-
德昌杉(Cunninghamia unicanaliculata) 是20世纪70年代在四川省凉山州德昌县发现的杉木属新种[1-2],主要集中分布于四川省凉山州的德昌县、盐源县和攀枝花市的米易县等海拔1300~2900 m地带[3-4]。为大乔木,高达50 m,胸径可达3 m[5],冠幅小,材质优良,单位面积产材量高[6],是培育杉木速生材、大径材的优良种质资源[7],为国家三级保护树种,川西南山地一个极为重要的速生用材树种之一[8-9],也是优良的民用建筑用材树种,具有较大的开发利用价值。
目前国内外对德昌杉的研究相对较少,主要包括组织培养[10]、胞核学[4]、有效成分分析等方面的研究[9]。异速生长关系(Allometric relationship) 是指生物体某两个性状的相对生长速率不相同的现象[11],是由物种遗传性所决定的固有特性,普遍存在于生物界[12]。其数学模型为生物学特征与个体大小之间的幂函数关系[13, 14],能够揭示植物生物学特征间的与尺度无关的内在规律[15, 16]。胸径反映了树木的机械支持功能和水分吸收能力[17],树高反映了植物争夺光资源的能力[18];冠幅体现了树木转化和利用太阳能的能力,以及植物与土壤和大气交换热量、水分和其他物质的能力[19],它们综合反映了植物的光合同化能力。不同个体会在主要功能性状间形成异速生长的资源配置模式,体现了植物表型可塑性机制的环境适应性[20]。
本文以种子园的38年生德昌杉为研究对象,针对其胸径、树高和冠幅从异速生长指数上分析不同无性系在生长量上的差异,以期深入了解德昌杉主要功能性状生长量在不同无性系间的差异,对今后开展德昌杉优良无性系的早期选择提供理论基础。
HTML
-
德昌杉无性系生长量测量结果表明,无性系分株数的变幅为19~36;总体平均地径为28.24 cm,其变异系数均值为0.29,其中29号无性系的地径最大为31.45 cm,14号无性系的地径最低为24.09 cm;总体平均树高为19.18 cm,其变异系数均值为0.19,其中9号无性系最高为20.54 cm,1号无性系的苗木最低为17.26 cm;总体平均冠服为5.18 cm,其变异系数均值为0.24,其中17号无性系冠幅最大为5.65 cm,14号无性系的冠幅最小为17.26 cm(见表1)。
无性系号 无性系分株数 胸径/cm 树高/m 冠幅/m 平均值 变异系数 平均值 变异系数 平均值 变异系数 1 27 24.71±7.64b 0.31 17.26±4.19b 0.24 4.81±1.10b 0.23 2 25 26.82±8.16b 0.30 18.68±4.15ab 0.22 5.08±1.36ab 0.27 3 30 28.17±7.54ab 0.27 19.01±3.86ab 0.20 5.26±1.47ab 0.28 4 29 30.43±9.04ab 0.30 19.79±3.03ab 0.15 5.56±1.33ab 0.24 5 33 26.96±7.40b 0.27 19.85±3.93ab 0.20 5.04±1.01ab 0.20 6 27 28.09±8.90ab 0.32 19.61±3.78ab 0.19 5.05±1.17ab 0.23 7 21 27.09±8.08ab 0.30 18.30±4.16b 0.23 5.06±1.08ab 0.21 8 26 28.32±8.29ab 0.29 18.53±3.81ab 0.21 5.18±1.41ab 0.27 9 19 29.18±9.18ab 0.31 20.54±3.05a 0.15 4.94±1.25b 0.25 10 34 28.18±8.07ab 0.29 18.93±3.27ab 0.17 5.47±1.29ab 0.24 11 30 27.93±8.64ab 0.31 19.10±3.59ab 0.19 5.04±1.51ab 0.30 12 31 27.75±8.65ab 0.31 18.40±4.02b 0.22 5.35±1.36ab 0.25 13 30 28.63±8.95ab 0.31 18.33±3.62b 0.20 5.09±1.24ab 0.24 14 24 24.09±7.31b 0.30 18.48±3.26ab 0.18 4.67±0.99b 0.21 15 36 28.99±7.99ab 0.28 19.36±3.38ab 0.17 5.52±1.29ab 0.23 16 29 28.19±6.20ab 0.22 18.44±3.86b 0.21 5.09±0.85ab 0.17 17 28 29.54±6.45ab 0.22 20.06±3.12ab 0.16 5.65±1.19a 0.21 18 32 26.13±9.16b 0.35 18.43±3.96b 0.21 4.85±1.09b 0.22 19 31 28.87±9.21ab 0.32 19.11±3.29ab 0.17 5.19±1.23ab 0.24 20 34 27.70±7.86ab 0.28 19.20±3.55ab 0.18 5.21±1.23ab 0.24 21 28 26.56±7.93b 0.30 19.03±3.69ab 0.19 4.97±1.24b 0.25 22 25 28.49±9.47ab 0.33 19.33±4.41ab 0.23 4.92±1.18b 0.24 23 26 27.77±8.92ab 0.32 20.20±3.10ab 0.15 5.42±1.32ab 0.24 24 33 27.06±8.35b 0.31 19.09±3.17ab 0.17 4.99±1.16b 0.23 25 32 29.57±9.66ab 0.33 19.28±3.76ab 0.20 5.41±1.31ab 0.24 26 28 29.96±9.37ab 0.31 19.92±3.63ab 0.18 5.64±1.65a 0.29 27 31 29.42±6.58ab 0.22 19.49±3.52ab 0.18 5.02±0.96ab 0.19 28 26 30.94±6.94ab 0.22 19.41±3.17ab 0.16 5.04±1.10ab 0.22 29 35 31.45±8.49a 0.27 19.91±3.79ab 0.19 5.25±1.34ab 0.26 30 30 28.90±6.96ab 0.24 20.21±2.46ab 0.12 5.15±1.08ab 0.21 总计 870 28.24±8.24 0.29 19.18±3.61 0.19 5.18±1.24 0.24 Table 1. Statistics of clonal growth in the primary clonal seed orchard of Cunninghamia unicanaliculata
-
在各无性系中,德昌杉胸径与冠幅均呈极显著正相关关系,异速生长斜率从大到小依次为18、7、14、22、13、16、19和25号无性系,斜率显著高于1,表明其胸径生长速率大于冠幅;其余无性系的SMA斜率接近于1,表明其胸径与冠幅的生长速率相似。在各无性系中,德昌杉胸径与树高除16和28号无性系外,均呈显著正相关关系,异速生长斜率从大到小依次为30、9、23、4、24、19、10、11、14、13、6、15、26、21、18、12和25号无性系,斜率显著高于1,表明其胸径生长速率大于树高;其余无性系的SMA斜率接近于1,表明其胸径与冠幅的生长速率相似(见表2)。通过胸径-冠幅、胸径-树高的异速生长分析,得知德昌杉的在胸径生长量上分配的速率明显高于树高和冠幅。胸径-冠幅和胸径-树高之间的SMA斜率在不同无性系间,无相同的SMA斜率。胸径-冠幅的斜率为0.8804~1.5704,其中18号无性系的斜率最大,为1.5784(95%的置信区间CI=(1.1906,2.0926)),28号无性系的斜率最小,为0.8804(95%的置信区间CI=(0.6397,1.2116))。胸径-树高的斜率为0.9296~2.1633,其中30号无性系的斜率最大,为2.1633(95%的置信区间CI=(1.5636,2.9928),16号无性系的斜率最小,为0.9296(95%的置信区间CI=0.6418和1.3465),表明德昌杉各无性系间的胸径、树高和冠幅的异速生长轨迹发生了显著变化。19、14、13、18和25号无性系在胸径-冠幅和胸径-树高均表现为异速生长,7、22、16和23号无性系在胸径-冠幅上呈现为异速生长,30、9、23、4、24、10、11、6、15、26、21和12号无性系在胸径-树高上呈现为异速生长,其余无性系在胸径-冠幅和胸径-树高均表现为等速生长,表明尽管同为德昌杉,但30个无性系之间没有一致的生长量分配速率,表明德昌杉各无性系因环境因子的长期影响而形成了遗传特性上的差异。
生长指标 无性系 n R2 P SMA 95%CI F p_1.0 生长关系 胸径(y)-冠幅(x) 1 27 0.593 <0.001 1.2792 0.9864~1.6589 3.799 0.063 I 2 24 0.495 <0.001 1.1729 0.8609~1.5979 1.117 0.302 I 3 30 0.659 <0.001 0.9737 0.7782~1.2183 0.059 0.811 I 4 29 0.62 <0.001 1.2303 0.9668~1.5655 3.099 0.090 I 5 33 0.385 <0.001 1.2951 0.9755~1.7193 3.448 0.073 I 6 27 0.511 <0.001 1.2765 0.9608~1.6960 3.110 0.090 I 7 21 0.603 <0.001 1.4744 1.0944~1.9865 7.586 0.013 A 8 26 0.663 <0.001 1.1897 0.9339~1.5155 2.173 0.153 I 9 19 0.523 <0.001 1.1328 0.8012~1.6018 0.557 0.466 I 10 34 0.366 <0.001 1.1297 0.8513~1.4991 0.754 0.392 I 11 30 0.501 <0.001 1.0991 0.8388~1.4400 0.502 0.485 I 12 31 0.538 <0.001 1.2773 0.9894~1.6488 3.835 0.060 I 13 30 0.514 <0.001 1.4025 1.0742~1.8313 6.846 0.014 A 14 24 0.616 <0.001 1.4254 1.0876~1.8683 7.513 0.012 A 15 36 0.654 <0.001 1.1929 0.9733~1.4621 3.094 0.088 I 16 29 0.359 0.001 1.3751 1.0074~1.8771 4.418 0.045 A 17 28 0.365 0.001 1.0816 0.7886~1.4835 0.253 0.619 I 18 32 0.413 <0.001 1.5784 1.1906~2.0926 11.401 0.002 A 19 31 0.602 <0.001 1.3178 1.0395~1.6707 5.698 0.024 A 20 34 0.405 <0.001 1.1619 0.8832~1.5286 1.221 0.277 I 21 28 0.381 <0.001 1.3058 0.9557~1.7840 3.061 0.092 I 22 25 0.509 <0.001 1.4097 1.0467~1.8987 5.745 0.025 A 23 26 0.492 <0.001 1.3353 0.9933~1.7951 4.062 0.055 I 24 33 0.455 <0.001 1.2092 0.9257~1.5795 2.079 0.159 I 25 32 0.519 <0.001 1.3177 1.0203~1.7018 4.871 0.035 A 26 28 0.676 <0.001 1.0998 0.8760~1.3808 0.728 0.401 I 27 31 0.285 0.002 1.0931 0.7970~1.4993 0.322 0.575 I 28 26 0.406 <0.001 0.8804 0.6397~1.2116 0.659 0.425 I 29 35 0.42 <0.001 1.0668 0.8171~1.3928 0.238 0.629 I 30 30 0.578 <0.001 1.2273 0.9570~1.5739 2.824 0.104 I 胸径(y)-树高(x) 1 27 0.129 0.066 1.0839 0.7446~1.5779 0.187 0.669 I 2 24 0.194 0.031 1.2652 0.8589~1.8636 1.537 0.228 I 3 30 0.364 <0.001 1.2309 0.9082~1.6684 1.927 0.176 I 4 29 0.267 0.004 1.7514 1.2567~2.4409 12.833 0.001 A 5 33 0.407 <0.001 1.3050 0.9877~1.7243 3.790 0.061 I 6 27 0.61 <0.001 1.5212 1.1794~1.9619 11.959 0.002 A 7 21 0.327 0.007 1.2474 0.8492~1.8323 1.401 0.251 I 8 26 0.155 0.047 1.3319 0.9124~1.9443 2.396 0.135 I 9 19 0.607 <0.001 2.0039 1.4617~2.7472 24.496 0.000 A 10 34 0.417 <0.001 1.6196 1.2344~2.1250 13.781 0.001 A 11 30 0.663 <0.001 1.5507 1.2411~1.9376 17.067 0.000 A 12 31 0.337 0.001 1.3779 1.0162~1.8684 4.653 0.039 A 13 30 0.173 0.022 1.5250 1.0800~2.1534 6.400 0.017 A 14 24 0.566 <0.001 1.5438 1.1581~2.0579 10.163 0.004 A 15 36 0.223 0.004 1.4884 1.0997~2.0144 7.289 0.011 A 16 29 0.079 0.140 0.9296 0.6418~1.3465 0.156 0.696 I 17 28 0.275 0.004 1.2318 0.8796~1.7251 1.582 0.220 I 18 32 0.323 0.001 1.4666 1.0841~1.9842 6.820 0.014 A 19 31 0.148 0.033 1.6829 1.1934~2.3732 10.087 0.004 A 20 34 0.255 0.002 1.3550 0.9978~1.8403 4.087 0.052 I 21 28 0.564 <0.001 1.4709 1.1305~1.9139 9.322 0.005 A 22 25 0.512 <0.001 1.2794 0.9508~1.7217 2.921 0.101 I 23 26 0.274 <0.001 1.7924 1.2610~2.5478 12.595 0.002 A 24 33 0.441 <0.001 1.6881 1.2880~2.2125 16.651 0.000 A 25 32 0.333 0.001 1.3723 1.0166~1.8525 4.658 0.039 A 26 28 0.371 0.001 1.4823 1.0822~2.0302 6.739 0.015 A 27 31 0.339 0.001 1.1492 0.8479~1.5577 0.854 0.363 I 28 26 0.135 0.065 1.1913 0.8128~1.7462 0.859 0.363 I 29 35 0.301 0.001 1.2247 0.9146~1.6399 1.967 0.170 I 30 30 0.272 0.003 2.1633 1.5636~2.9928 27.816 0.000 A 注:A表示异速生长;I表示等速生长 Table 2. Standardized major axis regression (SMA) analysis of height, crown width, and DBH of Cunninghamia unicanaliculata