枫香优树生长与叶果性状分析*
2021-02-11连辉明蔡燕灵何波祥谦汪迎利陈一群冉重阳
李 兵 连辉明 蔡燕灵 何波祥 张 谦汪迎利 陈一群 冉重阳
(广东省森林培育与保护利用重点实验室/广东省林业科学研究院, 广东 广州 510520)
枫香Liquidambar formosana是金缕梅科枫香树属树种,别名枫树、三角枫、大叶枫等,是我国亚热带常绿阔叶林的主要组成树种之一。原产我国黄河流域以南广大地区,西至四川、贵州,南至广东,东至台湾,日本、朝鲜南部、越南北部、老挝亦有分布[1-2]。枫香树形高大、十分壮丽,秋季日夜温差变大后叶变红、紫、橙红等,为南方观秋景的主要树种,可用于交通主干道和江河两侧山地绿化;具有较强的耐火性和有毒气体抗性,可用于厂矿区绿化[3-5]。
为提高乡土阔叶树种种苗的质量与乡土阔叶树种造林的科技含量,广东省在2000 年开展了枫香、木荷Schima superba、樟树Cinnamomum camphora、黎蒴Castanopsis fissa等多个乡土阔叶树种遗传改良研究工作[6-8]。2003 年在全省范围内以5株优势木比较法开展大规模的枫香种质资源调查及选优,在全省选出枫香优树194 株。本文对枫香优树生长及叶果性状进行分析,旨在总结枫香优树表型性状,为相关研究提供参考。
1 材料与方法
1.1 调查地点
广东省属于东亚季风区,从北向南分别为中亚热带、南亚热带和热带气候,是中国光、热和水资源最丰富的地区之一。从北向南,年平均日照时数由不足1 500 h 增加到2 300 h 以上,年太阳总辐射量在4 200~5 400 MJ/m2之间,年平均气温约为19~24℃。全省平均日照时数为1 745.8 h、年平均气温22.3℃。1 月平均气温约为16~19℃,7 月平均气温约为28~29℃。2003 年,在广东全省分布区的15 个地级市29 个县(区)开展枫香资源调查和优树选择。
1.2 调查方法
以5 株优势木对比法进行枫香优树选择,并填写优树登记表,记录优树位置、生境、林分类型、树龄,同时调查优树与对照木的生长量、冠幅、健康状况、枝下高、侧枝粗、结实状况等,并采集优树枝叶、穗条和种实,每株优树测量30粒果的果长、果宽和果重,30 片叶的叶长、叶宽。由于参与优树较多,部分优树生长或叶果没有收集到相关数据,因此在分析中,不同性状指标其优树株数有些变化。
1.3 数据分析
采用Microsoft excel 2007 软件整理数据,用R4.0.2 软件统计各性状均值等参数、进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 优树年龄组成
对树龄资料较为完整的134 株优树进行分析,结果见表1。所选枫香优树年龄多集中在20~30 a、41~50 a 及31~40 a 龄组内,分别占到50%、25.4%及19.4%, 合计94.8%;树龄在<20 a、51~60 a和>60 a 范围内的优树较少,仅占分析总数的2.2%、1.5%和1.5%。
表1 枫香优树各龄组分布Table 1 Distribution of superior trees of Liquidambar formosana in each age group
2.2 优树林分起源
优树林分选择主要有2 种类型:天然林和人工林。在数据较为完整的193 株优树中,选自天然林的有178 株,选自人工林的有15 株。2 种林分起源优树分别占92.2%、7.8%,说明枫香在广东以天然林为主,少量分布在人工林中。
2.3 优树的生长情况
2.3.1 胸径生长 将有完整胸径数据的66 株优树进行分析,比较枫香优树胸径与5 株优势木平均胸径的差异幅度,结果见表2。由表2 可知,所选枫香优树胸径与5 株优势木平均胸径差异幅度大于20%的优树有52 株,占78.8%,说明在胸径生长上所选优树大部分明显优于5 株优势木,所选优树合理。胸径与5 株优势木平均胸径差异幅度大于70%的优树有15 株,占22.7%,这些优树可称为“超级优树”。相同树高,优树胸径比5 株优势木平均胸径大70%,其材积提高171.48%[9-10]。
表2 各龄级枫香优树胸径与5 株优势木平均胸径的差异分布Table 2 Difference distribution of DBH of Liquidambar formosana superior trees of different age classes and average DBH of 5 dominant trees
对具有完整胸径年均生长量资料的134 株优树,以0.3 cm 为一个变幅进行分类,结果见表3。由表可知,枫香优树胸径年均生长量在0.5~2.0 cm之间的有126 株,占总数的94.1%。年均生长量小于0.5 cm 和大于2.0 cm 的各有3 株、5 株,分别占总株数的2.2%和3.7%。
表3 各龄级枫香优树胸径年平均生长量变幅分布Table 3 Variation range distribution of annual average growth of breast height diameter of Liquuidambar formosana superior trees at each age level
2.3.2 树高生长 将有完整树高生长数据资料的65 株优树进行分析,比较优树树高与5 株优势木平均树高的差异幅度,不同差异幅度对应各龄级枫香株数情况见表4。由表可知,枫香优树树高与5 株优势木平均树高相比较,差异幅度集中在30%以内,共48 株,占73.9%。
表4 枫香优树树高大于5 株优势木变幅株数及其所占百分比Table 4 The number and percentage of Liquuidambar formosana dominant trees with variable amplitude whose height is greater than 5
对有完整树高年均生长量资料的129 株优树以0.2 m 为一个变幅进行分类,结果见表5。由表可知,枫香优树大部分树高年均生长量在0.7 m 以下,共98 株,占75.9%,20~30 a 枫香树高生长最为迅速,随后随树龄的增大逐渐下降。
表5 各龄级枫香优树树高年平均生长量变幅分布Table 5 Variation range distribution of annual average growth of height of superior Liquidambar formosana at each age level
对高径比有完整资料的133 株优树进行比较分析,结果见表6。枫香优树高径比大部分集中在30~60,共93 株,占70%,高径比大于70 的有14株占10.6%。高径比是衡量树体尖削度的重要指标,高径比越大,干形越圆满,利用价值也越大。
表6 枫香优树高径比变幅分布Table 6 Variation amplitude distribution of height diameter ratio of Liquidambar formosana superior trees
2.3.3 冠幅生长 对冠幅资料完整的98 株优树,以1.0 m 为一个变幅进行分类,结果见表7。由表可知,枫香优树冠幅大于5.0 m 的共96 株占98%。
表7 各龄级枫香优树冠幅变幅分布 Table 7 Distribution of crown width variation of Liquidambar formosana superior trees at each age level
将冠径比数据完整的89 株枫香优树,以5 为一个变幅进行分类,结果见表8。由表可知枫香优树冠径比大多数在25 以内,共63 株占70.8%。冠径比小,可增加单位面积立木数量,提高单位面积材积量。
表8 枫香优树冠径比变幅分布Table 8 Variation amplitude distribution of crown diameter ratio of Liquidambar formosana superior trees
2.4 叶果性状
基于5 个地点(惠州、茂名、梅州、韶关、肇庆)的完整叶果性状数据,统计了枫香叶果性状,如表9。由表可知,枫香优树果重变化较大,其次是果宽、果长;叶的性状叶长变化较大,其次是叶宽。枫香优树间叶果性状差异极显著(P<0.000 1)。
表9 枫香叶果性状基本统计量Table 9 Basic statistics of leaf and fruit characters of Liquidambar formosana
3 结论与讨论
3.1 文章对2003 年在广东省范围内所选枫香优树进行表型分析,认为5 株优势木法选出的枫香优树是合理的,多数性状指标都超过5 株优势木,表明优中选优是合理有效的,可为今后枫香的遗传改良提供基础材料。
3.2 从选择的枫香优树林分看,其在广东以天然林为主,少量分布在人工林中;树龄集中在20~30 a,其次是31~50 a;枫香优树胸径年均生长量在0.5~2.0 cm 之间,树高年均生长量在0.7 m 以下,20~30 a 枫香树高生长最为迅速,随后随树龄的增大逐渐下降。
3.3 枫香优树的叶果性状在个体及种源间均呈极显著差异,与此次选优规模大、范围广有关,也表明具有较高的选择潜力[8]。