不同種源楓香幼齡林生長性狀及物候節律研究

王曉榮　龐宏東　鄭京津　王瑞文　胡興宜　胡文杰　鄭蘭英

摘要：通過對我國10個楓香地理種源6a生幼齡林樹高、胸徑和材積等生長性狀以及物候節律進行觀測。結果表明：不同種源間樹高、胸徑和材積均達到極顯著差異水平，且兩兩生長性狀均呈現極顯著正相關，在武漢市九峰試驗林場生長的優勢的種源有‘江蘇南京和‘云南富寧，而生長最差的種源是‘河南南陽和‘河南商城。楓香樹高分別與經度和年降水量呈現顯著正相關，且胸徑和材積與年降水量呈顯著正相關。不同種源楓香的萌動期、綻葉期、展葉期和落葉期等存在顯著差異，處于低緯度的‘廣西岑溪和‘云南富寧種源的萌動期、綻葉期、展葉始期、展葉盛期、落葉始期均較其他高緯度種源早，而落葉盛期和落葉末期又較其滯后。

關鍵詞：楓香；不同種源；幼齡林；生長差異；物候節律

中圖分類號：S722.3；S792.99 文獻標識碼：A 文章編號：1004-3020（2016）03-0019-05

楓香Liquidambar formosana又名楓木、黑板木、香楓等，金縷梅科楓香屬，亞熱帶闊葉林地帶性森林植被中的重要喬木樹種。在我國主要分布于秦嶺及淮河以南，主產于江蘇、浙江、安徽、湖南、湖北等省。楓香具有生長快、用途廣、適應性強、耐干旱瘠薄、易天然更新等特點，在觀賞、藥用、用材等方面具有重要作用，是優良的鄉土闊葉樹種，已在生態公益林建設、林種樹種結構調整、園林綠化等方面發揮重要作用。

近年來，隨著我國對生態建設的重視，人們逐漸認識到開發鄉土樹種的重要性。目前，針對楓香的研究主要集中在生物學特性、種源收集、種源地理變異、優樹選擇、高效繁育、生長節律、優良家系選擇、造林技術等方面。然而，由于楓香分布范圍廣，分布區內的不同氣候條件形成了不同的地理種源，各地局域氣候差異往往限制了不同種源楓香的開發和推廣，特別是全球氣候變化的發生，會改變楓香植物器官的生理機能及適應性。

本研究以栽植于湖北省武漢市九峰試驗林場的10個種源的6a生楓香試驗林為對象，通過觀測各種源的生長指標及物候節律，探討不同種源楓香在該地區的生長差異和種源變異規律，以期為適宜湖北地區的優良楓香種源選擇和推廣提供科學依據。

1 試驗地概況

九峰試驗林場，位于東經114°29′，北緯31°22′，北亞熱帶季風氣候，年均氣溫16.7℃，極端最高氣溫39.4℃，極端最低氣溫-18.1℃，年均相對濕度77%，年降水量1284mm，無霜期240d，年蒸發量1392mm。楓香種源試驗林地海拔高度70m，坡向為東坡，坡度12°，土壤類型主要為黃粘土。

2 試驗材料與方法

2.1 材料來源

造林材料為中國林業科學研究院采集的10個種源40個家系的種子播種得到的實生苗（表1）。

2.2 造林設計及調查

2009年，在湖北省林業科學研究院九峰試驗林場進行造林試驗，采取隨機區組設計，試驗為4株單行小區，3次重復，苗木為1a生苗，平均苗高70cm，平均地徑1cm，株行距為2m×3m，具體試驗林分情況見表1。2013年11月，對楓香試驗林進行每木檢尺，測定樹高和胸徑。

2.3 物候節律觀察

從2014年2月初開始，每個種源隨機選擇生長良好、無病蟲害、生長健壯的3個單株進行物候觀測，并掛牌編號。物候觀測采用野外定點目視觀測法，以定人定時定株的原則，采用放大鏡結合目測的方法。對物候變化較快的萌芽期、綻葉期、展葉期每隔1d觀察1次，而落葉期等每3天觀察1次。若遇特殊天氣，如驟冷驟暖、霜雪、大雨等將適當增加觀察次數，每天觀察1次。觀測植物物候現象的時間選擇在下午13：00～14：00左右氣溫最高的時進行。觀測時間1年。

2.4 數據處理

楓香單株材積按湖北省闊葉樹二元立木材積公式計算：V_ij=0.000050479055×D^1.9085054×H^0.99076507式中，V_ij為材積（m³），D為胸徑（cm），H為樹高（m）。利用Office13.0進行數據統計及作圖，采用SPSS19.0對各種源楓香的樹高、胸徑和材積等生長性狀進行方差分析，以及各生長性狀與地理位置和環境因子的相關性分析。

3 結果與分析

3.1 不同種源楓香幼齡林生長性狀

從不同種源6a生楓香的樹高、胸徑、材積的方差分析（表2）可知，不同種源問樹高、胸徑和材積均達到極顯著差異（P<0.01），表明各種源間生長差異較大，這為開展楓香優良種源選擇提供了可能性。

根據不同種源楓香的生長性狀統計（表3）可以看出：各種源6a生楓香幼齡林平均樹高變化幅度在5.13～6.83m之間，變異系數在11.59%～28.04%之間，以‘湖南城步最大，‘江蘇南京次之，而‘浙江舟山、‘河南南陽、‘河南商城和‘廣西岑溪等楓香種源樹高表現較差；各種源平均胸徑變化幅度在5.42～7.14cm之間，變異系數在16.77%～35.10%之間，以‘江蘇南京最大，‘云南富寧次之，以‘河南南陽和‘河南商城等種源胸徑最低；各地種源楓香的平均材積變化幅度在0.007～0.016m。之間，變異系數在40.58%～74.15%之間，材積變化趨勢與胸徑變化相一致。由上說明，‘江蘇南京和‘云南富寧種源在該地有更好的生長適應性，而‘河南南陽和‘河南商城生長相對較差。

3.2 楓香種源幼齡林生長性狀的地理變異

分析楓香生長性狀與環境因素的相關性（表4）可知，6a生不同種源楓香樹高、胸徑、材積兩兩生長性狀均呈現極顯著正相關。楓香樹高分別與經度和年降水量呈現顯著正相關，胸徑和材積與年降水量呈顯著正相關，所有生長性狀指標與種源地緯度和年均溫未存在顯著相關性。由此說明，不同種源幼齡林的生長性狀與種源地緯度關系不密切，而與經度關系較密切，降雨量豐富的地區更有利于楓香的生長。

3.3 不同種源楓香物候節律

樹木生長的快慢除同某樹種的遺傳特性有關，受本身遺傳因子的影響，還受其他環境因子的影響，導致不同的樹種有其自身的地理變異規律。從表5和圖1可以看出：不同種源物候期存在一定的差異，萌芽期主要發生在2月中旬～3月下旬，時長22～44d；綻葉期在3月下旬～月底，時長2～4d；展葉期在3月底～4月初，時長6～18d；落葉期在10月上旬～12月中上旬，時長44～89d。可見，不同種源在萌動期、綻葉期、展葉期和落葉期等存在顯著差異。各種源萌動期最早的是‘廣西岑溪、‘云南富寧、‘浙江開化、‘江西婺源、‘湖南城步（2月12日），萌動最晚的是‘江蘇南京（3月5日），大約晚21d；綻葉期、展葉始期、展葉盛期和落葉始期具有相同的變化趨勢，表現為‘廣西岑溪和‘云南富寧綻葉期較其他種源提前14～18d，展葉始期提前7～17d，落葉始期較其他種源提前3～5d，落葉盛期較其他種源晚8～12d，落葉末期晚17～37d，說明處于低緯度種源的楓香萌動期、綻葉期、展葉始期、展葉盛期、落葉始期均較高緯度提前，而落葉盛期和落葉末期又較其滯后。

4 結論與討論

楓香不同種源的樹高、胸徑和材積等生長特征存在差異，并均達到顯著水平，表明種源對楓香生長具有明顯影響，遺傳變異幅度較大，這與王俊青等研究結果相一致，也說明不同種源楓香是在特定環境條件形成不同遺傳型的結果。比較各種源楓香生長性狀初步得到，適合生長在湖北省平原地區的種源有‘江蘇南京和‘云南富寧，而生長最差的‘河南南陽和‘河南商城。進一步將各種源楓香生長性狀與地理位置及氣候條件進行相關分析發現，楓香樹高分別與經度和年降水量呈現顯著正相關，胸徑和材積與年降水量呈顯著正相關，而與種源地緯度和年均溫未存在顯著相關性。但葉曉霞等對10a生20個楓香種源的造林試驗研究結果表明，樹高、胸徑和材積等生長性狀與地理位置未呈顯著相關，這種差異可能是因為不同種源樹種生長節律除決定于樹種本身的遺傳特性之外，還受引種地綜合生態因子的影響，包括氣候和土壤條件等。

樹木的年生長節律與物候，是氣候周期性變化對樹木生長發育年循環過程影響的綜合反應，是樹木對栽植地自然環境適應和受本身遺傳因子控制的結果。從對不同種源楓香幼齡林物候觀測結果發現，不同種源楓香物候期存在著明顯差異，低緯度種源楓香的萌動期、綻葉期、展葉期均較高緯度提前，而落葉期又較高緯度滯后，說明幼齡楓香種源物候期仍主要受遺傳特性影響，低緯度地區溫度高且生長季較長等原因導致該現象的發生。同時，本研究物候觀測數據僅有1年的數據，僅初步反映了物候變化節律，在全面評價各種源楓香適應方面具有一定的局限性，未來需要長期對該試驗地楓香生長性狀及物候節律進行跟蹤調查，進一步分析楓香種源生長性狀的遺傳變異規律以及生物適應和進化的方式，進而驗證速生種源和解釋其對當地氣候變化周期的適應性反應。

（責任編輯：鄭京津）