高梓深,張劍斌,戴玉偉,杜宏志
(黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院,黑龍江 齊齊哈爾 161005)
山杏(ArmeniacasibiricaLam.),薔薇科杏屬植物,別名杏子、野杏。是原產(chǎn)我國及亞洲西部的一種野生植物資源,是亞洲特有的生態(tài)經(jīng)濟(jì)型樹種。其根系發(fā)達(dá)、耐寒、耐旱、耐瘠薄、耐高溫,是營造水土保持林的優(yōu)良植物材料和生態(tài)脆弱地區(qū)植被恢復(fù)的先鋒樹種。
廣泛收集黑龍江省不同地區(qū)的山杏種子,包括賓縣萬人歡、嫩江、寶清、扎旗、泰來江橋、泰康、穆棱、訥河、雞西、龍江、七臺河等地區(qū)。共收集天然次生山杏種源單株178個。并對所有株數(shù)進(jìn)行編號。其中龍江甜杏為人工栽培品種,作為參照組。
2014年秋季在黑龍江省森林與環(huán)境科學(xué)研究院綠源基地進(jìn)行播種。土壤質(zhì)地為沙壤土。采用床播。播種行距10 cm。品種、株間隔20 cm。播種前整地,選擇地勢平坦,土壤肥沃、通透性良好的沙壤土或壤土。
在秋季調(diào)查中統(tǒng)計本年度山杏存活的個體數(shù),調(diào)查苗高和地徑,采用Excel軟件和SPSS統(tǒng)計軟件對形態(tài)學(xué)性狀變異進(jìn)行分析。
植株的存活率、苗高、地徑等性狀的顯著差異性分析,選用方差分析或者非參數(shù)檢驗(yàn)Nemenyi法進(jìn)行種源間的多重比較。
利用模糊數(shù)學(xué)中的隸屬函數(shù)法,對12個種源的存活率、苗高、地徑等多個性狀進(jìn)行綜合分析,進(jìn)而以每個群體做出綜合評價。
確定各性狀的隸屬函數(shù)值,將每個種源各性狀的隸屬函數(shù)值進(jìn)行累加,計算其平均值。平均值越大,說明種源的生長狀況越好,即該種源對環(huán)境的適應(yīng)及競爭能力越強(qiáng),反之則弱。
統(tǒng)計12個山杏種源的苗高與地徑,并計算12個種源苗高與地徑的均值、最大最小值、標(biāo)準(zhǔn)差以及變異系數(shù),將12個種源的苗高、地徑和存活率均值分別進(jìn)行非參數(shù)多重比較Nemenyi檢驗(yàn)和方差分析,比較結(jié)果見表1。
表1 12個種源山杏苗木生長狀況統(tǒng)計
統(tǒng)計結(jié)果表明,12個種源山杏的1年生苗高平均值為56.01 cm,苗高平均值范圍在35.50 cm(訥河)~72.37 cm(七臺河),種源間的苗高平均值差異達(dá)顯著水平,每個種源內(nèi)個體間的苗高差異亦達(dá)顯著水平。12個山杏種源地徑平均值為0.44 cm,地徑平均范圍在0.33 cm(訥河)~0.62 cm(龍江甜杏),種源間的胸徑平均值差異達(dá)顯著水平,每個種源內(nèi)個體間的胸徑差異同樣達(dá)顯著水平。
種源間和種源內(nèi)苗高和地徑的差異代表了山杏群體間和個體間的生長差異。種源內(nèi)個體差異一方面受自身的遺傳因素影響,還在環(huán)境資源缺乏時與自身的競爭能力有關(guān)。其中七臺河種源苗高平均值最大,為72.37 cm,而地徑平均值最大為龍江種源甜杏,為0.62 cm,成活率平均值最大為龍江種源0.79。因此,要比較種源間對環(huán)境適應(yīng)能力,還要綜合考慮各個種源的生長性狀和存活率的差異。
采用隸屬函數(shù)值法對12個種源山杏進(jìn)行綜合評價,得出12個種源山杏的生長(苗高、地徑)數(shù)據(jù)和存活率3個方面的隸屬函數(shù)值得綜合排序,結(jié)果見表2。
綜合考慮山杏各個種源的苗高、地徑以及存活率,萬人歡種源隸屬函數(shù)的平均值最大,平均值為0.55;訥河種源隸屬函數(shù)平均值最小,為0.41。萬人歡種源的苗高、地徑、存活率在12個種源中都不是最大,但是綜合表現(xiàn)力最強(qiáng)。說明該種源在本地適應(yīng)性良好。而訥河種源的山杏苗高、地徑在12個種源中都是最小,存活率在12個種源中表現(xiàn)也不是十分突出。說明種源訥河在本地的適應(yīng)性較差。
表2 山杏種源種源的生長狀況的隸屬函數(shù)值及綜合評價
以龍江甜杏人工栽培組為參照。選出隸屬函數(shù)平均值大于龍江甜杏的種源為優(yōu)良種源。依次分別為萬人歡、扎旗、龍江、七臺河。再在優(yōu)良種源內(nèi)選取優(yōu)樹進(jìn)行比較排序。結(jié)果見表3。
表3 優(yōu)良種源優(yōu)樹的排序
可以看出,龍江種源19號樹的隸屬函數(shù)平均值最大,為0.65。龍江甜杏1號樹的隸屬函數(shù)平均值最小,為0.58。優(yōu)良種源中就優(yōu)樹而言,其在該地的適應(yīng)性差異并不十分明顯。
生物通過適應(yīng)環(huán)境而存在,植物群體的形態(tài)特征是植物群體適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的綜合表現(xiàn),分布范圍廣的物種,其生長特性和遺傳組成往往呈現(xiàn)典型的地理變異模式。不同產(chǎn)地的種源存在顯著的遺傳差異并多呈現(xiàn)緯向變異模式。且低緯度的種源生長速度快于高緯度的種源[1]。
本文比較分析了黑龍江省12個山杏種源苗期的存活率及形態(tài)特征,萬人歡種源的隸屬平均值最大,為0.55,訥河種源的隸屬平均值最小,為0.41,初步表明萬人歡種源在本地的適應(yīng)性最好,訥河種源的適應(yīng)性最差。以龍江甜杏為對比,選擇出萬人歡、扎旗、龍江、七臺河4個種源為優(yōu)良種源。龍江19號樹隸屬函數(shù)平均值最大,為0.65。七臺河5號、萬人歡6號、扎旗7號隸屬函數(shù)平均值均為0.61。而龍江甜杏隸屬函數(shù)平均為0.58。初步認(rèn)為龍江19號樹在本地的適應(yīng)性最好。
物種為適應(yīng)不同自然環(huán)境條件可產(chǎn)生不同的種內(nèi)遺傳變異,使其表達(dá)的性狀有所差別。形成適應(yīng)一定生態(tài)環(huán)境的特定的遺傳結(jié)構(gòu),影響一個物種遺傳結(jié)構(gòu)的內(nèi)部因素很多種,而外部因素,如自然選擇及人類影響等對物種群體的遺傳結(jié)構(gòu)也有顯著影響[2-4]。
12個山杏種源在綠源基地生長條件下,地理變異模式不明顯,因?yàn)?2個山杏次生種源生長年度較短,同一種徑個體間競爭仍然很激烈,還在進(jìn)行自我稀疏,另外,從樹高和胸徑的標(biāo)準(zhǔn)差可以看出,當(dāng)存活率基本穩(wěn)定時再分析山杏次生種源的形態(tài)生長特性,地理變異模式的反映可能更加精確。