表4種源間胸徑變化

Table 4Changes of diameter at breast height between provenance

cm

注：同列數(shù)據(jù)后小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

Note：Data in the same column followed by different small letters means significant difference at 5% level.

2.4鄧恩桉種源單株材積變化10個(gè)鄧恩桉種源的單株材積變化如表5所示。1.5年時(shí)10個(gè)種源的平均單株材積為0.013 7 m3，最高為D9508(0.016 3 m3)，其次為D9503(0.015 8 m3)，分別比平均水平高18.98%和15.33%，最低為D9510(0.011 2 m3)，比平均水平低18.25%，種源間單株材積極差為0.005 1 m3。

隨著林齡增大，各種源平均單株材積增長(zhǎng)幅度呈上升趨勢(shì)，3.5～4.5年間上升到0.051 0 m3。種源間年平均單株材積極差也逐步增大，4.5年生達(dá)到極差最大值0.068 2 m3。4.5年生10個(gè)種源平均單株材積達(dá)0.143 0 m3，最高為D9509(0.163 4 m3)，其次為D9508(0.158 4 m3)，分別比平均水平高14.27%和10.77%，最低為D9506(0.095 1 m3)，比平均水平低33.50%。

各種源4個(gè)林齡段的單株材積遺傳力分別為0.575 2、0.608 2、0.443 8和0.603 6，受遺傳控制的程度總體表現(xiàn)比樹(shù)高、胸徑弱，其中以2.5年生遺傳力最好，3.5年生相對(duì)較弱。方差分析表明，種源間單株材積3.5年生不顯著，1.5年生達(dá)到顯著水平(P<0.05)，2.5年生和4.5年生達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。

表5種源間單株材積變化

Table 5Changes of individual volume between provenance m3

種源號(hào)Provenancecode林齡Forestage∥a1.52.53.54.5D95010.0133ab0.0415bcd0.0913abc0.1559abD95020.0152a0.0474ab0.0957a0.1251bcD95030.0158a0.0463abc0.0917abc0.1314abD95040.0122b0.0370d0.0918ab0.1549abD95050.0118b0.0389bcd0.0912abc0.1563abD95060.0138ab0.0366d0.0686bd0.0951cD95070.0143ab0.0425abcd0.0870abcd0.1356abD95080.0163a0.0525a0.1020a0.1584abD95090.0133ab0.0467ab0.1052a0.1634aD95100.0112b0.0407bcd0.0955a0.1545ab平均Mean0.01370.04300.09200.1430極差Range0.00510.01600.03670.0682平均增幅Averageincrease0.01370.02930.04900.0510F2.3541*2.5526**1.79792.5224**遺傳力Heritability0.57520.60820.44380.6036

注：同列數(shù)據(jù)后小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

Note：Data in the same column followed by different small letters means significant difference at 5% level.

2.5聚類分析和分級(jí)評(píng)價(jià)以10個(gè)鄧恩桉種源的保存率、樹(shù)高、胸徑和單株材積為指標(biāo)，基于平方歐氏距離采用組間連接法進(jìn)行聚類分析。由圖1可知，10個(gè)種源分為5類，第Ⅰ類包括3個(gè)種源(D9501、D9504、D9510)，第Ⅱ類包括1個(gè)種源(D9505)，第Ⅲ類包括3個(gè)種源(D9503、D9507、D9502)，第Ⅳ類包括2個(gè)種源(D9508、D9509)，第Ⅴ類包括1個(gè)種源(D9506)。

圖1　鄧恩桉種源聚類分析結(jié)果Fig.1　 Result of cluster analysis of E.dunnii provenance

根據(jù)各種源的保存率和單株材積，分別把5個(gè)分類劃為A、B、C共3個(gè)級(jí)別(表6)[15]，總體表現(xiàn)為第Ⅳ類最優(yōu)，第Ⅰ類和第Ⅲ類中等，第Ⅱ類和第Ⅴ類較差。其中第Ⅳ類種源級(jí)別最高，保存率達(dá)70%以上且單株材積達(dá)到中上水平，是試驗(yàn)中表現(xiàn)最優(yōu)良的種源；第Ⅰ類和第Ⅱ類雖然單株材積較好，但保存率相對(duì)較低，尤其是第Ⅱ類，保存率僅50%以下；第Ⅲ類和第Ⅴ類保存率較高，皆達(dá)70%以上，但單株材積相對(duì)較差，尤其是第Ⅴ類，單株材積小于0.120 0 m3。

表6　種源分級(jí)結(jié)果

3　結(jié)論與討論

(1)10個(gè)鄧恩桉種源3.5年生平均單株材積差異不顯著，3.5年生樹(shù)高和1.5年生單株材積差異達(dá)到顯著水平外，其他林齡的樹(shù)高、胸徑和單株材積皆達(dá)到極顯著水平，且各指標(biāo)的遺傳力除3.5年生單株材積外皆達(dá)50%以上，種源間遺傳力差異真實(shí)存在，選擇潛力較大[16]。

(2)各種源0.5年的保存率較高，皆達(dá)80.00%以上。隨著林齡增加，保存率逐漸降低，其中降低幅度最大為2.5～3.5年間，主要原因是試驗(yàn)地所在區(qū)域華山林場(chǎng)冬季受到霜凍天氣影響，試驗(yàn)林木被凍傷、凍死和壓倒。4.5年間各種源間保存率變化存在差異，D9509的下降幅度最小，保存率最高，對(duì)環(huán)境影響的適應(yīng)能力最強(qiáng)，D9505的下降幅度最大，保存率最小，適應(yīng)能力最弱[17]。

(3)各種源生長(zhǎng)規(guī)律相對(duì)一致，隨著林齡增加，各種源樹(shù)高和單株材積的增長(zhǎng)幅度逐漸加快，最高值分別出現(xiàn)在3.5年和4.5年，而胸徑增長(zhǎng)幅度表現(xiàn)為逐漸減緩，最高值為1.5年。但種源間生長(zhǎng)特性存在差異，隨著林齡增加，樹(shù)高、胸徑和單株材積的極差皆逐漸增大，極差最大值皆出現(xiàn)在4.5年。其中4.5年間樹(shù)高和單株材積生長(zhǎng)最快的為D9508，最慢的分別為D9501和D9506，胸徑生長(zhǎng)最快的為D9509，最慢的為D9506。

(4)對(duì)10個(gè)種源進(jìn)行分類、分級(jí)和評(píng)價(jià)，其中種源D9508、D95059表現(xiàn)較優(yōu)，保存率和生長(zhǎng)性狀皆達(dá)到中上水平，為適生種源；種源D9501、D9504、D9510、D9505有優(yōu)良的生長(zhǎng)性狀，但受環(huán)境影響較大；保存率較低；種源D9503、D9507、D9502、D9506保存率較高，受環(huán)境影響較小，但生長(zhǎng)性狀較差，皆為不適生種源。

(5)由于試驗(yàn)林齡組不完整，缺少對(duì)過(guò)熟林指標(biāo)值的分析，并不能判定在中、大徑材的經(jīng)營(yíng)措施下各種源的生長(zhǎng)優(yōu)劣，且試驗(yàn)林的適應(yīng)性僅針對(duì)華山林場(chǎng)的造林環(huán)境，各種源的適應(yīng)范圍有待研究。在今后的研究中應(yīng)對(duì)試驗(yàn)林各種源的適應(yīng)性和生長(zhǎng)特性進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)，并對(duì)不同立地條件進(jìn)行對(duì)比，達(dá)到適地適樹(shù)的造林目的。

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Growth Characteristics and Cluster Analysis ofEucalyptusdunnii

LIANG Li-hong1, LAN Ke-pei1, YIN Ming-shan1, CHEN Jian-bo2,3,4*et al

(1. Huashan Forest Farm of Huanjiang Country, Huanjiang, Guangxi 547100; 2. Guangxi Zhuang Autonomous Region Forestry Research Institute, Nanning, Guangxi 530002; 3. Key Laboratory of Central South Fast-growing Timber Cultivation of Forestry Ministry of China, Nanning, Guangxi 530002; 4. Guangxi Key Laboratory of Superior Timber Trees Resource Cultivation, Nanning, Guangxi 530002)

[Objective] To screen the superior provenance planted in Huashan Forest Farm, and to provide basis for selective breeding ofEucalyptusdunnii. [Method] Preservation rates and growth characteristics of ten provenances ofE.dunniiin Huashan Forest Farm were observed and analyzed for continuous five years. [Result] With the increase of forest age, the average survival rate of provenance and the increase of average diameter at breast height showed a downward trend. Growth ranges of average plant height and average individual volume were on the rise. The average preservation rate of provenance showed the biggest drop in 2.5-3.5 years because of the snow disaster in 2013. At the stand age of 4.5, D9509 showed the best preservation rate and average diameter at breast height; D9508 showed the best plant height and individual volume. [Conclusion] Classification of ten provenances shows that D9508 and D9509 have relatively high preservation rate and good growth trait.

Eucalyptusdunnii; Growth characteristics; Cluster analysis

中央財(cái)政林業(yè)科技推廣示范資金項(xiàng)目[(2015)TG18號(hào)]；廣西林業(yè)科技項(xiàng)目[桂林科字(2016)第16號(hào)]。

梁麗虹(1987- )，女，廣西環(huán)江人，助理工程師，從事林業(yè)科技推廣與營(yíng)林生產(chǎn)工作。*通訊作者，教授級(jí)高級(jí)工程師，從事桉樹(shù)遺傳育種研究。

2016-06-29

S 722.3

A

0517-6611(2016)27-0153-04