不同立地杉木家系幼林生長差異

何貴平，徐金良，徐永勤，陳永輝，沈鳳強，徐盧雨

（1.中國林業科學研究院 亞熱帶林業研究所 浙江省林木育種技術研究重點實驗室，浙江 杭州 311400；2.浙江省開化縣林場，浙江 開化 324300；3.浙江省杭州市余杭區長樂林場，浙江 杭州311123）

杉木Cunninghamia lanceolata為中國南方林區重要的速生用材樹種，因生長快、產量高、材質優、適應性較強、經濟效益好而成為山區的主要造林樹種。目前，中國南方各省區杉木人工林基地面積已達800萬hm2，20世紀80年代和90年代中期以前營造的杉木人工林大部分已到采伐林齡，現在造林的立地多為杉木或馬尾松Pinus massoniana林采伐跡地，特別是在杉木采伐跡地上再營造杉木純林時，由于林地土壤肥力下降，對杉木林的生長有一定影響［1-6］。杉木遺傳改良已進行了幾十年，從1代良種到現在的3代良種，林木生長量已得到顯著提高［7-9］。目前造林地普遍為二茬杉木林地，這給杉木的遺傳改良及新品種選育提出了較高的要求，要求選擇出生長快、材質優，且對立地適應性強的品種。本研究以杉木2代種子園中選出的部分優良家系為材料［8］，在杉木林和馬尾松林采伐跡地上進行杉木家系造林試驗，研究杉木家系在不同立地上幼林的生長適應性，旨在研究杉木家系與立地的互作效應，同時選出適應性較強的杉木品系，為生產和育種提供優良材料。

1 試驗點概況

試驗點1為浙江省杭州市余杭區長樂林場西山林區（余杭點，E1）， 30°15′N，119°58′E，海拔為100 m，年平均氣溫為15.8℃，年均降水量為1 478.0 mm，年均日照時數為1 782.9 h，無霜期為221 d，四季分明，屬北亞熱帶季風氣候。林地為馬尾松純林采伐跡地，土壤為紅壤，土層厚度80 cm以上，坡向西南， 坡度 15°左右， 0～30 cm 土層土壤理化性質為 pH 4.73， 有機質 25.26 g·kg－1， 全氮 1.26 g·kg－1，全磷 0.34 g·kg－1， 堿解氮 86.25 mg·kg－1， 速效磷 1.22 mg·kg－1， 速效鉀 72.23 mg·kg－1， 肥力中等。 試驗點2為浙江省衢州市開化縣林場城關分場岙灘（開化點，E2）， 29°25′N，118°25′E，海拔為230 m，年均氣溫為16.4℃，年均降水量為1 814.0 mm，日照時數為1 712.5 h，無霜期為252 d，屬北亞熱帶濕潤季風氣候，四季分明。林地為杉木純林采伐跡地，土壤為紅黃壤，土層厚80 cm以上，坡向東南，坡度約25°，對0～30 cm土層進行了土壤取樣（分下坡、中坡、上坡混合而成）分析，土壤理化性質為pH 4.83， 有機質 22.07 g·kg－1，全氮 1.12 g·kg－1， 全磷 0.29 g·kg－1，堿解氮 76.45 mg·kg－1，速效磷 1.12 mg·kg－1， 速效鉀 65.42 mg·kg－1， 肥力中等偏下。

2 材料與方法

2.1 試驗材料和試驗設計

試驗材料來自浙江省龍泉市林科院杉木2代種子園中自由授粉家系，2011年秋采種，2012年春在開化縣進行大田育苗，2013年3月在開化和余杭兩地進行試驗林營造。試驗材料為杉木2代種子園中選出的21個較優良家系，對照（ck）為浙江杉木2代種子園混種。試驗采用隨機區組設計，余杭點為4株單行小區，8次重復，林地為馬尾松林采伐跡地。整地方式為挖機全墾后（深30 cm以上，并挖出伐兜）直接定點造林，造林密度為2 m×2 m。開化點為6株單行小區，8次重復，林地為杉木林采伐跡地，經煉山后挖大穴（40 cm×40 cm×40 cm），造林密度為2 m×2 m。

2.2 研究方法

2015年12月對兩地試驗林進行每木調查，調查因子為樹高、胸徑。采用小區平均值進行性狀方差分析， 方差分析模型為 Yijkl=u+Li+B（L）j（i）+Pk+LPik+B（L）Pj（i）k+eijkl。 其中： Yijkl為多點試驗第 i地點內第j區組第k家系第l小區平均值；u為群體平均效應；Li為第i地點效應；B（L）j（i）為第i地點內第j區組效應；Pk為第k家系效應；LPik為第k家系和第i地點互作效應；B（L）Pj（i）k為第i地點內第j區組和第k家系的互作效應；eijkl為機誤。

樹高和胸徑2個生長性狀在兩地的速生性、穩定性及適應性分析的計算方法如下：①速生性參數的計算方法為：各家系的樹高（或胸徑）值為各家系樹高（或胸徑）兩地的平均值，各家系的樹高（或胸徑）效應值為各家系的樹高（或胸徑）兩地平均值減去兩地家系樹高（或胸徑）的總平均值。②穩定性參數的計算方法為：各家系的樹高（或胸徑）方差為各家系樹高（或胸徑）兩地重復間的方差，各家系的樹高（或胸徑）變異度為各家系的樹高（或胸徑）的方差開平方除以各家系的樹高（或胸徑）平均值。③適應性參數的計算方法為：各家系的樹高（或胸徑）的回歸系數為各家系樹高（或胸徑）平均值與環境指數（各地點的樹高或胸徑總平均值）進行回歸分析計算的b值。各家系樹高和胸徑2個生長性狀在兩地的速生性、穩定性及適應性綜合分析及評價是以各家系樹高（或胸徑）在兩地的平均值的高低（或效應值的大?。榛A，結合其穩定性中的變異度和適應性中的回歸系數（b值）進行綜合分析。

采用DPS軟件［10］對性狀進行方差分析和家系的穩定性分析。

3 結果與分析

3.1 不同立地杉木家系3年生時樹高、胸徑差異及聯合方差分析

兩地杉木家系3年生時樹高、胸徑經同質檢驗后，試驗點誤差均方均不顯著，可進行兩地聯合方差分析。從表1和表2可以看出：試驗地點間和試驗地點內區組間在樹高和胸徑上均表現出極顯著差異，而在家系間只有樹高表現出極顯著差異水平，胸徑則未達顯著差異；在家系×試驗點互作間，胸徑達到差異顯著水平，樹高則未達差異顯著水平。表明不同立地條件（或坡位）對杉木家系的生長影響明顯，樹高在家系間表現出顯著差異，但樹高在家系與地點間沒有顯著的交互效應，而胸徑的交互效應顯著，即不同家系的胸徑生長在不同環境條件下的表現存在顯著差異，而樹高生長則不顯著。

3.2 不同立地對3年生杉木家系樹高、胸徑生長的影響

從表3中可知：兩地間樹高和胸徑的試驗總平均值差異較大，余杭點（樹高為3.21 m，胸徑為4.31 cm）明顯大于開化點（樹高為2.33 m，胸徑為2.31 cm），余杭點平均樹高和平均胸徑分別比開化點高出37.77%和86.58%。表明雖然參試家系相同，但在不同地點樹高和胸徑生長量表現出明顯的差異，這可能與兩地立地條件的不同有較大關系（兩地氣候條件近似），余杭點造林前茬為馬尾松林，且坡度較小，立地條件為中等，而開化點造林前茬為杉木純林，對林地肥力消耗較大，使土壤肥力明顯下降，立地條件則為中等偏下。同一地點內不同區組也因處于不同坡位，使樹高和胸徑生長量差異明顯，一般山坡下部土層較厚，水肥條件相對較好，因此杉木生長快，而在同一山坡中上部，則因土層相對較薄，水肥條件相對較差，因此杉木生長慢。余杭點以第7區、第1區組生長相對較好，開化點則是第1區，第3區和第5區組生長相對較好。表明立地條件對杉木的生長有明顯影響，特別是在杉木采伐跡地上再營造杉木林時，林分生長量有明顯下降。

表1 兩地3年生杉木家系樹高、胸徑聯合方差分析結果Table 1 Combined ANOVA results of tree height,diameter at breast height（DBH）of 3-year-old Chinese fir families in 2 sites

3.3 不同立地杉木家系3年生時樹高、胸徑生長性狀速生性、穩定性及適應性分析

表3 兩地不同區組間3年生杉木樹高、胸徑平均值Table 3 Average values of tree height,diameter at breast height（DBH） of 3-year-old Chinese fir families among different blocks in 2 sites

由于杉木家系樹高性狀在兩地點間差異明顯，以及胸徑在家系與試驗點間有明顯的交互效應，有必要對各家系兩生長性狀進行穩定性分析。從兩地3年生杉木家系樹高、胸徑的速生性、穩定性及適應性綜合分析（表4和表5）可以看出，在兩地樹高生長性狀表現很好和好的家系有8個，它們是B10，L15，B148，B121，A09，B13，B105和ck，在兩地胸徑生長性狀表現很好和好的家系有9個，它們是L15，B10，B13，ck，B148，B121，A76，B105和A09，綜合樹高和胸徑2個生長性狀，在兩地均表現好的家系為7個（除浙江杉木2代種子園混種ck外），它們是B10，L15，B148，B121，A09，B13和B105，可在這兩地及相似地區推廣應用。

表4 3年生杉木家系樹高速生性、穩定性及適應性分析Table 4 Fast growth,stability and adaptability analysis of tree height of 3-year-old Chinese fir families

表5 3年生杉木家系胸徑速生性、穩定性及適應性分析Table 5 The fast growth,stability and adaptability analysis of diameter at breast height（DBH） of 3-year-old Chinese fir families

4 結論與討論

影響林木生長的因素除不同氣候條件外還有立地條件。杉木作為中國南方林區主要用材樹種，對立地條件有一定的要求，一般要求選擇中等以上立地造林（Ⅰ和Ⅱ類地，立地指數要求在14以上），才能獲得較好的豐產效果?，F在大多數林區營造杉木林多為杉木二茬林，林地土壤肥力有所下降，在這樣的背景下進行杉木新品種選育，除要研究杉木生長和材質性狀外，杉木品種的適應性研究也較為重要。

從本試驗結果看，不同立地條件下杉木家系幼林生長差異較大，特別是在杉木林采伐跡地上再營造杉木林時，與馬尾松林采伐跡地相比，樹高和胸徑生長量下降明顯，3年生時平均樹高和平均胸徑余杭點比開化點分別高出37.77%和86.58%；同一地點不同坡位上，杉木家系的生長差異也很明顯，表明杉木對立地的反應較為敏感。杉木連栽會使后林地土壤肥力下降明顯［1-6］，但同時也有研究證明，在杉木采伐跡地上營造杉闊混交林能提高林地土壤肥力，促進杉木的生長［11-13］。

林木品系（基因型）與環境存在明顯互作效應［14-15］。本研究中胸徑與地點間也存在顯著的互作效應，說明環境顯著影響著杉木胸徑生長性狀的表現。同時樹高生長性狀在家系間有顯著差異，綜合兩地杉木家系樹高和胸徑速生性、穩定性和適應性分析評價，選擇出7個在幼林期生長表現較好的杉木家系，可在兩地及相似地區進行推廣造林。

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