摘要：為探索新疆防護(hù)林主要造林樹種胡楊選優(yōu)的可行性，對(duì)新疆兵團(tuán)石河子墾區(qū)新造胡楊林帶多項(xiàng)性狀指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定分析，結(jié)果表明：胡楊高度、胸徑以及冠幅為單峰鐘型分布，其中高度數(shù)據(jù)分布較為對(duì)稱，而胸徑和冠幅數(shù)據(jù)右側(cè)尾部比較長(zhǎng)，表現(xiàn)出左偏分布特征;分枝角度數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出多峰形態(tài);高度與胸徑、胸徑與冠幅有較強(qiáng)正相關(guān)性，高度與冠幅以及冠幅與分枝角度有較弱的正相關(guān)性，而高度與分枝角度和胸徑與分枝角度不相關(guān);胡楊冠幅和胸徑指標(biāo)主導(dǎo)了聚類結(jié)果，尤其是利用冠幅指標(biāo)能夠?qū)⒑鷹顦颖窘缦薹置鞯胤譃?“大胡楊樹”“中等胡楊樹”和“小胡楊樹”3類。

　　關(guān)鍵詞：胡楊;防護(hù)林;性狀分異

　　胡楊(Populus euphratica)又稱異葉楊，是楊屬中最古老的樹種，主要分布于我國(guó)西部地區(qū)及中亞、西亞、地中海地區(qū)。我國(guó)的天然胡楊林有90%以上分布在新疆[1]，是荒漠區(qū)天然林主要建群樹種，且形成單優(yōu)群落，在盆地中發(fā)揮著重要的生態(tài)作用[2，3]。胡楊具有耐瘠薄，抗高溫、耐嚴(yán)寒和耐水淹等特點(diǎn)，其在干旱和鹽堿脅迫下，通過(guò)生理過(guò)程不斷調(diào)整自身的抵抗能力，增加游離脯氨酸、可溶性糖和茉莉酸類物質(zhì)含量，增強(qiáng)抗旱性和耐鹽堿能力[4-8]。

　　干旱和鹽漬化是我國(guó)西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨的最主要的環(huán)境問(wèn)題[9]，新疆尤為如此。鑒于胡楊超強(qiáng)的抗逆能力，其在新疆對(duì)于遏制沙漠?dāng)U展、改善生態(tài)環(huán)境、保障工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有不可替代的地位。但目前胡楊多為播種繁育，其子代性狀分異較大，加之造林后撫育管理粗放，造成胡楊林帶林相不齊、生長(zhǎng)緩慢、干形差、難成材。本文就胡楊的分異特征，各性狀間關(guān)聯(lián)性等問(wèn)題，對(duì)新疆兵團(tuán)石河子墾區(qū)150團(tuán)新造胡楊林帶多項(xiàng)性狀指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定分析，以期研究胡楊分異特征，為胡楊造林、選優(yōu)等工作提供理論參數(shù)，推進(jìn)胡楊優(yōu)良無(wú)性系選育進(jìn)程。

　　1、測(cè)定區(qū)自然概況

　　150團(tuán)位于天山北麓、古爾班通古特沙漠南緣，東、西、北三面環(huán)沙，素有“沙海半島”之稱。該地氣候?yàn)闇貛Т箨懶愿珊祷哪畾夂颍瑹o(wú)霜期為135～205 d，≥10℃積溫3693.8℃。年平均氣溫為6.1℃。極端最高氣溫為43.1℃，極端最低氣溫為-42.8℃。150團(tuán)為灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，歷年降水量平均為117mm，平均蒸發(fā)高達(dá)1942mm，為降水量的16.6倍，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)依賴地面人工灌溉。主要土壤類型為灰漠土、殘余沼澤土、堆墊土、風(fēng)沙土、鹽土等5類。試驗(yàn)區(qū)土壤為灰漠土，沙壤質(zhì)，缺磷，少氮，富含鉀，有機(jī)質(zhì)含量低，肥力差，pH值8.52。

　　2 材料與方法

　　試驗(yàn)測(cè)定150團(tuán)定植4年的胡楊林帶。該林帶造林時(shí)林床開溝挖穴種植2年生苗，選擇大苗植于路北側(cè)。林帶5行，東西走向，株行距1.5m×2.0m。采用低壓管道灌溉。

　　使用皮尺、圈尺和卡尺分別測(cè)定林帶各行胡楊的株高、冠幅、胸徑;樹干通直度、平均分枝角度等目測(cè)估算，其中樹干通直度表示為：樹干完全通直的記為0，產(chǎn)生1次彎曲記為1，產(chǎn)生2次彎曲記為2，依此類推。數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

　　3 結(jié)果及分析

　　3.1胡楊林帶性狀分布

　　胡楊株高、胸徑、樹冠投影、通直度和分枝角度等生物學(xué)特性指標(biāo)的描述見表1。由表1可見，通直度的變異系數(shù)最大，樹冠投影次之，再次是胸徑和分支角度，而株高的變異較小。

　　為進(jìn)一步探索各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)的分布特征，利用直方圖以及核光滑密度曲線分析胡楊生物學(xué)特性指標(biāo)。株高、胸徑、冠幅和分枝角度數(shù)據(jù)分布形狀特征見圖1。其中株高、胸徑以及冠幅為單峰鐘型分布，株高數(shù)據(jù)分布較為對(duì)稱，而胸徑和冠幅數(shù)據(jù)右側(cè)尾部比較長(zhǎng)，表現(xiàn)出左偏分布特征;分枝角度數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出多峰形態(tài)。

　　3.2相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析

　　為了分析胡楊生物學(xué)特性指標(biāo)之間的相關(guān)性，首先在圖2中描繪了株高、胸徑、冠幅和分枝角度數(shù)據(jù)散點(diǎn)矩陣。由圖2可以直觀地判斷，株高與胸徑以及胸徑與冠幅有較強(qiáng)的正相關(guān)性，株高與冠幅有較弱的正相關(guān)性，而分枝角度與其他3個(gè)指標(biāo)的相關(guān)性不明顯。但是，可以觀察到分枝角度比較大(>60)的胡楊樣本，其株高、胸徑和冠幅相對(duì)較小，而其余分枝角度(≤60)的胡楊樣本在株高、胸徑和冠幅的分布相對(duì)比較均勻。

　　更進(jìn)一步，利用Pearson相關(guān)系數(shù)以及相關(guān)系數(shù)為零的假設(shè)檢驗(yàn)方法定量研究胡楊生物學(xué)特性指標(biāo)之間相關(guān)性，計(jì)算結(jié)果列在表2中。由假設(shè)檢驗(yàn)的P-value可知，株高與胸徑、株高與冠幅、胸徑與冠幅以及冠幅與分枝角度的相關(guān)系數(shù)顯著不為零，分別為0.6685、0.3673、0.6615和0.1805，但是不能拒絕株高與分枝角度和胸徑與分枝角度的相關(guān)系數(shù)為零。這表明，株高與胸徑、胸徑與冠幅有較強(qiáng)正相關(guān)性，而株高與冠幅以及冠幅與分枝角度有較弱的正相關(guān)性。這些定量分析結(jié)果進(jìn)一步印證了上述定性的研究結(jié)果。

　　鑒于胡楊通直度數(shù)據(jù)為離散型屬性數(shù)據(jù)，這里利用方差分析方法分析通直度對(duì)其他指標(biāo)的影響，分析結(jié)果見圖3。由方差分析表可見，對(duì)于不同的胡楊通直度，胡楊株高和分枝角度平均值沒(méi)有顯著差異，但是胡楊胸徑和冠幅的均值存在顯著差異。根據(jù)相應(yīng)的盒子圖可見，通直度為1的胡楊比其余胡楊樣本有較大的胸徑和冠幅均值。

　　3.3聚類分析

　　綜合上述分析結(jié)果，利用胡楊株高、胸徑、冠幅和分枝角度4個(gè)指標(biāo)對(duì)胡楊樣本做K-均值聚類分析，類別數(shù)目取為3類，分析結(jié)果列于表3和圖4中。由表3的3類胡楊的類中心可見，株高和分枝角度差異較小、胸徑差異比較大，而冠幅差異最大，因此冠幅和胸徑是分類的主導(dǎo)特征指標(biāo)，可見三類胡楊即所謂的“大胡楊樹”、“中等胡楊樹”和“小胡楊樹”。

　　根據(jù)圖4中的三維和二維胡楊樣本分類圖同樣可以發(fā)現(xiàn)胡楊冠幅和胸徑指標(biāo)主導(dǎo)了聚類結(jié)果，尤其是利用冠幅指標(biāo)能夠?qū)⒑鷹顦颖窘缦薹置鞯胤譃?類。

　　四 結(jié)論與討論

　　胡楊株高、胸徑以及冠幅為單峰鐘型分布，其中株高數(shù)據(jù)分布較為對(duì)稱，而胸徑和冠幅數(shù)據(jù)右側(cè)尾部比較長(zhǎng)，表現(xiàn)出左偏分布特征;分枝角度數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出多峰形態(tài);株高與胸徑、胸徑與冠幅有較強(qiáng)正相關(guān)性，而株高與冠幅以及冠幅與分枝角度有較弱的正相關(guān)性，而株高與分枝角度和胸徑與分枝角度不相關(guān)。對(duì)于不同的胡楊通直度，胡楊株高和分枝角度均值沒(méi)有顯著差異，但是胡楊胸徑和冠幅的均值存在顯著差異;胡楊冠幅和胸徑指標(biāo)主導(dǎo)了聚類結(jié)果，尤其是利用冠幅指標(biāo)能夠?qū)⒑鷹顦颖窘缦薹置鞯胤譃?類。由3類胡楊的類中心可知胡楊樣本被分為即 “大胡楊樹”“中等胡楊樹”和“小胡楊樹”。

　　新疆尉犁縣陳余鐵對(duì)同一年栽植的新疆楊和胡楊進(jìn)行了測(cè)定，發(fā)現(xiàn)在相同的管理水平下，胡楊和新疆楊平均生長(zhǎng)量相差無(wú)幾[10];而事實(shí)上，有部分生長(zhǎng)較快的胡楊樹總能更多地占有光資源，高光照能明顯促進(jìn)其根的伸長(zhǎng)、葉面積的增加和生物量的積累，而遮陰則會(huì)抑制這些變化，遮陰環(huán)境阻礙了胡楊幼苗的生長(zhǎng)，即使林下有同等的水分和土壤環(huán)境，幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育也會(huì)受到一定程度的影響[11]，經(jīng)過(guò)一段時(shí)期的生長(zhǎng)，最終形成上述胡楊聚類結(jié)果。而新疆巴州境內(nèi)的兵團(tuán)在使用胡楊營(yíng)造防護(hù)林后，經(jīng)過(guò)人工修剪，胡楊樹干通直、形態(tài)優(yōu)美。因此，我們可以在定植3-5年內(nèi)同一造林林帶內(nèi)，通過(guò)胡楊胸徑、干形和通直性指標(biāo)確定一些優(yōu)良單株，進(jìn)行一定的無(wú)性繁殖探索，選擇出優(yōu)良的無(wú)性系在新疆生態(tài)建設(shè)中推廣應(yīng)用。

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