貴州不同區域閩楠裸根苗的生長評價與苗木分級

簡才源，韋小麗＊，段如雁，付正祥，張 怡，王櫻琳

（1.貴州大學 林學院，貴州 貴陽550025；2.三都縣林業局，貴州 三都558100）

閩楠〔Phoebebournei（Hemsl.）Yang〕屬樟科常綠大喬木，其木材紋理直，結構細密，芳香，不易變形及蟲蛀，也不易開裂，是建筑及高檔家具等的優質用材[1]。由于閩楠質優價高，盜砍盜伐現象嚴重，天然分布區中留存的大樹十分稀少，現存閩楠主要以零星或少量集中分布在村寨周邊，依賴于村規民俗而得以保存，且大多數瀕于衰老，已被世界自然保護聯盟（IUCN）紅皮書列為低危樹種，被中國物種紅色名錄列為易危樹種，屬國家Ⅱ級保護植物[2]。基于閩楠的稀有與昂貴，為更好地保護閩楠，開展閩楠人工培育技術研究，擴大閩楠栽培十分必要。目前，對閩楠的研究主要涉及苗木營養[3－4]、群落生態[5－7]、容器育苗[8－9]與種源試驗[10－11]等，關于閩楠苗木質量評價與苗木分級僅在容器苗方面有研究報道[12]，但未見裸根苗培育及質量評價及不同區域大田苗木質量比較的相關報道。對此，筆者在貴州獨山、三都、從江和遵義對其進行大田育苗試驗，通過形態指標調查，對貴州不同地理區域閩楠裸根苗進行生長評價，并對閩楠裸根苗質量分級進行初步研究，以探明閩楠幼苗在不同地理區域的生長狀況，為閩楠苗木的培育及質量評價提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

閩楠種子，所用種子均采自貴州從江縣。

1.2 試驗地概況

選擇在遵義、從江、三都和獨山4個縣進行育苗試驗，育苗地自然概況詳見表1。

表1 試驗地自然概況Table 1 The natural general conditions of survey site

1.3 種子處理與育苗

2011年11月將試驗用種采用混沙濕藏處理，2012年3月播種。育苗地均為當地農地，以高錳酸鉀或者敵克松進行土壤消毒，以復合肥作底肥。播種量為16kg／667m2左右，條播，在6月份追施尿素1次，施肥量55kg／667m2，澆水、除草等按照日常管理，未進行遮陰，育苗期間無病蟲害發生。

1.4 調查方法

2012年12月至2013年2月苗木生長停止期進行抽樣調查。調查時遵義、從江、三都和獨山4個地點的育苗密度分別為31株／m2、60 株／m2、61株／m2和70 株／m2。每個育苗點根據育苗面積確定樣方數，采用隨機抽樣的方法設置樣方，樣方規格為1m×1m。在樣方內調查苗木株數、每株苗高和地徑，計算樣方內苗高和地徑的平均值和標準差，以平均值、平均值±標準差的方式確定標準株的范圍，每樣方挖取9 株根系完整的標準株，測定苗高（D）、地徑（H）、主根長（L）、根幅（K）和≥5cm 長的側根數（N）。共調查樣方34 個，抽取樣苗1 967株。

1.5 數據處理

1.5.1 數據標準化 由于苗高和地徑的值不在同一個數量級上，在進行苗木質量分級時為了使數據值能夠在同一水平下進行分析比較，需要對2個指標進行標準化。公式如下：

式中，Yij為標準化值，i為苗高或地徑，j為所觀測的樣苗號（1，2，3，……，），Zi（max）、Zi（min）為觀測的樣本總體苗高或地徑的極大值、極小值。

1.5.2 數據分析 采用Excel 2007進行異常數據的剔除（3σ準則）、標準化處理及生長量的計算與分析，用SPSS18.0軟件進行方差分析、主成分分析、聚類分析等。

1.6 聚類半徑

參照文獻[13－15]的方法計算各級苗的聚類半徑，計算公式：

2 結果與分析

2.1 苗高與地徑的生長比較

從表2看出，由于不同區域自然條件的差異，閩楠苗木生長存在較為明顯的差異，苗高生長依次為三都＞遵義＞獨山＞從江。三都最高，達31.1cm；從江最低，為12.4cm。在個體生長差異上，遵義的苗木高生長比較整齊，變異系數較小。閩楠苗木地徑生長仍以三都最高，為0.42cm；遵義最低，為0.16cm。不同區域地徑生長依次為三都＞獨山＞從江＞遵義，個體差異均不大。綜合比較苗高與地徑，遵義的閩楠苗生長相對較差，個體纖細，高徑比達97.2，但苗木個體均勻度較高；三都和獨山最好，但三都苗木的高徑比較大，達74.1；獨山和從江的苗木高徑比分別為42.3和44.2，多為壯苗。

2.2 根系生長

根系是樹木的重要器官，對造林成活及早期生長狀況具有決定作用。從表3可知，從江縣的閩楠裸根苗主根最長，達22.5cm；其次是獨山縣和三都縣，分別為19.64cm 和18.94cm；遵義縣的苗木主根最短，僅14.19cm。≥5cm 側根數則以三都的最高，為10.9條；其次是獨山，為8.4條，不同區域間≥5cm 側根數差異顯著（P＜0.05）。根幅以遵義的最小，僅為3.58cm；其余3 個縣相差不大，為14.36～16.69cm。

表2 不同地域閩楠裸根苗苗高與地徑生長的差異Table 2 The growth difference in height and ground diameter of P.bournei seedlings in different region

表3 不同地理區域閩楠裸根苗幼苗的根系生長情況Table 3 Root growth of P.bournei seedlings in different place

2.3 閩楠苗生長指標與環境因子的相關性

從表4看出，從江、獨山、三都和遵義4個縣培育的閩楠裸根苗苗高與年降雨量和海拔均呈極顯著相 關 （P＜0.01），與年均溫相關性不顯著（P＞0.05）；地徑與年降雨量、年均溫和海拔均呈極顯著相關（P＜0.01），與降雨量相關性最強；主根長與年均溫呈極顯著相關（P＜0.01）、與海拔呈極顯著相 關 （P＜0.01），與降雨量相關性不顯著（P＞0.05）；側根數與年均溫相關性不顯著（P＞0.05），與年降雨量和海拔極顯著相關（P＜0.01）；根幅與年均溫、年降雨量極顯著相關（P＜0.01），與海拔顯著相關（P＜0.05）。年降雨量和海拔是影響閩楠苗木生長的主導因素。

2.4 閩楠苗木質量評價

采 用SPSS18.0軟件對苗高、地徑、主根長、≥5cm側根數和根幅5個指標進行主成分分析，首先進行KMO 和Bartlett檢驗（KMO 為0.732，Bartlett的相伴概率為0.00），可進行主成分或因子分析。

從表5看出，按照初始特征值由大到小排列，只有前兩個成分的特征根大于1，但其累積貢獻率只有76%，表達的信息量不足原始變量的80%，若使成分的累積貢獻率達80%，則需降低特征根的取值，當取特征根＞0.7 時，成分的累計貢獻率達91.5%，此時所提取的主成分為3個，足以表達原始變量所包含的信息。

表4 閩楠裸根苗生長指標與環境因子的相關矩陣Table 4 Correlation matrix between growth indexes of bare－root P.bournei seedlings and environmental factors

表5 閩楠裸根苗主成分分析的特征值與方差貢獻率Table 5 Eigenvalues and variance contribution rate of bare－root P.bournei seedlings

從表6 可知，第一主成分主要表達苗高、地徑和≥5cm側根數3個指標信息，第二主成分主要包含主根長和根幅信息，第三主成分則主要包含主根長信息。由于3個主成分分別代表了5個原始變量中56%、20.2%和15.2%的信息，因而在閩楠裸根苗質量評價當中，可以苗高、地徑和≥5cm 側根數為主要評價指標，主根長和根幅作為輔助指標，考慮到苗木出圃和造林的操作性等問題，可主要以苗高和地徑兩個指標為主進行苗木質量的判別。據此，閩楠裸根苗苗木質量的綜合評價模型為Y＝0.560a＋0.202b＋0.152c。

式中，Y 為閩楠裸根苗苗木質量評價的綜合得分，a為苗高、地徑和≥5cm 側根數等指標，b為主根長和根幅2個輔助指標，c為主根長指標；每個因子的權重分別對應3個主成分的貢獻率，3個提取主成分對苗木質量的影響依次遞減。

2.5 苗木分級計算

2.5.1 聚類分析 根據主成分分析結果，將苗高、地徑、主根長、≥5cm 側根數和根幅均作為閩楠苗木質量評價的重要指標，結合造林環境與實際應用，在生產實際中可以選擇苗高和地徑等容易測定的指標作為閩楠裸根苗苗木質量判別的主要指標，因而以苗高和地徑兩個指標對閩楠苗木進行分級計算。

苗木一般分為3個等級：Ⅰ～Ⅱ級苗達造林要求，為合格苗；Ⅲ級苗不符合造林要求，應繼續培養。經對234株苗木樣株的苗高和地徑進行標準化計算，采用SPSS 18.0對標準化計算結果進行快速聚類分析，設置20次迭代，經過6次迭代達收斂；設置聚類數為3類，得到最終的聚類中心如表7所示。

表6 閩楠裸根苗3個主成分的特征向量Table 6 The eigenvector of three principal components

表7 閩楠裸根苗快速聚類法的聚類中心Table 7 The clustering center with bare－root seedling of P.bournei

表8 閩楠裸根苗不同指標聚類間的方差分析Table 8 Analysis of variance between clusters of different index

從表8可知，3個聚類中心之間苗高和地徑的差異性均達到極顯著性水平，因而對閩楠裸根苗的聚類中心的選擇和類別的劃分科學合理、切實可行。為檢驗快速聚類結果的準確性，再次利用SPSS18.0軟件對數據進行系統聚類分析，以平方歐氏距離（Squared Euclid Distance）對樣株的相似度進行判別，結果與采用快速聚類法得出的結果相同。

2.5.2 臨界值確定 從圖示看出，Ⅰ～Ⅱ級苗的最終聚類中心為Ⅰ1（0.6，0.63），Ⅱ2（0.27，0.46），聚類半徑dⅠ＝0.15，dⅡ＝0.11，計算得出Ⅰ～Ⅱ級苗的下限為Ⅰ1（0.50，0.52），Ⅱ2（0.22，0.37）。經計算得，Ⅰ～Ⅱ級苗的分級標準：Ⅰ級苗H≥28.3cm，D≥0.41cm；Ⅱ級苗H≥14.8cm，D≥0.32cm。根系質量直接關系到造林成活率的高低，雖然未應用根系指標進行聚類分級，但因苗高、地徑與根系存在顯著的相關性，可用其Ⅰ～Ⅱ苗的結果確定根系質量等級，Ⅰ級苗主根長＞28.2cm，根幅＞14.2cm，≥5cm 側根數9 條；Ⅱ級苗主根長＞15.7cm，根幅＞10.9cm，≥5cm 側根數4條。

圖示 閩楠裸根苗Ⅰ～Ⅱ級苗的下限臨界值Fig.The threshold ofⅠ～Ⅱgrade of P.bournei bare root seedling

表9 不同區域閩楠裸根苗的分級結果Table 9 Seedling classification of P.bournei in different place

2.5.3 分級結果 依據得出的分級標準，對貴州4個縣的閩楠裸根苗進行分級統計，4個縣的苗木分級情況相差較大（表9）。其中，三都的苗最好，Ⅰ～Ⅱ級苗占91.63%；獨山次之，Ⅰ～Ⅱ級苗占47.28%；遵義質量差，全部為Ⅲ級苗，還應進一步培育達標后才能出圃。

3 結論與討論

1）不同地域閩楠裸根苗的存在明顯差異，遵義苗高僅次于三都，但地徑、主根、側根和根幅均最差，且無Ⅰ～Ⅱ級苗分布。其原因是遵義育苗地海拔高、年降雨量和年均溫最低，影響苗木的生長。因而要提高苗木質量，可提高苗圃地環境溫度、增加灌溉量等，輔之以切根、噴施壯苗劑[16]等措施。

2）在已有的研究中，進行木質量評價多以苗高和地徑進行質量分級，在此基礎上再考慮根系指標以及苗木綜 合 指 標 （頂 芽 狀 況 及 病 蟲 害 等）[12，17－18]。在對閩楠裸根苗質量評價當中，應用本研究的評價體系，首先考慮地徑，其次是高度，遵義培育的苗木雖然平均高均達Ⅱ級苗標準，但地徑達不到要求，因而苗木達不到合格標準。

3）與唐小燕等[12－14]采用人為逐步聚類分級方法確定分級聚類中心不同，本研究由于樣本量大，采用快速聚類方法對大樣本進行迭代計算得出聚類中心，結果可靠。Ⅰ 級 苗：苗高 ≥28.3 cm，地徑≥0.41cm，主根長＞28.2cm，根幅＞14.2cm，≥5 cm 側 根 數9 條；Ⅱ 級 苗：28.3 cm ＞ 苗高≥14.8cm，0.41 cm ＞ 地 徑 ≥0.32 cm，28.2cm＞ 主 根 長 ≥15.7 cm，14.2 cm ＞ 根幅≥10.9cm，9條＞5cm 側根數≥4 條。與楠木（Phoebe bournei）苗木質量分級國家標準[19]相比，本標準制定的苗高比國標稍低，但地徑已超過國標。GB6000－1999 在貴州的實際應用中，由于閩楠苗木的地理分布格局及氣候條件存在差異[20]，貴州自然環境遠不及四川和廣西，培育的閩楠苗很多達不到國家標準的要求，尤其是苗高質量指標偏高。因而本研究的分級結果可能更適合評價貴州閩楠苗木，也希望國家標準在修訂時考慮地區之間的差異，分地區確定閩楠苗木的質量標準。

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