昆明市海口林場華山松苗木質量分級研究

李云松，金智偉，嚴 毅，吳海玉，顧淑麗，張志宏，李旭東，金智偉

(昆明市海口林場，云南 昆明 650114)

1 引言

華山松樹形高大挺拔，是一種常見的綠化樹種，還兼具藥用價值、工業價值。華山松因主要在陜西華山種植而得名，由于具有多重效益，目前在我國河南、甘肅、四川、云南等省份均有較大面積種植。近年來，昆明市海口林場為了增加生物多樣性、保持森林生態穩定性，擴大了華山松的栽種范圍。但是在林場經營管理中，由于華山松苗木質量評定與分級的配套體系不完善，在苗木選擇與栽種過程中存在諸多問題，成活率和栽種效益未達到預期[1]。在這一背景下，探究符合海口林場實際情況的華山松苗木質量分級方法成為當前的一項緊迫任務。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

從海口林場的華山松苗木繁育基地中，隨機選出12處取樣地，每塊取樣地的規格為10 m×8 m，共有華山松樹苗183棵。依次統計每顆苗木的地徑、苗高、鮮質量等基本參數。

2.2 試驗方法

現階段行業內關于苗木質量分級的方法主要有2種，一種是比較簡單的平均值±標準差法。技術人員只需依次測量華山松苗木的各項參數，在全部測量結束后，求取各項參數(高徑比、總鮮質量等)的平均值和標準差。然后以(平均值+標準差)作為苗木質量I級下限值，以(平均值-標準差)作為苗木質量的Ⅱ級下限值[2]。

另一種方法是逐步聚類法。操作流程為：第一，對數據做統一處理。參照標準化值的計算公式：

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

(1)

式(1)中，Zi為標準化值，xi為個體性狀值，xmin為性狀最小值，xmax為性狀最大值。第二，進行簡單分級。根據步驟一中提供的公式，計算可得華山松苗木的性狀標準化值。然后將數據錄入Excel表格，并按照從大到小順序進行排列。第三，進行精確分級。利用步驟二的分級結果，找出各級性狀標準化值的中位數，將其作為本級的凝聚中心。之后再分別求取個體與凝聚中心之間的距離d。以d的最小值對個體歸屬進行劃分。第四，計算臨界值。包括Ⅰ級和Ⅱ級性狀半徑，以及性狀下限值等。參考臨界值作為質量分級的標準[3]。

2.3 造林成活率試驗設計

在海口林場的東南區域選擇一處造林地，以紅壤為主，pH值為5.8[4]。將其劃分成6個等面積的試驗小區，其中，3個試驗小區分別栽種使用逐步聚類法劃分的I、Ⅱ、Ⅲ級苗木，另外3個試驗小區分別栽種使用平均值±標準差法劃分的I、Ⅱ、Ⅲ級苗木。每個試驗小區栽種苗木數量均為30棵，相鄰試驗小區之間留出寬度為60 cm的隔離區。在華山松苗木移栽6個月后，統計成活率。

2.4 統計學分析

本次試驗所得數據均使用Excel表格進行記錄，使用SPSS20.0統計分析[5]。

3 結果

3.1 苗木性狀

本次實驗中，總共選擇了6個性狀評價指標，指標類型及相關聯系見表1。

結合表1可以發現，華山松苗木的苗高、地徑，均與鮮質量有較強的關聯性，且為正相關關系；高徑比與鮮質量的關聯性較強，且為負相關關系。雖然上述4個指標均可以作為苗木質量分級的依據，但是在試驗中還必須考慮操作的可行性、簡便性。因此，在此次實驗中選擇了苗高和地徑這兩個易于測量的指標。

表1 苗木性狀指標及其關聯性

3.2 苗木分級

3.2.1 基于平均值±標準差的苗木分級結果

結果如表2所示。

表2 應用平均值±標準差的苗木分級結果

結合表2可知，該分級方法中，以苗高(H)和地徑(D)作為苗木質量的劃分依據，依次分為Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三個等級。在實際操作時，華山松苗木的苗高和地徑，有任何一項達不到當前分級標準的，則將其劃分至下一級。最終的分級結果為：Ⅰ級苗木27棵，占比為14.7%；Ⅱ級苗木113棵，占比為61.7%,；Ⅲ級苗木43棵，占比為23.5%。其中，合格苗木(Ⅰ與Ⅱ級)占比為75.8%。在分布趨勢上，苗木質量分級越高，苗高、地徑的數值越大。

3.2.2 基于逐步聚類法的苗木分級結果

結果如表3所示。

表3 應用逐步聚類法的苗木分級結果

結合表3可知，該分級方法中，同樣選擇了以苗高(H)和地徑(D)作為華山松苗木質量分級的參照指標。但是在Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ級的具體劃分標準上，作出了相應的調整。在實際操作時，上述兩項劃分指標，有任何一項達不到當前等級最低要求的，將其劃分至下一級。最終的分級結果為：Ⅰ級苗木51棵，占比為27.8%；Ⅱ級苗木87棵，占比為47.5%；Ⅲ級苗木為45棵，占比為24.6%。在分布趨勢上，苗木質量分級與苗高、地徑為正相關關系。

3.3 造林效果

兩種質量分級方法下造林成活率見表4。

表4 兩種苗木質量分級方法下造林效果對比

結合表4可知，基于逐步聚類法進行華山松苗木質量分級，Ⅰ級與Ⅱ級的苗木成活率均高于平均值±標準差法；Ⅰ級與Ⅱ級之間的苗木成活率相差不大，但是明顯高于Ⅲ級苗木的成活率。當年抽稍越長的，成活率相應較高。在平均值±標準差法中也表現出相同的規律。

對比來看，在華山松苗木質量分級中，平均值±標準差法具有操作簡便，數據處理任務量少等優點，但是分級結果中，不同等級之間苗木生長差異不夠明顯。而逐步聚類法雖然在數據處理方面比較繁瑣，但是不同級別之間的苗木，在移栽之后成活率、生長量(當年抽稍)等指標方面，均表現出了明顯差異[6]。由此可見，運用逐步聚類法對華山松苗木進行質量分級更為合理。

4 討論

逐步聚類法與平均值±標準差法，都可以為苗木質量分級提供依據[7]。在本次研究中，選擇造林成活率和苗木生長量作為判斷兩種質量分級方法適用性的關鍵指標。結果表明基于逐步聚類法進行的質量分級，不同級別之間苗木生長量和成活率差異較為明顯，從而為營林造林工作中，篩選優質苗木和提高造林成效提供了幫助[8]。在逐步聚類法中，苗高(H)和地徑(D)是劃分苗木質量級別的兩個重要指標，將H≥40，D≥0.5的苗木劃分為Ⅰ級，將30≤H<40，0.4