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1、第三章第三章 種源試驗與優(yōu)樹選擇種源試驗與優(yōu)樹選擇第一節(jié)種源試驗概述第一節(jié)種源試驗概述第二節(jié)地理變異規(guī)律第二節(jié)地理變異規(guī)律第三節(jié)第三節(jié) 種源試驗與種源選擇種源試驗與種源選擇第四節(jié)種子區(qū)劃第四節(jié)種子區(qū)劃第五節(jié)第五節(jié) 優(yōu)樹選擇優(yōu)樹選擇 第一節(jié)第一節(jié) 種源試驗概述種源試驗概述一、基本概念一、基本概念1.1.種源種源(provenance)、地理種源、地理種源(geographic source)2.2.產地產地(seed source)3.3.種源選擇（種源選擇（provenance selection）4.4.種源試驗（種源試驗（provenance trial）5.5.地理變異地理變異(geog
2、raphic variation):):長期受不同環(huán)境條件的影響和基因交長期受不同環(huán)境條件的影響和基因交流的限制，群體間在各性狀上發(fā)生了遺傳分化的現象。流的限制，群體間在各性狀上發(fā)生了遺傳分化的現象。6.6.地理小種（地理小種（geographic race）：因長期受不同環(huán)境條件的影響和基因交）：因長期受不同環(huán)境條件的影響和基因交流的限制，發(fā)生了遺傳變異的群體。流的限制，發(fā)生了遺傳變異的群體。7.7.漸變群（漸變群（Cline）：種內的變異隨著地理經、緯度的改變而逐漸成梯度）：種內的變異隨著地理經、緯度的改變而逐漸成梯度變異的群體。變異的群體。8.8.生態(tài)型生態(tài)型(ecotype)：指因特定
3、環(huán)境的選擇而形成的在某些性狀上具：指因特定環(huán)境的選擇而形成的在某些性狀上具有明顯區(qū)別，并具有穩(wěn)定遺傳特性的同一植物種內的不同類群有明顯區(qū)別，并具有穩(wěn)定遺傳特性的同一植物種內的不同類群(Turesson的定義的定義)。(1)(1)它根據遺傳特性的不同劃分的種內變異；它根據遺傳特性的不同劃分的種內變異；(2)(2)生態(tài)型的產生與其生長環(huán)境密切相關，是一個特定生態(tài)環(huán)境條件生態(tài)型的產生與其生長環(huán)境密切相關，是一個特定生態(tài)環(huán)境條件下基因型反應；下基因型反應；(3)(3)生態(tài)型一般是由一個小的、不連續(xù)的群體組成，在形態(tài)上區(qū)別可生態(tài)型一般是由一個小的、不連續(xù)的群體組成，在形態(tài)上區(qū)別可以不明顯，主要表現在生理
4、特征上差別，且與生存能力有關。以不明顯，主要表現在生理特征上差別，且與生存能力有關。根據生態(tài)型與環(huán)境因素的關系，可分為地理生態(tài)型（根據生態(tài)型與環(huán)境因素的關系，可分為地理生態(tài)型（geographical ecotype）、氣候生態(tài)型（）、氣候生態(tài)型（climatic ecotype）、土壤生態(tài)型）、土壤生態(tài)型(edaphic ecotype)。二、種源試驗的歷史二、種源試驗的歷史 17491749年年3 3月月:瑞典皇家海軍部報道了不同地方橡樹在南部栽培試驗結果，首次專門提到樹木種內的地理變異以及產種地緯度與子代發(fā)育的關系，并提醒人們在造林實踐中應用這種關系。17871787年，年，Von Wa
5、ngenheim 報道了北美三個樹種自然馴化的結果.18201820年，年，De Vilmorin(法國)開始從各國等地搜集了一批歐洲赤松種子進行種源試驗，并研究了其后代在干形、冠形、分枝、樹皮、針葉、芽、球果等性狀的差異。1862年報道了試驗結果，發(fā)現各性狀在種源間差異大，呈梯度變異，并認為這種變異是可遺傳的。1919世紀末至世紀末至2020世紀初：世紀初：開始歐洲赤松和歐洲落葉松種源林的正規(guī)種源試驗，Kientz（德國）、Ciesler（奧地利）、Schott（德國）和Engler（瑞典）作出重要貢獻。國際林聯(lián)（IUFRO）設有種源研究專門委員會。1908年第一次按照國際林聯(lián)制定的國際種源
6、試驗計劃組織了歐洲赤松種源試驗，1938進一步確定了松樹及云杉的種源研究，1942年確定了落葉松的種源研究，1965年制訂了產地試驗研究方法標準化（第二稿）。現在世界上所有從事人工林研究的國家，都開展了種源研究，其樹種已超過100個，包括了世界各地的主要造林樹種。我國開始于1956年，1978年后開始規(guī)?；?、正規(guī)化試驗，組織了一批全國性協(xié)作組；而且對引進樹種與引進國合作開展了種源試驗。三、種源試驗的目的三、種源試驗的目的 1、研究林木種群的遺傳變異與環(huán)境因子的關系，闡明種群的變異模式和重要經濟性狀的地理變異規(guī)律；2、確定原產地（種源）或產地在一定地區(qū)的適應性和生產力，為造林區(qū)選擇高產、優(yōu)質、穩(wěn)
7、定的種源；也為種子調撥區(qū)的區(qū)劃提供科學依據；3、為林木基因資源的挖掘、保存，建立育種群體和種源種子園以及進一步的育種工作提供物質基礎。種源試驗的種源試驗的3 3個目的也是種源試驗的研究內容與達到的目標。個目的也是種源試驗的研究內容與達到的目標。四、種源試驗的基本結論四、種源試驗的基本結論 1、絕在多數樹種都表現有地理的變異；2、變異主要表現在生長量、生育期、抗性和適應性以及形態(tài)特性、生理特性和木材品質等性狀；3、變異可以遺傳給后代；4、變異模式與樹種分布區(qū)大小、區(qū)內環(huán)境多樣性相關；5、當地種源的適應性最強，但生產力不一定最高；6、確定一個適宜的種源需要連續(xù)的23次種源試驗。第二節(jié)第二節(jié) 地理變
8、異規(guī)律地理變異規(guī)律一、地理變異的模式一、地理變異的模式 1.1.連續(xù)變異（漸變模式）連續(xù)變異（漸變模式）(continuous variation)呈連續(xù)的變異，漸變群。2.2.生態(tài)型變異生態(tài)型變異(ecotypic variation)因地理隔離、生殖隔離、自然或人工選擇等因素的作用，形成了生態(tài)型群體。3.3.隨機變異隨機變異(random variation)(random variation)看不出與環(huán)境有相關的變異。地理變異是分布于廣大區(qū)域的樹種，因突變、隔離及自然選擇等原因，分化并產生了種內有差別的地理生態(tài)種群，這種地理變異與地理分布相聯(lián)系。二、地理變異的一般規(guī)律二、地理變異的一般規(guī)
9、律(趨勢趨勢)1.1.北南或冷暖變異趨勢北南或冷暖變異趨勢 同一樹種的南方種源與北方種源相比，一般生長較快，春季發(fā)葉和抽梢條較晚，受晚霜危害較輕，秋季落葉較晚，結束生長較遲，對冬季極端低溫的抗性較差。2.2.旱濕變異趨勢旱濕變異趨勢 濕潤地區(qū)種源與干旱地區(qū)相比，一般具有生長快、種子小、根系淺、枝葉綠的特征。3.3.海拔高低的變異趨勢海拔高低的變異趨勢 一般低海拔生長高于高海拔種源，同一地區(qū)或同一山多數種源差異小。4.4.隨機的地理變異隨機的地理變異三、影響地理變異的因素三、影響地理變異的因素1.樹種分布區(qū)的大小與分布區(qū)的形狀 長形一圓形分布于之差異2.樹種自然分布區(qū)內的環(huán)境因素多樣性3.樹種分
10、布區(qū)的不連續(xù)性 如呈島狀分布的黃山松4.未知因素 第二節(jié)第二節(jié) 種源試驗與種源選擇種源試驗與種源選擇一、種源試驗的方法一、種源試驗的方法1 1、確定采樣點與采樣植株（采種母株）、確定采樣點與采樣植株（采種母株）一般大分布區(qū)樹種：50200個采種點；小分布區(qū)樹種：2030個采種點；每采種點采相隔3050m的10株以上單株。2 2、苗期試驗：發(fā)芽、生長量、節(jié)律、適應性、抗性、物候、生理指標、苗期試驗：發(fā)芽、生長量、節(jié)律、適應性、抗性、物候、生理指標、生物量等。生物量等。3 3、造林試驗：分短期試驗（疏伐前結束）、中期試驗（、造林試驗：分短期試驗（疏伐前結束）、中期試驗（1/31/31/21/2的輪
11、伐的輪伐期）和長期試驗（期）和長期試驗（1/21/2輪伐期以上）。輪伐期以上）。4 4、組織協(xié)作、組織協(xié)作二、全分布區(qū)試驗與局部分布區(qū)試驗二、全分布區(qū)試驗與局部分布區(qū)試驗 全分布區(qū)試驗是從全分布區(qū)采種，試驗目的是確定種源之間變異的大全分布區(qū)試驗是從全分布區(qū)采種，試驗目的是確定種源之間變異的大小、地理變異規(guī)律和變異模式。小、地理變異規(guī)律和變異模式。局部分布區(qū)試驗的目的是對全分布試驗中表現較好的種源作進一步比局部分布區(qū)試驗的目的是對全分布試驗中表現較好的種源作進一步比較，并為各種不同的立地條件尋找最適宜的種源。試驗種源數一般較少，較，并為各種不同的立地條件尋找最適宜的種源。試驗種源數一般較少，但試
12、驗小區(qū)較大，試驗期限為但試驗小區(qū)較大，試驗期限為1/21/2輪伐期。輪伐期。局部分布區(qū)的種源試驗與子代測定結合，實現種源、家系二層次試驗。局部分布區(qū)的種源試驗與子代測定結合，實現種源、家系二層次試驗。三、種源選擇三、種源選擇1 1、種源試驗數據的處理、種源試驗數據的處理 分親本的表型數據與子代的表型數據二部分。前者是研究與劃分地理種群的依據之一。主要應用多元統(tǒng)計分析：主成份分析、典型相關、判別分析、聚類分析、多元回歸分析、多元方差分析、趨勢面分析等。2 2、試驗結果的應用、試驗結果的應用 （1）了解樹木地理變異規(guī)律，豐富育種理論；（2）為劃分種子區(qū)，確定種子調撥區(qū)提供依據；（3）保存種質資源，
13、為進一步選育提供物質基礎。四、種源試驗的發(fā)展趨勢四、種源試驗的發(fā)展趨勢 1、多水平的、群體與個體選擇相結合的試驗；2、觀測性狀更趨于全面，在研究深度與廣度上發(fā)展，并與物種的進化研究相結合；3、種源試驗與種子區(qū)劃分、種子認證相結合；4、種源試驗與遺傳資源保護相結合；5、分子生物學手段廣泛應用于種源試驗、地理變異規(guī)律研究和種子區(qū)劃分。第三節(jié)第三節(jié) 種子區(qū)劃種子區(qū)劃 種子區(qū)劃：種子區(qū)劃：對某個樹種各地所產種子的供應范圍，根據生態(tài)條件、地理變異以及行政區(qū)界等進行的區(qū)劃。我國自1982年起由林業(yè)部主持，對13個主要造林樹種種子區(qū)作了區(qū)劃。于1988年4月13日由國家標準局頒布了中華人民共和國國家標準中國
14、林木種子區(qū)（GB8822.1-8822.13-88），并于1988年8月1日開始實施。德國：1938年制定了林業(yè)種苗法，提出將全國劃分成14個區(qū)，原則上每一地區(qū)只采用本區(qū)種子。同時對每個區(qū)又提出劃分不同海拔帶的標準。瑞典：全國為歐洲赤松歐洲赤松劃分成12個區(qū)，歐洲云杉歐洲云杉劃分為16個區(qū)，挪威：全國統(tǒng)一劃分為40個區(qū)，區(qū)內又按海拔劃分成不同的帶。!圖 例!國界!省界種子區(qū)界種子亞區(qū)界4035鄭州鄭州（）南南部部區(qū)區(qū)西西 南南 區(qū)（區(qū)（）西西 北北 區(qū)（區(qū)（）北北 部部 區(qū)（區(qū)（1）中中 部部 區(qū)（區(qū)（）山東區(qū)山東區(qū)（）中 西 區(qū)中 西 區(qū)(IV)東部區(qū)（東部區(qū)（）東 北 區(qū)東 北 區(qū)（）北京
15、北京 沈陽沈陽濟南（濟南（1）西寧西寧 西安西安 蘭州蘭州 太原太原 石家莊石家莊 銀川銀川 4035 100 105 110 115 120 125 圖圖 油松種子區(qū)劃分油松種子區(qū)劃分一、種子區(qū)劃依據一、種子區(qū)劃依據（1 1）分布區(qū)內生態(tài)條件的差異及其對林木生長和穩(wěn)定性的影響。）分布區(qū)內生態(tài)條件的差異及其對林木生長和穩(wěn)定性的影響。地貌(山地、高原、平原、盆地)、氣候、土壤、植被；（2 2）種內變異）種內變異(含變種、類型含變種、類型)及其地理邊界研究，以及親本群表型變異的及其地理邊界研究，以及親本群表型變異的研究結果。研究結果。研究表明，依親本群表型變異劃分的地理群與種源試驗劃分的種源類群相
16、近；（3 3）基于種源試驗對地理變異及其類群劃分，以及生產上采用不同種源育）基于種源試驗對地理變異及其類群劃分，以及生產上采用不同種源育苗造林的經驗。苗造林的經驗。與種子區(qū)劃相近的名詞是種源區(qū)劃，種源區(qū)劃為種子區(qū)劃提供了最可靠的依據。二、種子區(qū)劃的方法二、種子區(qū)劃的方法 依據三個方面的種子區(qū)劃依據，進行數據化，有機結合種源試驗與系統(tǒng)生物學研究 的數據進行 聚類或主成分聚類，進一步按地形地貌。第五節(jié)第五節(jié) 優(yōu)樹選擇優(yōu)樹選擇一、基本概念一、基本概念 1.1.優(yōu)樹優(yōu)樹(plus treeplus tree )：是指在相同立地條件下的同齡林木中，生長、干形、材性、抗逆性等性狀特別優(yōu)異的單株。2.2.精
17、選樹精選樹(e1ite tree):(e1ite tree):指經子代測定，證明具有遺傳上優(yōu)良的優(yōu)樹。二、選優(yōu)林分的條件二、選優(yōu)林分的條件1 1林分的起源：林分的起源：以實生林分最優(yōu)。2 2林分立地條件林分立地條件:一般以選優(yōu)林分立地條件與優(yōu)樹供種地區(qū)或優(yōu)良無性系推廣地區(qū)的立地條件相適應為好。3 3林分的年齡：林分的年齡：優(yōu)樹選擇以中齡林分較為理想。4 4林分的密度林分的密度：林分的郁閉度在0.60.8為宜。5 5林分結構：林分結構：優(yōu)樹選擇應盡可能在純林中進行。三、優(yōu)樹選擇的方法三、優(yōu)樹選擇的方法1 1生長量指標生長量指標 生長量評定的方法有三種：標準地法、優(yōu)勢木對比法、絕對生長量評選法。具
18、體生長量指標值依不同樹種、不同選擇年齡有差別，尤其是絕對生長量指標。2.2.形態(tài)指標：形態(tài)指標：（1）樹干通直、圓滿。樹干通直度根據樹干有多少個彎，彎曲程度確定；圓滿度可由胸高形率(中央直徑與胸徑之比)或高徑比（樹高與胸徑之比）反映。（2）樹冠較窄。樹冠指標為冠徑比，即樹冠直徑與胸徑之比。（3）自然整枝條良好。指標為自然整枝強度，即枝下高與樹高之比。（4）側枝細。以樹冠各輪枝中最粗枝的基徑與胸徑之比作為枝粗指數，反映樹冠主枝粗細。（5）樹皮薄?？捎脴淦ず穸扰c樹干去皮胸徑之比作為樹皮指數。（6）樹干紋理通直，不扭曲?？捎媚静募y理扭曲偏差與胸圍之比反映。（7）樹木健壯，無嚴重病蟲害。（8）木材比重大，管胞長。各種指標最后可采用綜合評分的方法確定優(yōu)樹。四、優(yōu)樹選擇的工作程序四、優(yōu)樹選擇的工作程序1.選優(yōu)前的準備：包括標準的預備等。2.踏查：主要解決選優(yōu)林分的適宜性和候選優(yōu)樹的選擇。3.實地測定與計算4.初選優(yōu)樹確定5.復選6.檔案建立與優(yōu)樹保護生長十分均勻的林分生長十分均勻的林分林分內有較大變異的個體林分內有較大變異的個體
林木育種學 第三章 種源試驗與優(yōu)樹選擇
