金佛山方竹苗木分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)研究

王 燈， 陳云飛， 王 瑤， 孫巧玲， 茍光前

（貴州大學(xué) a.林學(xué)院； b.生命科學(xué)學(xué)院， 貴陽(yáng)550025）

苗木分級(jí)是造林前評(píng)價(jià)苗木質(zhì)量和性能而采取的一項(xiàng)技術(shù)措施［1］，1979年國(guó)際林業(yè)研究組織聯(lián)盟在新西蘭組織召開(kāi)了苗木質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)專題會(huì)議［2］，我國(guó)先后研制頒發(fā)并修訂了中國(guó)主要造林樹(shù)種苗木質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)［3－4］。這些都有助于我國(guó)苗木分級(jí)技術(shù)步入規(guī)范化軌道。金佛山方竹（Chimonobabusa utilis（Keng）Keng f.）屬竹亞科寒竹屬方竹組，為復(fù)軸混生型中小徑竹，是中國(guó)的特有種之一［5］。一般高6～9 m、胸徑4～6cm，節(jié)間圓筒形或略為四棱形，竿壁厚約7mm。金佛山方竹是高山竹種，主要分布在海拔1 300m以上高寒山區(qū)，對(duì)土壤的適應(yīng)性較廣。是大婁山特有自然資源，僅見(jiàn)于黔北5個(gè)縣和重慶市南緣萬(wàn)盛區(qū)，南川市及云南省個(gè)別縣，總面積約3.3萬(wàn)hm2。其竹筍是中秋出筍，質(zhì)地晶瑩、筍肉肥厚、味美鮮嫩，遠(yuǎn)銷國(guó)內(nèi)外，有“竹類之冠”的美譽(yù)［6］。其竹材纖維適中，是造紙、纖維板、竹器編織的上好原料，為當(dāng)?shù)匾豁?xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)資源［7］。竹類植物不易開(kāi)花，難于收集到種子進(jìn)行繁殖，多年來(lái)一直沿用的母竹移栽造林，但成活率不高、耗費(fèi)人工量大，故其發(fā)展受到很大的限制。然而，近10年來(lái)，金佛山方竹陸續(xù)零星開(kāi)花，能收集到一定量的種子，并已進(jìn)行育苗銷售。目前，許多學(xué)者對(duì)金佛山方竹育苗栽培技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)研究［8－18］，但對(duì)其苗木質(zhì)量分級(jí)研究仍未見(jiàn)報(bào)道；而且在整個(gè)竹類植物實(shí)生苗中，僅有對(duì)毛竹（Phyllostachys edulis（Carrière）J.Houzeau）等極少數(shù)種類進(jìn)行過(guò)分級(jí)報(bào)道［19］。而苗木的優(yōu)劣直接影響到造林的質(zhì)量，因此，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)并借鑒其它植物苗木分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)金佛山方竹實(shí)生苗的表現(xiàn)因子進(jìn)行研究，并提出其苗木分級(jí)的參考標(biāo)準(zhǔn)，旨在為金佛山方竹開(kāi)發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)選擇在金佛山方竹的中心分布區(qū)桐梓縣黃連鄉(xiāng)獅溪鎮(zhèn)金佛山方竹種苗生產(chǎn)基地，桐梓縣地處27°57′～28°54′N，106°26′～107°17′E，位于云貴高原東部向四川盆地過(guò)渡的大斜坡地帶，地貌復(fù)雜多樣，暗河、溶洞比較發(fā)育；全縣海拔1 100m，年均溫14.6℃，年均降雨量1 038.8mm；雖基帶氣候?qū)儆谥衼啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，但部分高海拔區(qū)都具有明顯的暖溫帶氣候特色。

1.2 研究方法

在苗圃地隨機(jī)抽取一年生苗木和二年生留床苗樣方分別為3個(gè)樣方，每樣方面積約為1m2，各隨機(jī)抽取300株苗木，樣株確定后，對(duì)苗木高度、地徑進(jìn)行測(cè)量。而后將苗木連根挖出，去除基質(zhì)，洗凈晾干。測(cè)量根幅和總鮮重，并確定其株／叢和筍芽數(shù)，以上6項(xiàng)指標(biāo)作為質(zhì)量分級(jí)提取因子計(jì)算，苗高和根幅用鋼卷尺測(cè)量，精度為0.1cm；地徑用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量，精度為0.01 mm；全株總鮮重，用電子天平稱量，精度為0.01g。在 Excel 2007統(tǒng)計(jì)表中對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，提煉出每叢中數(shù)值最大的苗高和地徑（因金佛山方竹為復(fù)軸混生型小徑竹，分級(jí)應(yīng)以叢為單位），再結(jié)合其它4項(xiàng)指標(biāo)用SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行相關(guān)分析、主成分分析后確定較直觀的質(zhì)量指標(biāo)，并采用聚類分析法對(duì)其苗木進(jìn)行界定分級(jí)。

表1 金佛山方竹苗木的質(zhì)量指標(biāo)統(tǒng)計(jì)學(xué)特征值

表2 金佛山方竹苗木質(zhì)量指標(biāo)相關(guān)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 苗木質(zhì)量指標(biāo)統(tǒng)計(jì)學(xué)特征

2017年1月，實(shí)測(cè)了金佛山方竹一年生苗木和二年生留床苗木的高度、地徑、株叢、筍芽數(shù)、根幅以及總鮮重6個(gè)質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)，并提煉出每叢中數(shù)值最大的苗高和地徑，最后對(duì)這6個(gè)質(zhì)量指標(biāo)從最小值、最大值、均值、標(biāo)準(zhǔn)差、方差等統(tǒng)計(jì)學(xué)特征進(jìn)行描述（見(jiàn)表1）。其均值可表明：每叢中一年生苗木的最大苗高、地徑分別為22.71cm、0.24cm、每叢約為3株和2個(gè)筍芽、根幅為217.69cm2，全株總鮮重為6.26g。

二年生留床苗木的最大苗高、地徑分別為38.95cm、0.36cm、每叢約為4株和2個(gè)筍芽數(shù)、根幅為242.75cm2，全株總鮮重為27.02g。從一年生苗木數(shù)據(jù)中可以明顯的看出，在相同的環(huán)境條件下，各苗木之間生物量差異較大，而在二年生留床苗木的數(shù)據(jù)中更顯突出，這可能是因?yàn)榉N質(zhì)差異、種間競(jìng)爭(zhēng)、抗環(huán)境脅迫能力等影響所致。同時(shí)二年生留床苗木較一年生苗木的生物量呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)，兩極分化嚴(yán)重，這也反映了二年生留床苗木種間競(jìng)爭(zhēng)加劇。

2.2 苗木質(zhì)量指標(biāo)的主成分分析

從理論上講，測(cè)定苗木的數(shù)量和形態(tài)指標(biāo)越多，越能全面地反映出苗木的質(zhì)量情況。但在苗木出圃時(shí)，很難對(duì)每株苗木的多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。因此，在制定苗木分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須選擇既能反映苗木質(zhì)量，又容易測(cè)量的簡(jiǎn)單直觀因子，作為苗木的質(zhì)量分級(jí)指標(biāo)［20］。為確定影響金佛山方竹苗木質(zhì)量的主導(dǎo)因子，采取相關(guān)性和主因子分析法對(duì)一年生苗木和二年生留床苗木的最大高度、地徑和株／叢、筍芽數(shù)、根幅以及總鮮重6個(gè)質(zhì)量指標(biāo)計(jì)算。從表2可知，一年生金佛山方竹苗木的幾個(gè)質(zhì)量指標(biāo)間均表現(xiàn)出一定的正相關(guān)關(guān)系；而二年生留床苗木的筍芽數(shù)與最大高度、地徑質(zhì)量指標(biāo)間卻呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。植株的總鮮重能反映物質(zhì)積累狀況，有效體現(xiàn)苗木生長(zhǎng)量的大小，往往最能反映苗木的質(zhì)量。以苗木總鮮重為相關(guān)中心，其中，一年生苗木和二年生留床苗木總鮮重均與各質(zhì)量指標(biāo)因子間的相關(guān)性顯著，僅與筍芽數(shù)間的相關(guān)性最弱。說(shuō)明這些因子都可以作為測(cè)量苗木規(guī)格的質(zhì)量指標(biāo)，但是這6項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)間都存在著或大或小的相關(guān)性，而各單項(xiàng)指標(biāo)所反映苗木的情況也不盡相同，所以不能片面地直接利用這些指標(biāo)對(duì)苗木的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，必須再對(duì)其進(jìn)行主成分分析。

從表3可見(jiàn)，一年生苗木和二年生留床苗木最大高度的特征值均大于1，分別達(dá)到了3.039、2.981，而最大地徑僅次于最大高度的特征值，也分別達(dá)到了0.944、1.380。可進(jìn)一步說(shuō)明：最大高度、地徑可以作為評(píng)價(jià)金佛山方竹一年生苗木和二年生留床苗木質(zhì)量的主要指標(biāo)，其中苗高反映出葉量多少，體現(xiàn)光合能力和蒸騰面積大?。欢貜酱笮∨c抗逆性聯(lián)系緊密，粗壯較細(xì)弱的地徑更具有強(qiáng)的支撐、抗彎曲能力，對(duì)抗高溫、蟲害等方面的能力強(qiáng)。同時(shí)也與林業(yè)生產(chǎn)上習(xí)慣使用因子相符。而且一年生苗木的最大高度與地徑兩者的累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到了66.380%，二年生留床苗木兩者的累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到了72.679%，能傳達(dá)苗木生物量的信息，也就意味著能夠很好地傳達(dá)以上6個(gè)指標(biāo)所包含的信息。

表3 金佛山方竹苗木質(zhì)量指標(biāo)因子分析

2.3 苗木質(zhì)量指標(biāo)聚類分析及其苗木分級(jí)

聚類分析法所依據(jù)的基本原則是直接比較樣品屬性中各樣品反映出來(lái)的性質(zhì)，將性質(zhì)相近的屬性（性狀、變量）分在同一類，而將差別較大的分在不同的類，以此作為區(qū)分樣品性質(zhì)的聚類標(biāo)志［21］。對(duì)于金佛山方竹的苗木分級(jí)而言，是利用苗木的最大高度與地徑2個(gè)主要質(zhì)量指標(biāo)來(lái)劃分苗木個(gè)體的相似程度。按照林業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，苗木一般分為3級(jí)，其中Ⅰ、Ⅱ級(jí)苗為合格苗，Ⅲ級(jí)苗由于其高度或地徑達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)留圃繼續(xù)栽培。因此在對(duì)金佛山方竹苗最大高度和地徑進(jìn)行逐步聚類分析時(shí)，開(kāi)始規(guī)定聚成3類。分析結(jié)果（表4）表明，一年生金佛山方竹Ⅰ級(jí)苗木最大高度與地徑的最終聚類中心分別為30.00cm、0.29cm，Ⅱ級(jí)苗分別為23.00cm、0.24cm；而二年生留床苗木Ⅰ級(jí)苗最大高度與地徑的最終聚類中心分別為62.00cm、0.52cm，Ⅱ級(jí)苗分別為42.00cm、0.37cm。其中二年生較一年生苗木，Ⅰ級(jí)苗最大高度與地徑呈大幅增長(zhǎng)的趨勢(shì)；但是Ⅱ、Ⅲ級(jí)苗的增長(zhǎng)趨勢(shì)較平緩，這可能是隨著苗圃地的苗木留床時(shí)間延長(zhǎng)，種間密度不斷增加，空間競(jìng)爭(zhēng)激烈的結(jié)果。

表4 金佛山方竹苗木分級(jí)的最終聚類中心

2.4 苗木分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的確定

從表5可知，二年生的各級(jí)苗的標(biāo)準(zhǔn)差值較一年生的大，也反映出苗木長(zhǎng)時(shí)間留床，苗木個(gè)體間的分化不斷增大。苗木分級(jí)臨界值的確定一般采用2種方法：1）聚類分級(jí)臨界點(diǎn)法，即苗木分級(jí)后，參考臨界點(diǎn)附近的樣苗的質(zhì)量指標(biāo)值，作為各級(jí)苗木分級(jí)的臨界值；2）聚類中心（或值）±標(biāo)準(zhǔn)差法，即以各級(jí)苗木的聚類中心（或值）減去該級(jí)苗木標(biāo)準(zhǔn)差作為該級(jí)苗木分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的下限值［20］。

表5 金佛山方竹各級(jí)苗木標(biāo)準(zhǔn)差的統(tǒng)計(jì)量

采用聚類分級(jí)臨界點(diǎn)法所得到的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表6），一年生苗：Ⅰ級(jí)苗：H≥29.00cm，D≥0.30cm；Ⅱ級(jí)苗：22.00cm≤H＜29.00cm，0.23cm≤D＜0.30 cm；Ⅲ級(jí)苗：H＜22.00cm，D＜0.23cm。二年生苗：Ⅰ級(jí)苗：H≥62.00cm，D≥0.53cm；Ⅱ級(jí)苗：40.00cm≤H＜62.00cm，0.37cm≤D＜0.53cm；Ⅲ級(jí)苗：H＜40.00cm，D＜0.37cm。而運(yùn)用后一種方法所得到的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（見(jiàn)表7），一年生苗：Ⅰ級(jí)苗：H≥27.20cm，D≥0.17cm；Ⅱ級(jí)苗：21.00cm≤H＜27.20cm，0.14 cm≤D＜0.17cm；Ⅲ級(jí)苗：H＜21.00cm，D＜0.14cm。二年生苗：Ⅰ級(jí)苗：H≥54.40cm，D≥0.40cm；Ⅱ級(jí)苗：36.76cm≤H＜54.40cm，0.24cm≤D＜0.40cm；Ⅲ級(jí)苗：H＜36.76cm，D＜0.24cm。

由上可知，這2種方法獲得的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)存在一定的差異，可能是因?yàn)榍耙环N方法將全部的樣苗劃歸到了各等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，導(dǎo)致分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的臨界值較低；而后者則將部分Ⅰ級(jí)苗降歸到Ⅱ級(jí)苗，部分Ⅱ級(jí)苗則降歸到Ⅲ級(jí)苗，而少部分Ⅲ級(jí)苗則被摒棄在等級(jí)之外，因此分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的臨界值相對(duì)較高。這也與眾多學(xué)者所采用的苗木分級(jí)法相符［20，22－24］。這部分摒棄掉的和過(guò)于弱小的Ⅲ級(jí)苗不宜出圃移植，可繼續(xù)培育再出圃造林，更適合林業(yè)生產(chǎn)需要。

表6 根據(jù)聚類分級(jí)臨界點(diǎn)的苗木分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表7 根據(jù)聚類中心±標(biāo)準(zhǔn)差的苗木分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3 討 論

3.1 金佛山方竹苗木分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)研究尚未見(jiàn)報(bào)道。金佛山方竹從形態(tài)特征上屬于混生竹類型，所以判斷其幼苗質(zhì)量的形態(tài)指標(biāo)比較特殊。金佛山方竹苗木分級(jí)應(yīng)以叢為單位，實(shí)測(cè)并記錄其每株的高度與地徑，再根據(jù)每叢中數(shù)值最大的苗高與地徑，結(jié)合株數(shù)、筍芽數(shù)、根幅和總鮮重作為提取因子，最終通過(guò)這諸多因子進(jìn)行相關(guān)及因子分析，得出最大高度和地徑2個(gè)較直觀的指標(biāo)因子，與其他質(zhì)量指標(biāo)的相關(guān)性顯著，且與反映苗木物質(zhì)積累的總鮮重的大多數(shù)指標(biāo)間的相關(guān)性更為緊密，確定了這2個(gè)較直觀的因子作為評(píng)價(jià)金佛山方竹一年生苗木和二年生留床苗木質(zhì)量的主要指標(biāo)，具有科學(xué)依據(jù)，且易于測(cè)量，便于在生產(chǎn)上應(yīng)用的特點(diǎn)，具有一定的科學(xué)依據(jù)。

3.2 聚類中心±標(biāo)準(zhǔn)差法更符合生產(chǎn)實(shí)際，故其分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：一年生苗：Ⅰ級(jí)苗：H≥27.20cm，D≥0.17 cm；Ⅱ級(jí)苗：21.00cm≤H＜27.20cm，0.14cm≤D＜0.17cm；Ⅲ級(jí)苗：H＜21.00cm，D＜0.14cm。二年生留床苗：Ⅰ級(jí)苗：H≥54.40cm，D≥0.40cm；Ⅱ級(jí)苗：36.76cm≤H＜54.40cm，0.24cm≤D＜0.40cm；Ⅲ級(jí)苗：H＜36.76cm，D＜0.24cm。鑒于方便林業(yè)生產(chǎn)上選育苗木的需要，根據(jù)GB 6000－1999.主要造林樹(shù)種苗木質(zhì)量分級(jí)［4］的標(biāo)準(zhǔn)，苗木高度一般取cm單位的整數(shù)，地徑cm單位的小數(shù)后2位，讀數(shù)并精確到0.05cm?？蓪?duì)以上數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得知：一年生苗：Ⅰ級(jí)苗：H≥27.00cm，D≥0.20cm；Ⅱ級(jí)苗：21.00cm≤H＜27.00 cm，0.15cm≤D＜0.20cm；Ⅲ級(jí)苗：H＜21.00cm，D＜0.15cm。二年生留床苗：Ⅰ級(jí)苗：H≥50.00cm，D≥0.50cm；Ⅱ級(jí)苗：37.00cm≤H＜54.00cm，0.25cm≤D＜0.40cm；Ⅲ級(jí)苗：H＜37.00cm，D＜0.25cm。其中二年生留床合格苗（Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)）較金佛山方竹栽培技術(shù)規(guī)程［25］中制定的標(biāo)準(zhǔn)稍低，可能是其原始的生長(zhǎng)水平比實(shí)際的二年生苗木偏低的緣故。

3.3 金佛山方竹Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)苗木可以出圃造林，但起苗必須與造林時(shí)間相一致，做到隨栽植、隨運(yùn)、隨起的原則，Ⅲ級(jí)苗不能出圃，應(yīng)留在苗圃繼續(xù)培育，待第2年達(dá)到二年生留床Ⅱ級(jí)苗木標(biāo)準(zhǔn)后，再用于移栽造林。3.4 在實(shí)際分選過(guò)程中，由于各育苗地的立地條件不同，管理方法不統(tǒng)一，使得苗木的實(shí)際生長(zhǎng)情況不盡相同。因此，以上分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)僅供遵義地區(qū)金佛山方竹的育苗、造林提供基礎(chǔ)資料。而各地可根據(jù)具體情況進(jìn)行分析處理，此分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可供參考。除依據(jù)上述2個(gè)量化指標(biāo)外，還需具備新鮮度好、枝葉茂盛、木質(zhì)化程度高、筍芽較多、側(cè)芽飽滿、無(wú)病蟲害損傷等條件，方可有效保證金佛山方竹苗木質(zhì)量。今后還需對(duì)多因子進(jìn)行進(jìn)一步研究，尤其對(duì)容器苗木分級(jí)質(zhì)量的影響。

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