大青楊生長性狀的地理·氣候變異規律研究

摘要 從大青楊自然分布區按緯度梯度選擇10個種源，在哈爾濱、帽兒山、海林3個地點營造種源試驗林，分析了各試驗點大青楊樹高、胸徑與各種源地地理、氣候因子之間的關系。結果表明，不同種源大青楊樹高、胸徑基本上表現出與各種源地年均溫、1月均溫、7月均溫、≥10 ℃積溫、無霜期、年均降水量、年均蒸發量呈正相關關系，有些因子達到顯著甚至極顯著水平;大青楊生長量與各種源地經度、等效緯度基本上呈負相關關系，表現最好的種源地位于中高經度中高緯度地區。

關鍵詞 大青楊;種源試驗;地理因子;氣候因子

中圖分類號 S792.113 "文獻標識碼 A "文章編號 0517-6611（2014）32-11360-03

Geography， Climate Variability Regularity of Populus ussuriensis Kom. Growth Traits

LI Zhixin， LI Kailong*

（State Key Laboratory of Tree Genetics and Breeding， Northeast Forestry University， Harbin， Heilongjiang 150040）

Abstract Selecting 10 sources in Populus ussuriensis Kom. natural distribution area by latitude gradient， creating provenance experimental forest in Harbin， Maoershan， Hailin， correlation between test point Populus ussuriensis Kom. height， diameter and geographical， climatic factors were analyzed： different provenances Populus ussuriensis Kom. height， diameter essentially exhibit a variety of sources with an average annual temperature， average temperature in January， July mean temperature， ≥10 ℃ accumulated temperature， frostfree period， average annual rainfall， the average annual evaporation is positively correlated， some factors are significant even extremely significant; Populus ussuriensis Kom. growth amount basically presents negative correlation with sources longitude， equivalent latitude， the best provenances locate in high longitude and high latitude area.

Key words Populus ussuriensis Kom.; Provenance test; Geographical factors; Climate factors

大青楊（P. ussuriensis Kom.），又稱憨大楊、哈達楊，自然分布于我國東北的長白山、小興安嶺林區（東北東部山區），在俄羅斯的遠東地區和朝鮮也有分布。大青楊為闊葉紅松林最大的伴生、速生鄉土楊樹，單株材積可達10 m3。其木材較軟，材質白且致密，耐腐力強，可供建筑、造紙、膠合板等用材，是東北三省東部山區森林更新的主要樹種之一[1]。東北地區的大青楊基本處于野生狀態，可供選擇育種的基因資源潛力很大[2]。為此，筆者研究了東北地區哈爾濱、帽兒山、海林3個地點大青楊生長性狀的地理、氣候變異規律，旨在為林木遺傳育種研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

根據大青楊的天然分布及緯度和海拔等地理指標的變化梯度，確定15個地點，每個地點選擇10～20株優樹，優樹之間距離大于100 m，采集營養枝（20個以上）。

1.2 試驗方法

將保存較好的10個地點的大青楊材料分3個地點（哈爾濱、帽兒山、海林）進行種源試驗。10個地點的地理氣候因子見表1。每個地點試驗采用完全隨機區組設計，3～4個區組;每個區組，87～123個無性系，每個無性系10～14株，株行距2.0 m×2.0 m;區組之間用2行紅皮云杉間隔，試驗區周圍用紅皮云杉保護。

1.3 數據處理及分析方法

1.3.1 材積計算。根據下列公式（部標LY20877東北闊葉樹二元立木材積）計算材積：

V=0.000 041 960 698D1.909 459 51.3×H1.041 389 2

式中，V—材積（m3）;D1.3—胸徑（cm）;H—樹高（m）。

1.3.2 等效緯度。

為了反映緯度因子的真實效應，消除海拔因素的影響，采用Lindgren（1984）[3]等效緯度的概念，其計算公式為：

等效緯度=緯度+（海拔-300）/a

式中，當海拔≥300 m時，a=140;當海拔<300 m時，a=200。

1.3.3 旱害及病害指數測定。

旱害：樹冠，特別是主干，由于干旱枯死或部分枯死。樹木旱害程度分為如下4級：沒有枯死，記為0;樹冠或主干1/3以下被害，記為1;樹冠或主干1/3～2/3之間被害，記為2;樹冠或主干2/3以上被害，記為3。

旱害指數=∑（旱害等級代表值×本等級株數）/各級株數之和

病害：樹冠，特別是主干，由爛皮病菌或潰瘍病或其他病菌感染而死，有病癥。樹木病害程度分為如下4級：沒有病害，記為0;樹冠或主干1/3以下被害，記為1;樹冠或主干1/3～2/3之間被害，記為2;樹冠或主干2/3以上被害，記為3。

病害指數=∑（病害等級代表值×本等級株數）/各級株數之和

1.3.4 統計分析。

采用SPSS11.5、Statistica 6.0、Minitab 15.1等軟件，通過作相關分析、趨勢面圖、聚類分析等手段，研究大青楊種源的地理、氣候變異規律。

2 結果與分析

2.1 大青楊生長性狀的地理、氣候相關分析

用各試驗點主要生長性狀樹高、胸徑與種源地理、氣候因子作相關分析。由表2可知，大青楊樹高與各種源年均溫度和≥10 ℃積溫在在0.10水平顯著正相關;胸徑與≥10 ℃積溫在0.05水平顯著相關，與等效緯度（負相關）、年均溫度（正相關）在0.10水平顯著相關;總體看，大青楊生長量指標與各種源經度、等效緯度和年均日照時數負相關，與年均溫度、1月均溫、7月均溫、≥10 ℃積溫、無霜期、年均降水量和年均蒸發量正相關，只是大多數相關系數都不顯著。總體看，帽兒山與海林試驗點大青楊生長量指標與各指標相關正負性與哈爾濱試驗點基本一致，大多數相關系數都不顯著。

表2 各試驗點大青楊生長性狀與地理因子相關分析

指標項目哈爾濱樹高胸徑

帽兒山樹高胸徑

海林樹高胸徑

經度相關系數-0.335-0.535-0.552-0.529-0.499-0.260

P0.3770.1380.1230.1430.1710.499

等效緯度相關系數-0.443-0.625△-0.619△-0.427-0.763*-0.152

P0.2320.0720.0750.2520.0170.696

年均溫相關系數0.598△0.631△0.597△0.5160.690*0.144

P0.0890.0690.0890.1550.0400.712

1月均溫相關系數0.5090.5420.3020.1950.424-0.023

P0.1620.1320.4290.6150.2550.954

7月均溫相關系數0.4850.5340.4650.4450.805**0.341

P0.1860.1390.2070.2300.0090.369

≥10 ℃積溫相關系數0.665△0.675*0.637△0.4450.692*0.219

P0.0500.0460.0650.2310.0390.572

無霜期相關系數0.2740.3920.3180.0870.471-0.230

P0.4760.2970.4040.8230.2000.552

年均日照時數相關系數t-0.048-0.014-0.139-0.0860.2350.057

P0.9020.9710.7220.8250.5420.885

年均降水量相關系數0.1780.3770.3330.3580.0660.164

P0.6470.3170.3810.3440.8650.674

年均蒸發量相關系數0.3350.3650.3970.2440.5680.238

P0.3780.3340.2900.5270.1110.537

注：**表示達到0.01極顯著水平;*表示達到0.05顯著水平;△表示達到0.10顯著水平。

2.2 大青楊生長性狀的地理變異規律

用Statistica 6.0軟件對各種源樹高、胸徑與種源地理位置（經度、等效緯度）數據作趨勢面圖分析。由圖1～3可知，哈爾濱試驗點各種源大青楊胸徑隨各種源地經、緯度變化趨勢不明顯，總的趨勢是由低經度高緯度地區向高經度高緯度地區逐漸表現良好，再到高經度低緯度地區有下降趨勢;樹高隨緯度降低而升

高，到低緯度地區有下降趨勢，變化趨勢較明顯，隨經度變化不明顯。帽兒山、海林試驗點各種源大青楊樹高、胸徑隨各

圖1 哈爾濱試驗點大青楊胸徑、樹高隨地理因子變化趨勢

圖2 帽兒山試驗點大青楊胸徑、樹高隨地理因子變化趨勢

圖3 海林試驗點胸徑、樹高隨地理因子變化趨勢

種源地經、緯度變化趨勢基本相同。

2.3 大青楊地理種源系統聚類分析

根據各種源大青楊3個試驗點各生長指標的表現（表3），綜合考慮各種源地地理氣候因子（表1），用Minitab 15.1軟件繪制作大青楊地理種源系統聚類分析圖。由圖4可知，

Ⅰ組包括4號（湯旺河）、5號（帶嶺）種源;

Ⅱ組包括7號（帽兒山）、10號（上營）種源;

Ⅲ組包括9號（江山嬌）、 12號（汪清）、13號（露水河）、15號（臨江）種源。

表3 各種源大青楊試驗各指標平均值

種源編號哈爾濱胸徑∥cm樹高∥m材積∥m3

帽兒山胸徑∥cm樹高∥m干旱指數成活率∥%

海林胸徑∥cm樹高∥m病害指數成活率∥%

湯旺河43.44.800.002 61.31811.1691.901.11071.9556.96

帶嶺54.35.590.004 51.31831.1885.711.1952.3552.38

帽兒山74.55.770.005 21.41940.8696.561.11102.1450.80

江山嬌94.75.780.005 51.41941.1192.861.31172.1353.08

上營105.25.800.006 51.51990.8396.431.31172.0251.50

汪清124.35.470.004 51.41890.9694.841.01122.1056.94

露水河134.75.540.005 21.41911.1490.841.21162.0258.92

臨江154.95.660.005 91.51960.9394.971.21201.9861.00

注：不包括8號（葦河）和14號（清原）種源，因其3個試驗點中數據不全。

圖4 大青楊種源聚類分析

安徽農業科學 " " " " " " " " " " " " 2014年

3 結論

通過3個地點的大青楊種源試驗，總體看大青楊生長量指標與各種源經度、等效緯度和年均日照時數負相關，與年均溫度、1月均溫、7月均溫、≥10 ℃積溫、無霜期、年均降水量和年均蒸發量正相關，只是大多數相關系數都不顯著。

通過對3個試驗地大青楊胸徑、樹高隨地理因子變化趨勢圖的分析，各種源大青楊胸徑、樹高隨種源地緯度變化趨勢哈爾濱、帽兒山、海林3個試驗點基本一致：胸徑隨各種源地經緯度變化趨勢不明顯，總的趨勢是由低經度高緯度地區