红豆树人工林优树选择

郑天汉，兰思仁

(1.福建省林业厅，福建 福州350003;2.福建农林大学，福建 福州350002)

红豆树(Ormosia hosiei)系豆科蝶形花亚科红豆树属，国家Ⅱ级保护珍稀濒危植物，广泛分布于福建、江苏、安徽、浙江、江西、河南、湖北、湖南、贵州、四川、陕西及甘肃等省区，常见于海拔200－900 m的低山丘陵、河边及村落附近，是同属树种中树形最大、分布最北、经济价值最高的珍贵树种，树高可达40 m，胸径超过2 m，树冠开展，枝叶茂密浓绿，是优良的园林绿化观赏树种［1－2］.红豆树木材是工艺、雕刻、高档装璜装饰、珍贵家具的上等用材，具有极高的经济价值.目前，相关文献未见红豆树遗传改良等方面的研究报道，本文探讨了红豆树人工林的优树选择方法及其选择结果.

1 材料和方法

1.1 材料

本研究的红豆树来源于1965－1966年福建省系统布设的科研试验林，科研试验林面积约40 hm2;20世纪70年代至今，相继种植的红豆树林分约15 hm2.试验地的立地质量等级为Ⅰ、Ⅱ类立地，Ⅲ类立地仅2块.

1.2 研究方法

鉴于现有红豆树人工林分较少，可供开展红豆树优树选择的群体较小，故对红豆树优树选择采取较为细致的选择途径［3，4］.为防止一些优良遗传材料的漏选，对四旁树等个别生长特别突出的单株以特选树方式进行优树选择，特选树的选择标准为:胸径年生长量＞1 cm、树高生长量＞平均值、枝下高＞6 m、树干通直系数为“1”.

1.2.1 标准差选择法 根据红豆树13个生长性状的研究结果，材积与胸径的相关性达到0.9342，说明在生长环境相同的林分中进行优树选择时，以胸径为主因子能反映材积生长性状，并且具有直观、简便、可操作性强、选择结果可靠的优点.尤其是在红豆树资源有限的条件下，不存在类似杉木或马尾松的庞大选择群体，为了从有限的群体中充分利用和不遗漏红豆树优良基因资源，可以采用标准差选择法来适度放大优树选择.

以胸径为红豆树林分个体的标志值，如果抽样调查的样品结构符合正态分布规律，根据统计学原理:胸径在2倍的标准差范围内的个体，应该在95.45%的概率区间内，即用2倍标准差作为基准对红豆树优势木进行选择，其入选概率为2.28%，即入选的优树预选树就是小概率事件.

1.2.2 林分径级的正态分布检验 采用χ2分布检验方法，对红豆树林木株数按径阶分布状态进行检验，用皮尔逊定理［5］

式中，Vi为实际频数、nPi为理论频数.若则说明该分布为正态分布.

1.2.3 优树标准 参考红椎的优树选择标准［6，7］，并根据红豆树人工林生长分化情况，红豆树人工林优树生长量指标为树高大于优势木10%、胸径大于优势木20%、材积大于优势木100%.其他形质指标为主干通直系数、圆满、冠形浓密、侧枝粗细、夹角，个别单株心材为黑色的特殊性状直接入选.

1.2.4 优树精选 应用多目标决策和集对分析原理［8］，计算各因子的相对权重系数和综合指数.

式中:各因子权重系数λj、i为目标、j为选择因子、R为红豆树性状间的相关系数，∑Rij为相关系值之和，Uj为性状因子.

2 结果与分析

2.1 红豆树胸径生长的正态分布检验

没有外力干预的林分中，林木按照一定的规律生长发育，在森林胸径径级结构上，一般表现较稳定的正态分布.红豆树人工林株数按径阶分布规律遵从正态分布，可利用标准差选择法选择优势木(表1).

表1 红豆树人工林胸径分化规律的χ2检验及其特征值Table 1 The χ2test and its characteristic value of DBH differentiation law for plantation forest of Ormosia hosiei

2.2 红豆树优树选择指标

优树选择是一种去劣留优的选择，是对表现型分布的正方向极端个体进行选择，其目标是增大群体子代的平均值.根据正态分布曲线的数学性质，将平均数和标准差作为红豆树优良单株的选择标准.选择差=入选优势木平均值－群体平均值，因此，林分平均值+选择差(2S)=优良单株的选择值.共选择67株优良红豆树，胸径平均增长率71.8%，树高平均增长率17.3%(表2).

2.3 红豆树人工林优树选择结果

应用五株优势木对比树法对标准差选择法所筛选的优良单株逐株进行比较和选择，选择出红豆树人工林优树22株(表3).

表2 红豆树人工林优良单株选择结果Table 2 Selection of the dominant trees of plantation forest of Ormosia hosiei

表3 入选的红豆树人工林优树及其性状因子Table 3 The selected elite trees of plantation forest of Ormosia hosiei and their characters

续表3

2.4 红豆树人工林优树精选

2.4.1 优树选择的权重系数 以表型选择的22株优树为对象，应用综合指数法进行红豆树优树精选.根据红豆树的材用性改良目标，及上述红豆树主要经济性状的分析结果，确定以速生丰产和干材形质为基础的5个主要性状因子为评价指标，用相对比较法确定权重系数λ.红豆树优树选择的5个性状因子分别为材积、胸径、树高、枝下高、通直系数，各因子的权重系数以红豆树材积性状与其它各个性状的相关系数为基础，应用多目标决策和集对分析原理，获得各自的相对权重系数(表4).

表4 红豆树优树选择的权重系数1)Table 4 Weight coefficients of elite tree selection for Ormosia hosiei

2.4.2 红豆树优树分级 按4级评价标准划分:综合评价指标的平均值W为0.936，综合评价指标的标准差为0.116，其 1/2 标准差为 0.058.Ⅰ级标准为 Wj－W ＞S，Ⅱ级标准为 Wj－W ＞0.5S，Ⅲ级标准为 Wj－W＞0，Ⅳ级标准为Wj－W＜0.红豆树优树精选以各优树的综合评价指标值分级确定(表5).

表5 红豆树人工林优树综合评价指标值Table 5 The comprehensive assessment indexes of predicted elite trees for plantation forest of Ormosia hosiei

2.4.3 红豆树优树选择效果 根据综合指标值精选优树，最终从人工林中选择样本号为4、6、7、8、15、20、21、22 共8 株优树(表6).精选的8 株优树平均胸径46.3 cm、平均树高22.1 m、通直度系数0.98、单株材积1.9094、胸径年平均生长量1.23 cm、树高年平均生长量0.6 m、单株材积年平均生长量0.0497 m3.精选优树的胸径、树高、单株材积的年平均生长量与全省红豆树林分的胸径、树高、单株材积的年平均生长量0.5467 cm、0.44 m、0.0065 m3相比较，分别增长 125%、36.4%、664.6%;与优树均值相比分别增长 15%、5.3% 、36.5% .

表6 红豆树精选优树及其性状特征值Table 6 Elite trees of Ormosia hosiei and their characteristic values

2.4.4 特选优树 为防止红豆树优良遗传材料的漏选，对四旁树等生长突出的单株以特选树方式进行优树选择，共选择18株特选优树(表7).特选优树平均心材率为77.5%，比全省平均心材率57.9%高19.6%;平均胸径 77.35 cm，最大胸径151 cm;平均树高24.32 m，最大树高40 m;平均枝下高8.32 m，最大枝下高15 m;平均单株材积6.05 m3，最大单株材积27.57 m3.这些优树多数呈孤立木或混生于其他树种的林分中，红豆树“木出于林”，且形质性状良好.

表7 红豆树特选优树Table 7 The special elite trees of Ormosia hosiei

3 小结与讨论

选择红豆树优树22株，平均胸径41.5 cm，平均树高21.9 m，平均枝下高9 m，通直度指数0.89.胸径、树高、单株材积年平均生长量分别为1.07 cm、0.57 m、0.0364 m3.与全省红豆树胸径、树高、材积年平均生长量相比(0.5467 cm、0.44 m、0.0065 m3)，分别增长 95.7%、29.5%、400.6%，优树的选择效果极显著.

精选的8株优树平均胸径46.3 cm、平均树高22.1 m、通直度系数0.98、单株材积1.9094.胸径、树高、单株材积年平均生长量分别为:1.23 cm、0.6 m、0.0497 m3.精选优树的胸径、树高、单株材积的年平均生长量与全省红豆树平均水平相比，分别增长125%、36.4%、664.6%;与优树均值相比分别增长15%、5.3%、36.5%.精选的优树可用于近期开展组织培育和扦插等无性繁殖利用.

在材用性优树改良目标中，以材积、胸径、树高、枝下高、通直系数5个性状指标为优树选择因子，以红豆树材积生长与其它各个性状的相关系数为权重系数，应用多目标决策和集对分析原理进行优树选择，选择效果良好且生产实用性强.

首次应用多目标决策和集对分析原理对红豆树人工林进行优树选择，其方法和结果有待进一步验证.

本研究共筛选出18株特选优树，这些特选优树呈孤立木或混生于其他树种的林分中，形质性状良好，具有较高经济价值.

鉴于部份优树已流出福建原种植地，或被个人移植保存收集，建议加强对珍贵红豆树种质资源的保护.致谢:王章荣和吴承祯教授给予悉心指导，参加野外调查的还有何国生、高兆蔚等.

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