歐洲山楊在山西的適應(yīng)性評價*

鄭智禮

(山西省林業(yè)科學(xué)研究院，山西 太原 030012)

歐洲山楊(Populustremula)天然分布于西伯利亞、高加索和歐洲其他地區(qū)。在我國，僅分布于天山西部海拔1 200-2 500m的山區(qū)，為先鋒樹種，常與云杉(Piceaasperata)形成混交林或呈小塊狀純林。歐洲山楊通常高10-20m，樹皮青綠色、光滑，干基部為不規(guī)則淺裂，樹冠橢圓形，樹形美觀，木材紋理細(xì)直、顏色磁白、結(jié)構(gòu)均勻、早晚材和心邊材一致，基本沒有腐心材，是較好的造紙和人造纖維用材，也可供建筑、火柴桿和膠合板等用。1984-1997年在山西省實施了中德林業(yè)技術(shù)合作“速生樹種造林”項目，期間在歐洲收集了10多個歐洲山楊無性系，包括Tapiu系列、Mü系列和歐洲山楊三倍體(Astria)，以組培苗的形式引入山西。1988年開始，中德林業(yè)技術(shù)合作項目在全省選擇五臺山、太原西山、太岳山大南坪、中條山皋落4個試驗點(diǎn)進(jìn)行了苗期適應(yīng)性測試，1991年在全省進(jìn)行了擴(kuò)大引種試驗。1993年張成梁等人利用中德林業(yè)技術(shù)合作項目引進(jìn)的歐洲山楊三倍體進(jìn)行了嫁接改造中國山楊(P.davidiana)試驗[1]；1995年黑龍江林科所的張亞君等人進(jìn)行了歐洲山楊三倍體硬枝扦插育苗研究[2]；1995年延邊州林業(yè)科學(xué)研究所的尹京男等研究了歐洲山楊三倍體組培技術(shù)[3]；山西中德項目實施期間，李新平等研究了歐洲山楊苗期適應(yīng)性[4]。2016年杜淑輝等人應(yīng)用單拷貝核基因標(biāo)記研究了我國歐洲山楊自然居群的遺傳多樣性，高度異交，高堿基突變率及超長距離的基因流機(jī)制能夠很好的解釋我國新疆地區(qū)歐洲山楊表現(xiàn)出的較高的遺傳多樣性水平與較低水平的遺傳分化[5]。Ingvarsson利用77個核基因位點(diǎn)對分布于歐洲地區(qū)的14個歐洲山楊自然居群進(jìn)行了研究，結(jié)果表明歐洲山楊表現(xiàn)出高水平的遺傳多樣性[6-7]。D.V.Politov等人利用微衛(wèi)星標(biāo)記對俄羅斯的4個歐洲山楊林分進(jìn)行鑒定，區(qū)別出了每個林分內(nèi)的不同無性系[8]。Reimo Lutter等人研究了歐洲山楊×美洲山楊(P.tremuloides)雜種在愛沙尼亞春季和秋季的物侯特性[9]。2011年山西省林業(yè)廳專門立項，對原中德項目鋪設(shè)的歐洲山楊引種試驗進(jìn)行調(diào)查總結(jié)。

1 試驗材料及設(shè)計

1.1 試驗地概況

歐洲山楊原產(chǎn)地位于德國北部的Braunschweig，處于大西洋東部大陸性氣候之間的涼爽的西風(fēng)帶，溫度大起大落的情況很少見。夏季平均溫度在18℃左右，冬季平均溫度在1.5℃左右，降雨分布在一年四季，年降水量約700mm。

垣曲皋落林場試驗點(diǎn)位于山西省南部，年均溫10℃，年降水量650mm，試驗點(diǎn)胡礦溝，海拔800m左右。山西省太岳山國有林管理局局大南坪林場試驗點(diǎn)位于山西的中南部，年均溫7.9℃，年降水量882mm，試驗點(diǎn)選定小南坪、喬麥坪、南京河，海拔約1 400m。和順坪松林場位于山西省中部，年均溫6.2℃，年降水量513mm，試驗點(diǎn)海拔1 620m。祁縣林場試驗地位于祁縣東南部，與榆社、武鄉(xiāng)交界處，年均溫6.1℃，年降水量530mm，海拔1 480m。太原西山林場引種試驗地位于太原市西山南峪溝，山坡下部，海拔1 300m，年均溫7.1℃，年降水量462mm。懷仁金沙灘林場位于山西的北部，年均溫7℃，年降水量360mm，試驗點(diǎn)在黃花梁和栗家坊，海拔約1 000m。

1.2 試驗材料及設(shè)計

采用來源于德國北部Braunschweig的8個歐洲山楊無性系，以及歐洲山楊×美洲山楊(三倍體)和中國山楊做為試驗材料。三倍體山楊無性系〔Populustremula×Populustremuloides(3n)〕是在德國漢明登山楊家系中選出的歐洲山楊花粉與來自加拿大的美洲山楊花粉雜交選育出來的。試驗設(shè)計采用隨機(jī)區(qū)組、3次重復(fù)、15株小區(qū)，株行距2m x 3m，以中國山楊(Populusdavidiana)或當(dāng)?shù)刂髟缘那鄺?Populuscathayana)作對照。在全省選擇懷仁金沙灘林場、太原西山林場、祁縣林場、和順坪松林場、霍州大南坪林場、垣曲皋落林場開展實驗。1991年采用2年生組培苗在各試驗點(diǎn)植苗造林。造林后頭2年進(jìn)行澆水、除草，之后便沒有專門管理。各試驗點(diǎn)分品系栽植，后來陸續(xù)有損失，2012年調(diào)查因難以分清不同的品系，只能統(tǒng)一按1個品系處理。

1.3 調(diào)查及分析評價方法

表1 單株林木適應(yīng)性評價指標(biāo)及各指標(biāo)賦分表

各項目指標(biāo)的賦分見表1。其中年生長量值是評估樣地優(yōu)勢木的側(cè)枝當(dāng)年高生長量與生長正常林地優(yōu)勢木標(biāo)準(zhǔn)株側(cè)枝年生長量平均值的比值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同試驗點(diǎn)生長量對比

從表2可以看出，歐洲山楊在山西未達(dá)到原產(chǎn)地的生長量。樹高、胸徑生長量與年均溫、年降水量相關(guān)不明顯。歐洲山楊在山西省中南部的和順坪松和霍州大南坪林場表現(xiàn)最好，而在北部的懷仁金沙灘試驗地表現(xiàn)相對較差。

表2 不同試驗點(diǎn)生長量與氣候因子

2.2 同一試驗點(diǎn)生長對比分析

2.2.1 垣曲局皋落林場山楊生長對比分析

2011年4月對歐洲山楊和對照(中國山楊)進(jìn)行了樹高、胸徑生長調(diào)查。歐洲山楊生長勢較旺盛，樹冠傘形，沒有蟲害；中國山楊生長勢也較旺盛。生長量方差分析見表3。

在皋落林場試驗點(diǎn)，歐洲山楊與中國山楊樹高生長差異不顯著，胸徑生長差異顯著，且歐洲山楊胸徑生長量大于中國山楊。

表3 樹高、胸徑單因素方差分析表

注：組間代表不同無性系，組內(nèi)代表同一無性系，下同。

2.2.2 霍州大南坪林場山楊生長對比分析

2011年5月調(diào)查了歐洲山楊與對照(中國山楊、青楊)的樹高和胸徑，歐洲山楊生長旺盛，樹皮青白發(fā)亮，沒有病蟲害，生長量方差分析見表4。

表4 樹高、胸徑單因素方差分析表

表5 種間多重比較結(jié)果

注：歐洲山楊Populustremula、山楊P.davidiana、青楊P.cathayana。

方差分析和多重比較結(jié)果表明，在大南坪林場試驗點(diǎn)，3個樹種在樹高生長方面有顯著差異。其中，歐洲山楊與中國山楊有顯著差異，與青楊無顯著差異；中國山楊與青楊有顯著差異。具體為歐洲山楊與青楊樹高生長量大于中國山楊；在胸徑生長方面3個樹種無顯著差異。

2.2.3 和順坪松林場山楊生長對比分析

2011年6月調(diào)查了歐洲山楊和對照(中國山楊)的樹高、胸徑。歐洲山楊生長旺盛，樹皮青白發(fā)亮，沒有病蟲害。生長量方差分析結(jié)果見表6。

表6 樹高、胸徑單因素方差分析表

在和順坪松林場試驗點(diǎn)，歐洲山楊與中國山楊在樹高生長方面有顯著差異，歐洲山楊的樹高生長量大于中國山楊；胸徑生長無顯著差異。

2.2.4 祁縣林場楊樹生長對比分析

2012年3月調(diào)查了歐洲山楊和對照(青楊)的樹高、胸徑，歐洲山楊生長較旺盛，枝條有少量蟲害。生長量方差分析結(jié)果見表7。

表7 樹高、胸徑單因素方差分析表

在祁縣林場試驗點(diǎn)，歐洲山楊與青楊在樹高、胸徑生長量方面均無顯著差異。

2.2.5 太原西山林場楊樹生長對比分析

2011年10月調(diào)查了歐洲山楊和對照(青楊)2個樹種的樹高、胸徑生長情況。歐洲山楊與青楊生長都較旺盛，枝條都有少量蟲害。生長量方差分析結(jié)果見表8。

表8 樹高、胸徑單因素方差分析表

注：組間代表不同無性系，組內(nèi)代表同一無性系。

在太原西山林場，歐洲山楊與青楊在樹高、胸徑生長量方面均無顯著差異。

2.2.6 懷仁金沙灘林場楊樹生長對比分析

2011年8月調(diào)查了歐洲山楊和對照(群眾楊、小葉楊)的樹高、胸徑。歐洲山楊生長勢中庸，枝條有蟲癭，與對照生長量方差分析結(jié)果見表9。

表9 樹高、胸徑單因素方差分析表

表10 種間多重比較結(jié)果

注：群眾楊P.popularis、小葉楊P.simonii。

方差分析及多重比較結(jié)果表明，在金沙灘林場試驗點(diǎn)，歐洲山楊、群眾楊(P.popularis)與小葉楊(P.simonii)在樹高生長量上有極顯著差異，歐洲山楊與群眾楊沒有顯著差異，歐洲山楊與群眾楊樹高生長量大于小葉楊；在胸徑生長量方面，三者間沒有顯著差異。

2.3 試驗點(diǎn)間適應(yīng)性對比分析

在各試驗點(diǎn)隨機(jī)選擇6株歐洲山楊單株，調(diào)查適應(yīng)性評價的相關(guān)指標(biāo)，得出林分適應(yīng)性評價指標(biāo)值。以垣曲試點(diǎn)為例，林分適應(yīng)性評價指標(biāo)計算見表11。

表11 垣曲試點(diǎn)歐洲山楊適應(yīng)性評價

用林分適應(yīng)性評價指標(biāo)D′,可得,D′(1)=(1.67+1+1.17+1+1+1.5)/6=1.22。

用同樣的算法得出和順坪松試點(diǎn)、霍州大南坪林場試點(diǎn)、太原試點(diǎn)、祁縣林場試點(diǎn)、金沙灘試點(diǎn)的林分適應(yīng)性評價指標(biāo)值分別為1、1.03、1.33、1.53、2.14。

從各試驗點(diǎn)林分適應(yīng)性評價指標(biāo)值看出：在垣曲試驗地，歐洲山楊適應(yīng)性評價指標(biāo)小于1.5，適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境；在和順坪松林場試驗地，歐洲山楊的各項適應(yīng)性指標(biāo)都最好，適應(yīng)性評價指標(biāo)等于1.0，歐洲山楊適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境；在霍州大南坪林場試驗地，歐洲山楊的各項適應(yīng)性指標(biāo)都很好，歐洲山楊適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境；在太原試驗地，歐洲山楊適應(yīng)性評價指標(biāo)小于1.5，適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境；在祁縣林場試驗地，歐洲山楊適應(yīng)性評價指標(biāo)稍大于1.5，基本適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境；在懷仁縣金沙灘試驗地，歐洲山楊適應(yīng)性評價指標(biāo)大于1.5，小于2.5，歐洲山楊基本適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境。

3 結(jié)論與討論

引進(jìn)的歐洲山楊在山西未達(dá)到原產(chǎn)地的生長量。樹高、胸徑生長量與年均溫、年降水量相關(guān)不明顯，需要考慮其它立地因子。德國原產(chǎn)地降水分布于一年四季，而山西的降水主要集中于7月、8月、9月3個月，這或許是一個原因。盡管引進(jìn)的歐洲山楊在山西的生長量達(dá)不到原產(chǎn)地的水平，但通過與對照比較，加上對其生長量、生長勢、病蟲害狀況綜合分析，歐洲山楊在山西表現(xiàn)出了較強(qiáng)的適應(yīng)性。

歐洲山楊的生長量在山西中南部優(yōu)于對照的中國山楊；歐洲山楊的生長量在山西中部和北部與當(dāng)?shù)貙φ諛浞N無顯著差異。歐洲山楊在山西省中南部的和順坪松林場和霍州大南坪林場表現(xiàn)最好，而在北部的懷仁金沙灘試驗地表現(xiàn)相對較差。生長適應(yīng)性從南到北大體表現(xiàn)為先增大后減小。建議重點(diǎn)在山西中南部山區(qū)推廣歐洲山楊。

參考文獻(xiàn)：

[1]張成梁,李林英,李蓮枝,等.歐洲山楊三倍體楊樹嫁接改造中國山楊初報[J].山西林業(yè)科技,1993(4):27-28.

[2]張亞君,徐妙珍,郝鳳珍,等.歐洲山楊三倍體的硬技扦插育苗技術(shù)[J].林業(yè)科技,1995(2):1-2.

[3]尹京男,紀(jì)紹輝,周玉蘭,等.三倍體歐洲山楊組培技術(shù)的研究[J].吉林林業(yè)科技,2001(2):1-3.

[4]李新平,馮京華,王宗漢.歐洲山楊適應(yīng)性研究[J].山西林業(yè)科技,1992(4):18-21.

[5]杜淑輝,王兆山,邢世巖,等.應(yīng)用單拷貝核基因標(biāo)記研究我國歐洲山楊自然居群的遺傳多樣性[J].林業(yè)科學(xué)研究,2016,29(1):48-52.

[6]Ingvarsson P K.Nucleotide polymorphism and linkage disequilibrium within and among natural populations of European aspen (PopulustremulaL.,Salicaceae) [J].Genetics,2005,169 (2) :945-953.

[7]Ingvarsson P K.Multilocus patterns of nucleotide polymorphism and the demographic history of Populus tremula [J].Genetics,2008,180(1):329-340.

[8]Politov D V.Microsatellite analysis of clonality and individual heterozygosity in natural populations of aspenPopulustremulaL.:identification of highly heterozygous clone[J].Russion Journal of Genetics,2016,52(6):636-639.

[9]Reimo Lutter.Spring and autumn phenology of hybrid aspen(PopulustremulaL.×P.tremuloidesMichx.)genotypes of different geographic origin in hemiboreal Estonia[J].New Zealand Journal of Foresty Science,2016,46:20.