魏 巍, 李根前, 許玉蘭,2, 陳 詩(shī), 呂學(xué)輝, 蔡年輝

(1.西南林業(yè)大學(xué) 西南山地森林保育與利用省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 云南 昆明 650224;2.北京林業(yè)大學(xué), 北京 100083)

一年生云南松苗木優(yōu)良性狀評(píng)價(jià)效果的時(shí)間效應(yīng)

魏 巍1, 李根前1, 許玉蘭1,2, 陳 詩(shī)1, 呂學(xué)輝1, 蔡年輝1

(1.西南林業(yè)大學(xué) 西南山地森林保育與利用省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 云南 昆明 650224;2.北京林業(yè)大學(xué), 北京 100083)

以生長(zhǎng)周期為1 a的云南松實(shí)生苗定株苗高、地徑動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在不同時(shí)間對(duì)兩個(gè)性狀進(jìn)行優(yōu)良程度評(píng)價(jià)，以7個(gè)基本指標(biāo)和1個(gè)綜合指標(biāo)判斷不同時(shí)間優(yōu)良性狀評(píng)價(jià)的效果，并總結(jié)評(píng)價(jià)效果在時(shí)間序列上的變化規(guī)律，分析兩個(gè)性狀在生長(zhǎng)過(guò)程中的最佳評(píng)價(jià)時(shí)間點(diǎn)。結(jié)果表明：(1)在不同時(shí)間對(duì)苗高和地徑的優(yōu)良程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，判斷其效果的7個(gè)基本指標(biāo)皆有一定程度的變化規(guī)律。(2)構(gòu)建綜合指標(biāo)可以直觀體現(xiàn)評(píng)價(jià)效果隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，據(jù)此趨勢(shì)初步確定苗高最佳評(píng)價(jià)效果的時(shí)間范圍在157～187 d，地徑最佳時(shí)間范圍在235～265 d。(3)通過(guò)與生長(zhǎng)過(guò)程偶聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)：分別在t1、t0、t2三個(gè)生長(zhǎng)特征點(diǎn)進(jìn)行苗高、地徑評(píng)價(jià)，其最終性狀皆因評(píng)價(jià)時(shí)間不同而產(chǎn)生差異：H(t1)=8.821～9.024 cm，H(t0)=9.987～10.193 cm，H(t2)=10.435～10.476 cm；D(t1)=5.122～5.225 mm，D(t0)=5.187～ 5.280 mm，D(t2)=5.590～5.842 mm。(4)苗高、地徑的最佳評(píng)價(jià)時(shí)間點(diǎn)皆在各自的生長(zhǎng)后期，但兩性狀的生長(zhǎng)特征點(diǎn)以及最佳評(píng)價(jià)時(shí)間點(diǎn)并不同步，苗高最佳評(píng)價(jià)的時(shí)間點(diǎn)在t2=150 d后，而地徑在t2=211 d后。

苗木質(zhì)量；評(píng)價(jià)效果；最佳時(shí)間；云南松；生長(zhǎng)期；早期選擇

苗木是人工造林的物質(zhì)基礎(chǔ)，使用性狀優(yōu)良的苗木造林可以提高造林成活率及造林后的林木生產(chǎn)力[1-3]。為了準(zhǔn)確可靠的評(píng)價(jià)苗木質(zhì)量的優(yōu)劣，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)苗木質(zhì)量的定義和類(lèi)型，適用于不同樹(shù)種、不同用途的苗木質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)以及各類(lèi)指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行了長(zhǎng)期廣泛的研究，并深入探討了苗木質(zhì)量評(píng)價(jià)在預(yù)測(cè)林分生長(zhǎng)表現(xiàn)中的重要作用[4-6]。能體現(xiàn)苗木質(zhì)量?jī)?yōu)劣的指標(biāo)可分為形態(tài)指標(biāo)、生理指標(biāo)、活力指標(biāo)三個(gè)方面，而各類(lèi)指標(biāo)包含的具體內(nèi)容更為繁雜，如：苗高、地徑、苗木重量、含水量、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)、根生長(zhǎng)潛力等[7]。作為生物活體，苗木各種指標(biāo)隨著其生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)不斷分化。因此，應(yīng)根據(jù)苗木質(zhì)量各指標(biāo)在特定生長(zhǎng)期的分化特點(diǎn)對(duì)苗木質(zhì)量進(jìn)行控制和評(píng)價(jià)，以提高苗木質(zhì)量評(píng)價(jià)工作的可靠性[8-9]。

同時(shí)，在林木遺傳改良的研究中，朱之悌、馬常耕等專(zhuān)家也指出基于“早-晚期相關(guān)”這一林木生長(zhǎng)型式的穩(wěn)定性，在苗期進(jìn)行家系和個(gè)體優(yōu)良性狀的選擇在一定程度提高了林木的遺傳增益[10-11]。對(duì)苗木選優(yōu)是在其性狀存在變異的基礎(chǔ)上進(jìn)行，林木生長(zhǎng)期內(nèi)各種目的性狀的變異特性同樣決定了不同時(shí)期的選擇效果[12-13]。這與苗木質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)分化特性影響評(píng)價(jià)效果的原理是一致的。以往研究表明，林木的苗期生長(zhǎng)性狀或者長(zhǎng)期生長(zhǎng)性狀都體現(xiàn)出一定的周期性[14-15]。由林木生長(zhǎng)周期性引起的早—晚期表型相關(guān)度變化和變異特性變化，導(dǎo)致選擇風(fēng)險(xiǎn)的存在且影響選擇的可靠性[16]。

本研究對(duì)象云南松Pinus yunnanensis Franch.因其生長(zhǎng)迅速、適應(yīng)性強(qiáng)、耐干旱瘠薄等優(yōu)良特性，作為我國(guó)西南地區(qū)人工造林的重要樹(shù)種。該樹(shù)種占其主要分布區(qū)云南省全省林地面積52%、林地蓄積量32%，其重要性由此可見(jiàn)一斑[17-19]。一直以來(lái)，針對(duì)云南松的遺傳改良[20]，苗木培育[21]和優(yōu)良林分營(yíng)造[22-23]工作及研究受到了極大重視，而以上皆離不開(kāi)在特定生長(zhǎng)周期對(duì)云南松某種性狀的評(píng)價(jià)和選擇。因此，了解評(píng)價(jià)效果在特定生長(zhǎng)周期的變化規(guī)律，對(duì)于縮短苗木的選育周期，更快捷有效測(cè)定苗木質(zhì)量，提高造林質(zhì)量以及降低經(jīng)營(yíng)和研究成本具有特殊意義。

鑒于長(zhǎng)期以來(lái)云南松造林大多使用根據(jù)苗高、地徑分級(jí)后的百日苗[19、24]，兩指標(biāo)在生產(chǎn)上的可操作性，且苗高、地徑在生長(zhǎng)過(guò)程中存在異速生長(zhǎng)現(xiàn)象[25]三個(gè)實(shí)際因素。本研究以1 a為一個(gè)完整的生長(zhǎng)周期，對(duì)云南松實(shí)生苗苗高和地徑兩個(gè)不同形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，探索生長(zhǎng)周期內(nèi)其評(píng)價(jià)效果在不同生長(zhǎng)階段的變化規(guī)律，試提出最佳的評(píng)價(jià)時(shí)間，以期為云南松苗木質(zhì)量評(píng)價(jià)的可靠性和科學(xué)性提供依據(jù)。并以1a生長(zhǎng)周期為例，揭示時(shí)間變化對(duì)苗木性狀分化以及性狀評(píng)價(jià)(選擇)效果不可忽視的影響。

1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地設(shè)置在西南林業(yè)大學(xué)資源學(xué)院格林溫室，位于東經(jīng) 102°45′41″，北緯 25°04′00″，海拔1 945 m，屬北亞熱帶半濕潤(rùn)高原季風(fēng)氣候，年平均氣溫14.7℃、絕對(duì)最低溫－9℃、絕對(duì)最高溫32.5℃。年降水量700～1 100 mm，年平均相對(duì)濕度68.2%。

2 材料和方法

2.1 試驗(yàn)群體的構(gòu)建

試驗(yàn)群體從一年生云南松半同胞家系苗木中隨機(jī)抽取而構(gòu)建，苗木培育設(shè)置3次重復(fù)，每重復(fù)4 480株，株行距皆為5 cm。苗高評(píng)價(jià)的試驗(yàn)群體每重復(fù)隨機(jī)抽取并標(biāo)記440株，共計(jì)1 320株。地徑試驗(yàn)群體每重復(fù)隨機(jī)抽取并標(biāo)記200株，共計(jì)600株。種子來(lái)源于云南省楚雄州白馬河林場(chǎng)云南松母樹(shù)林的20個(gè)成年單株。千粒重15.03 g，場(chǎng)圃發(fā)芽勢(shì)47.34%、發(fā)芽率89.81%。于2010年5月9日播種，種子催芽、營(yíng)養(yǎng)土配置、消毒和苗期管理等均按照常規(guī)方法進(jìn)行。苗高試驗(yàn)群體保存率98.26%，地徑試驗(yàn)群體保存率99.17%。

2.2 試驗(yàn)群體的評(píng)價(jià)性狀采集

試驗(yàn)群體的生長(zhǎng)量數(shù)據(jù)獲取采用定期每木檢尺法。第一次苗高測(cè)量在大部分苗木幼嫩真葉開(kāi)始萌發(fā)時(shí)，即2010年6月15日(播種后第37 d)，之后每隔10d對(duì)苗高進(jìn)行測(cè)量，至2010年12月12日(播種后第217 d)結(jié)束，此時(shí)苗高生長(zhǎng)已經(jīng)減緩甚至停止。調(diào)查期共180 d，苗高數(shù)據(jù)共計(jì)19次。大部分幼苗出土?xí)r開(kāi)始第一次地徑定株測(cè)量，即2010年5月23日(播種后第15 d)。在調(diào)查期內(nèi)的前100 d，每隔50 d測(cè)定一次樣株地徑，之后每隔30 d測(cè)定一次，直至2011年1月28日(播種后第265 d)結(jié)束，此時(shí)地徑生長(zhǎng)已有減緩趨勢(shì)。調(diào)查期共250 d，地徑數(shù)據(jù)共計(jì)8次。

2.3 研究方法

2.3.1 目的性狀的評(píng)價(jià)方法

以最小30 d為時(shí)間間隔，對(duì)不同時(shí)間目的性狀的生長(zhǎng)量進(jìn)行優(yōu)良程度排序。并以5%固定入選率為標(biāo)準(zhǔn)，提取出排序信息和對(duì)應(yīng)的生長(zhǎng)量數(shù)據(jù)(即：不同時(shí)間苗高入選優(yōu)良苗木數(shù)皆為65株，地徑入選苗木數(shù)皆為30株)，并標(biāo)定已選優(yōu)的苗木跟蹤調(diào)查其生長(zhǎng)量在晚期的優(yōu)良度排序，作為研究?jī)?yōu)良性狀評(píng)價(jià)中不同時(shí)間對(duì)其效果影響的基礎(chǔ)信息。

2.3.2 評(píng)價(jià)效果的基本指標(biāo)

借鑒林木早期選擇效果的研究[26-27]，本文以選優(yōu)苗木晚期生長(zhǎng)性狀、早-晚期表型相關(guān)系數(shù)Rjm、選擇效率E、選擇差S、選擇強(qiáng)度i、選擇實(shí)際增益G’、選優(yōu)成功率P 7個(gè)指標(biāo)作為評(píng)定不同時(shí)間評(píng)價(jià)效果的基本指標(biāo)。各指標(biāo)的計(jì)算方法和定義如下：

(1) 選優(yōu)苗木晚期生長(zhǎng)性狀A(yù)：A=(a1+a2+…+an)/n。式中，a為選優(yōu)苗木個(gè)體生長(zhǎng)性狀，n為選優(yōu)苗木數(shù)量(苗高n為65株，地徑n為30株)。

(2) 選擇性狀的早-晚期表型相關(guān)系數(shù)Rjm：Rjm=covjm/σjσm。式中，covjm為早-晚期表型協(xié)方差；σj和σm分別為早、晚期表型標(biāo)準(zhǔn)差。

(3) 選擇效率E：E=RjmTm/Tj。式中，Tj為早期評(píng)價(jià)時(shí)間；Tm為晚期對(duì)照時(shí)間(本文苗高性狀的Tm為217d，地徑性狀的Tm為265d)。

(5) 選擇強(qiáng)度 i：i=S/σm。

(7) 選優(yōu)正確率P：P=N’/N。式中，N為試驗(yàn)群體中5%固定入選率的苗木數(shù)量(苗高性狀N為65株，地徑性狀N為30株)；N’為經(jīng)Tj時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)且排序后，在Tm時(shí)苗高排名仍在前65名(地徑為30名)的苗木數(shù)量。

2.3.3 評(píng)價(jià)效果的綜合指標(biāo)

為能綜合的評(píng)定不同時(shí)間的評(píng)價(jià)效果，根據(jù)模糊數(shù)學(xué)隸屬函數(shù)評(píng)價(jià)理論構(gòu)建了一個(gè)綜合指標(biāo)D[28]。7個(gè)基本指標(biāo)dn的隸屬度Dn=(dnk-dnmin)/(dnmax-dnmin)。式中，dnk為第n個(gè)指標(biāo)的實(shí)際值，dnmin為第n個(gè)指標(biāo)的最小值，dnmax為第n個(gè)指標(biāo)的最大值。評(píng)價(jià)效果綜合指標(biāo)D=(D1+D2+…+D7)/7)，綜合指標(biāo)范圍為0≤D≤1，其值越大表明評(píng)價(jià)效果越好，反之效果越差。

2.3.4 試驗(yàn)群體生長(zhǎng)進(jìn)程及參數(shù)的計(jì)算

試驗(yàn)群體生長(zhǎng)進(jìn)程的擬合選用普遍符合植物生長(zhǎng)的Logistic增長(zhǎng)模型，其表達(dá)式為：y=k/(1+ea-bt)。式中，y為試驗(yàn)群體苗高、地徑生長(zhǎng)量；t為苗木生長(zhǎng)時(shí)間；k、a、b為生長(zhǎng)參數(shù)。k、a、b的值在DPS7.05統(tǒng)計(jì)分析平臺(tái)上運(yùn)用麥夸特法(Marquardt)計(jì)算所得[29]。

對(duì)上式進(jìn)行三階求導(dǎo)，可得到Logistic生長(zhǎng)曲線上瞬時(shí)斜率連續(xù)變化最強(qiáng)的兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)，即生長(zhǎng)拐點(diǎn)：t1=(a-1.317)/b，t2=(a+1.317)/b。t1之前為生長(zhǎng)前期，t2之后為生長(zhǎng)后期，t1～t2為速生期。

以上所有數(shù)據(jù)計(jì)算分析使用了Eхcel 2003、SPSS13.0和DPS7.05統(tǒng)計(jì)軟件。

3 結(jié)果與分析

3.1 苗高評(píng)價(jià)效果的時(shí)間效應(yīng)

3.1.1 基本指標(biāo)的時(shí)間效應(yīng)

如表1所示：根據(jù)不同評(píng)價(jià)時(shí)間選優(yōu)苗木高性狀在晚期的表現(xiàn)可知，評(píng)價(jià)時(shí)間越往后選優(yōu)苗木的苗高越大，經(jīng)S-N-K多重比較結(jié)果顯示，127 d之后評(píng)價(jià)、選優(yōu)的4批苗木苗高顯著高于在37 d、67 d和97 d選優(yōu)的3批苗木。苗高性狀的早-晚期相關(guān)系數(shù)隨著時(shí)間的推移而提高，127 d以后達(dá)到高度相關(guān)，非參數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果顯示，相關(guān)程度在97 d時(shí)達(dá)到顯著水平，127 d之后達(dá)極顯著水平，這表明苗高性狀的早-晚期表現(xiàn)隨早-晚間隔期的縮短而變得更加密切。選擇效率則隨評(píng)價(jià)時(shí)間的推后而降低，37 d的選擇效率為217 d的2倍以上。選優(yōu)苗木高性狀與試驗(yàn)群體高性狀的差距(選擇差)，隨評(píng)價(jià)時(shí)間推后而變大，217 d進(jìn)行評(píng)價(jià)的苗木選擇差為37 d的近5倍。隨著評(píng)價(jià)時(shí)間的推后，選優(yōu)苗木高出試驗(yàn)群體標(biāo)準(zhǔn)差的比值(即選擇強(qiáng)度)也在增加，37 d選優(yōu)苗木高性狀僅大于試驗(yàn)群體苗高平均值0.537倍標(biāo)準(zhǔn)差，217 d時(shí)的選優(yōu)苗木則大于群體平均值2.538倍標(biāo)準(zhǔn)差。在37 d選優(yōu)的苗木里選擇實(shí)際增益僅為12.4%，而217 d選優(yōu)的苗木則上升到58.4%。評(píng)價(jià)時(shí)間不同也會(huì)影響苗木晚期高性狀的排名，評(píng)價(jià)時(shí)間過(guò)早很大程度降低了選優(yōu)的正確率，造成錯(cuò)選現(xiàn)象。37 d時(shí)選優(yōu)的苗木，在晚期僅有3株排名在前65名，選優(yōu)正確率低于5%；評(píng)價(jià)時(shí)間在157 d以后的選優(yōu)苗木，其選優(yōu)正確率可達(dá)85%以上，錯(cuò)選苗木低于10株；187 d之后進(jìn)行評(píng)價(jià)，選優(yōu)正確率為100%。

表1 不同時(shí)間苗高評(píng)價(jià)效果的基本指標(biāo)?Table 1 Basic indexes for seedling height evaluation effects at different time

3.1.2 綜合指標(biāo)的時(shí)間效應(yīng)

模糊評(píng)價(jià)是一種能對(duì)受多種因素影響的事物做出更全面、更綜合評(píng)價(jià)的有效決策方法。匯集了7個(gè)基本指標(biāo)隸屬度的綜合指標(biāo)，更清晰的反應(yīng)了時(shí)間不同對(duì)評(píng)價(jià)效果的影響情況。如圖1所示，127 d之前進(jìn)行苗高評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)效果隨時(shí)間推移而大幅提高，但其綜合指標(biāo)最大時(shí)(127 d)仍低于0.80。在127 d后進(jìn)行苗高評(píng)價(jià)，其效果繼續(xù)提高，187 d時(shí)評(píng)價(jià)效果最佳。但與127 d之前的變化相比，在157 d后進(jìn)行評(píng)價(jià)，其效果的提高幅度已變得很小，綜合指標(biāo)數(shù)值基本處于同等水平，介于0.86～0.88之間。綜上所述，一年生云南松高性狀的最佳評(píng)價(jià)時(shí)間應(yīng)在157～187 d。

圖1 不同時(shí)間苗高評(píng)價(jià)效果的綜合指標(biāo)Fig. 1 Comprehensive indexes for seedling height evaluation effects at different time

3.1.3 苗高最佳評(píng)價(jià)時(shí)間與生長(zhǎng)過(guò)程偶聯(lián)以及反演驗(yàn)證

根據(jù)試驗(yàn)群體苗期高生長(zhǎng)情況獲得其logistic生長(zhǎng)模型及生長(zhǎng)參數(shù)(見(jiàn)表2)，從其生長(zhǎng)的三個(gè)不同時(shí)期劃分界限可知：苗高性狀最佳評(píng)價(jià)時(shí)間在該性狀的生長(zhǎng)后期，且靠近生長(zhǎng)減速點(diǎn)t2=150 d。如在生長(zhǎng)前期與速生期進(jìn)行苗高評(píng)價(jià)，其效果均不如生長(zhǎng)后期。

表2 試驗(yàn)群體苗期的高生長(zhǎng)模型及參數(shù)Table 2 Growth model and parameters of seedling height

由于logistic生長(zhǎng)模型具有“快-慢-快”的生長(zhǎng)節(jié)律，其時(shí)間序列上的動(dòng)態(tài)變化相似于評(píng)價(jià)效果綜合指標(biāo)D隨時(shí)間而變化的規(guī)律。因此以試驗(yàn)群體的全部苗高動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)量數(shù)據(jù)為驗(yàn)證材料，采用固定入選率(p)法和固定選擇強(qiáng)度(i)法兩種慣用選優(yōu)方法，在最接近苗高logistic模型特征點(diǎn)的三個(gè)時(shí)間(87d、117d、157d)，對(duì)苗高性狀進(jìn)行選優(yōu)，并跟蹤提取出入選苗木高性狀的動(dòng)態(tài)變化。以此反演驗(yàn)證不同生長(zhǎng)階段進(jìn)行苗高評(píng)價(jià)的效果及選優(yōu)苗木全生長(zhǎng)期的表現(xiàn)。如圖2所示：固定入選率法在3個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)的苗木高性狀，在全生長(zhǎng)期內(nèi)的生長(zhǎng)趨勢(shì)基本一致，但中后期性狀產(chǎn)生一定程度分離。經(jīng)S-N-K多重比較可知，t1時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)的苗木最終苗高顯著小于在t0、t2時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)的苗木，其高度依次為8.821 cm、9.987 cm、10.476 cm；t2時(shí)評(píng)價(jià)的苗木最終苗高大于t0評(píng)價(jià)的苗木，但相互間的差異不顯著。通過(guò)固定選擇強(qiáng)度法反演驗(yàn)證的結(jié)果與固定入選率法相似，即t0、t2時(shí)評(píng)價(jià)的最終苗高顯著高于t1時(shí)評(píng)價(jià)的苗木，其高度依次為10.435 cm、10.193 cm、9.024 cm。

圖2 不同評(píng)價(jià)時(shí)間的苗高表現(xiàn)Fig. 2 Growth process of seedling height evaluated at different time

3.2 地徑評(píng)價(jià)效果的時(shí)間效應(yīng)

3.2.1 基本指標(biāo)的時(shí)間效應(yīng)

如表3所示：評(píng)價(jià)時(shí)間越往后選優(yōu)苗木的地徑越大，經(jīng)S-N-K多重比較結(jié)果顯示，235 d之后評(píng)價(jià)、選優(yōu)的2批苗木地徑顯著高于之前的6批苗木。地徑早-晚期相關(guān)系數(shù)隨時(shí)間后移而提高，175 d之后達(dá)高度相關(guān)，65 d的相關(guān)性達(dá)顯著水平，115 d之后達(dá)極顯著水平。選擇效率隨評(píng)價(jià)時(shí)間的推后而降低，15 d的選擇效率為265d的10.426倍，但115 d之后選擇效率的下降幅度較小，為1.471～1.000。選擇差隨評(píng)價(jià)時(shí)間推后而變大，265 d選優(yōu)苗木的選擇差比15 d的高0.77 mm。選擇強(qiáng)度也隨著評(píng)價(jià)時(shí)間的推后而增加，15 d選優(yōu)苗木地徑僅大于實(shí)驗(yàn)群體平均地徑1.313倍標(biāo)準(zhǔn)差，235 d后選優(yōu)的苗木地徑則大于群體平均值2倍以上標(biāo)準(zhǔn)差。15 d選優(yōu)的苗木選擇實(shí)際增益為32.5%，到265 d時(shí)，其實(shí)際增益上升至53.4%。評(píng)價(jià)時(shí)間影響了選優(yōu)苗木地徑性狀的晚期排名，評(píng)價(jià)時(shí)間越早選優(yōu)正確率越低。15 d的選優(yōu)苗木，僅有9株在晚期排名前30，正確率為30.0%；到235 d以后其選優(yōu)正確率達(dá)85%以上，錯(cuò)選數(shù)低于5株。

表3 不同時(shí)間地徑評(píng)價(jià)效果的基本指標(biāo)Table 3 Basic indexes for basal diameters evaluation effects at different time

3.1.2 綜合指標(biāo)的時(shí)間效應(yīng)

如圖2所示，地徑評(píng)價(jià)效果綜合指標(biāo)的時(shí)間變化，為近似“S”型的走勢(shì)。15～115 d進(jìn)行評(píng)價(jià)，其效果很差且變化不大；115～235 d的評(píng)價(jià)效果隨時(shí)間推移而明顯提高，但235 d之前的綜合指標(biāo)均不超過(guò)0.60，最大僅為0.54(205 d)；235 d后進(jìn)行地徑評(píng)價(jià)，其綜合指標(biāo)升至0.80以上，265 d時(shí)效果最佳，235 d次之，綜合指標(biāo)的變化介于0.80～0.86之間。綜上所述，一年生云南松地徑的最佳評(píng)價(jià)時(shí)間應(yīng)在235～265 d的范圍。

圖3 不同時(shí)間地徑評(píng)價(jià)效果的綜合指標(biāo)Fig. 3 Comprehensive indexes for basal diameters evaluation effects at different time

3.1.3 地徑最佳評(píng)價(jià)時(shí)間與生長(zhǎng)過(guò)程的偶聯(lián)以及反演驗(yàn)證

苗期實(shí)驗(yàn)群體的地徑logistic生長(zhǎng)模型及其參數(shù)見(jiàn)表3，從三個(gè)不同生長(zhǎng)期的劃分界限可知：地徑性狀最佳評(píng)價(jià)時(shí)間與苗高一樣也在生長(zhǎng)后期，且還晚于生長(zhǎng)減速點(diǎn)t2(211 d)至少24 d。

表4 實(shí)驗(yàn)群體苗期的地徑生長(zhǎng)進(jìn)程Table 4 Growth model and parameters of basal diameters

以試驗(yàn)群體的全部地徑動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)數(shù)據(jù)為材料，分別在最接近地徑logistic模型三個(gè)特征點(diǎn)的時(shí)間(145 d、175 d、235 d)，對(duì)地徑性狀進(jìn)行選優(yōu)，并跟蹤提取出入選苗木的地徑動(dòng)態(tài)變化。不同生長(zhǎng)階段進(jìn)行地徑評(píng)價(jià)的效果及其在全生長(zhǎng)期的表現(xiàn)，如圖4所示：采用固定入選率法在三個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行評(píng)優(yōu)的苗木，其地徑在全生長(zhǎng)期內(nèi)的生長(zhǎng)趨勢(shì)基本一致，但后期性狀產(chǎn)生一定程度分離。經(jīng)S-N-K多重比較可知，145 d、175 d時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)的苗木最終地徑均顯著小于235 d時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)的苗木，其地徑依次為5.122 mm、5.187 mm、5.590 mm。通過(guò)固定選擇強(qiáng)度法反演驗(yàn)證的結(jié)果與固定入選率法相似，即在235 d時(shí)評(píng)優(yōu)的最終地徑顯著大于145 d、175 d時(shí)評(píng)優(yōu)的苗木，其地徑依次為5.225 mm、5.280 mm、5.842 mm。

圖4 不同評(píng)價(jià)時(shí)間的地徑表現(xiàn)Fig. 4 Growth process of basal diameters evaluated at different time

4 結(jié)論與討論

(1) 云南松實(shí)生苗生長(zhǎng)一年的周期中，采用正向選優(yōu)法在不同時(shí)間對(duì)苗高和地徑兩個(gè)典型形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)良程度評(píng)價(jià)并排序，通過(guò)跟蹤其在調(diào)查末期的優(yōu)良程度表現(xiàn)。利用苗木晚期生長(zhǎng)量、選擇強(qiáng)度、選優(yōu)正確率等7個(gè)基本指標(biāo)，從不同的側(cè)重點(diǎn)分析判斷了不同時(shí)間的苗木優(yōu)良性狀評(píng)價(jià)效果，發(fā)現(xiàn)除選擇效率E之外，其余6個(gè)基本指標(biāo)均顯示選擇效果隨時(shí)間的推移而增強(qiáng)。從“選擇效率E=RjmTm/Tj”的計(jì)算公式來(lái)看，無(wú)論是針對(duì)早期選擇的研究，還是僅限于本文，變量“Rjm”僅在0～1的范圍，對(duì)指標(biāo)的變化影響甚微。而“Tm/Tj”最小為1，最大時(shí)均遠(yuǎn)大于1，由此可見(jiàn)此指標(biāo)主要以“時(shí)間早晚”作為效果好壞的依據(jù)，且意義為選擇或評(píng)價(jià)的時(shí)間越早選擇效果越好[30]。鑒于單一指標(biāo)難以全面的判斷評(píng)價(jià)苗木優(yōu)良性狀效果最佳的時(shí)間，建議盡量采用多指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)效果進(jìn)行客觀描述。

(2) 為了更全面、更直觀的體現(xiàn)評(píng)價(jià)效果的優(yōu)劣，本研究嘗試基于模糊評(píng)價(jià)匯集了7個(gè)基本指標(biāo)而構(gòu)建出1個(gè)綜合指標(biāo)，更清晰的反應(yīng)了時(shí)間不同對(duì)評(píng)價(jià)效果的影響情況[28]。但實(shí)際操作中還可以根據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)的不同，對(duì)基本指標(biāo)的數(shù)目和類(lèi)型做相應(yīng)增減，也可以增加重要指標(biāo)在綜合指數(shù)中的權(quán)重，構(gòu)建適合實(shí)際生產(chǎn)的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。本研究構(gòu)建的綜合指標(biāo)基本體現(xiàn)了一年生的生長(zhǎng)周期內(nèi)不同時(shí)間對(duì)苗木優(yōu)良性狀進(jìn)行評(píng)價(jià)的效果及其變化規(guī)律。據(jù)此趨勢(shì)，能初步確定苗高最佳評(píng)價(jià)效果的時(shí)間范圍在157～187 d，地徑最佳評(píng)價(jià)時(shí)間范圍在235～265 d。

(3) 分析綜合指標(biāo)與生長(zhǎng)過(guò)程的偶聯(lián)性，并以常用的p法和i法分別在兩性狀生長(zhǎng)過(guò)程中的三個(gè)特征時(shí)間t1、t0、t2進(jìn)行評(píng)價(jià)優(yōu)良程度的反演和驗(yàn)證，結(jié)果表明：t2=150 d、t0=120 d時(shí)評(píng)價(jià)的苗高其晚期性狀顯著高于t1=89 d時(shí)評(píng)價(jià)的苗木，t1=141 d、t0=176時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)的苗木地徑其最終生長(zhǎng)量均顯著小于t2=211 d時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)的苗木。此結(jié)論與綜合指標(biāo)法顯示的苗木性狀評(píng)價(jià)最佳時(shí)間一致，即苗高最佳評(píng)價(jià)時(shí)間在苗木生長(zhǎng)過(guò)程的中后期，地徑最佳評(píng)價(jià)時(shí)間在生長(zhǎng)后期。但值得注意的是，兩性狀的生長(zhǎng)特征點(diǎn)以及最佳評(píng)價(jià)時(shí)間點(diǎn)并非同步，苗高的t2=150 d，而地徑t2=211 d，說(shuō)明苗高、地徑的生長(zhǎng)表現(xiàn)了異速現(xiàn)象，導(dǎo)致兩性狀分化程度在時(shí)間上的動(dòng)態(tài)差異[25]。因此，在苗木質(zhì)量多指標(biāo)評(píng)價(jià)和多優(yōu)良性狀選擇時(shí)，應(yīng)當(dāng)把各指標(biāo)和性狀在時(shí)間上的變異規(guī)律及差異作為確定其最佳考察時(shí)間的重要因素[9-10、14]。

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Time effect of evaluation result of excellent characters of Pinus yunnanensis seedling

WEI Wei1, LI Gen-qian1*, XU Yu-lan1,2, CHEN Shi1, Lü Xue-hui1, CAI Nian-hui1
(1. Key Laboratory for Forest Resources Conservation and Use in the Southwest Mountains of China, Ministry of Education,Southwest Forestry University, Kunming 650224, China; 2. Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

Based on dynamic data of seedling height and basal diameters growth of one-year Pinus yunnanensis, the eхcellent degree of two characters at different time were evaluated, the evaluation effects of two characters by 7 basic indeхes and 1 comprehensive indeх were judged, the variation of evaluation effects in the time series were summarized, and the optimal time points of evaluation of two characters in the growth process were analyzed. The results show that (1) The eхcellent degree of seedling height and basal diameters at different time were evaluated, all the variations of 7 basic indeхes that were used to evaluated the eхcellent degree showed certain orderliness. (2) The comprehensive constructed indeх could directly embody the changing trend of evaluation effects with time series.Accordingly, the optimal time range of seedling height evaluation was preliminarily determined to be 157～187 days, the optimal time range of basal diameters evaluation to be 235～265 days. (3) The evaluation effects coupled with the growth process, and it was found that under the conditions of evaluating seedling height and basal diameters at three time points, of the final eхcellent degrees of t0, t1, t2,there were differences being as follows: H(t1)=8.821～9.024 cm,H(t0)=9.987～10.193 cm, H(t2)=10.435～10.476 cm；D(t1)=5.122～ 5.225 mm,D(t0)=5.187～5.280 mm, D(t2)=5.590～5.842 mm. (4) The optimal time points of evaluation of the two characters were occurred during the late-growing stage respectively, whereas the feature points of growth and the optimal time points of evaluation were not synchronization.The optimal point of seedling high evaluation was after t2=150 days, and that of the basal diameters was after t2=211 d.

nursery stock quality; evaluation effect; optimal time; Pinus yunnanensis; growing stage; early selection

2011-07-12

云南省教育廳重大專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目(ZD2009003B)；云南省教育廳基金項(xiàng)目(2010Z042)；云南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2010CD065)資助

魏 巍(1986—),男,云南石屏人,碩士,主要從事森林培育研究；E-mail:646710969@qq.com

李根前(1960—),男, 教授, 博士生導(dǎo)師,主要從事森林培育學(xué)與森林生態(tài)學(xué)研究；電話0871-3863213；E-mail: lgq@swfc.edu.cn

S723.1+3

A

1673-923X(2012)02-0042-07

[本文編校:羅 列]