1. 研究目的与意义

研究意义：我国杉木种源丰富, 分布在陕西、河南、安徽、江苏、浙江、福建、江西、四川、重庆、广东、广西、云南等地 , 在20 世纪七八十年代营造的杉木林都将进入采伐期, 因此研究杉木变异规律显得十分重要。而不同地区培育措施, 立地条件, 生长状况也不尽相同, 这些都是影响杉木材性变异的主要因子。研究杉木材性变异应该将其与不同种源, 培育措施及加工利用相结合, 综合考虑其材性变异的影响和改良的措施。

2. 国内外研究现状分析

国内研究概况

杉木(cunninghamia lanceolata (lamb.)hook )为杉科杉木属的一个单种常绿针叶树，是我国特别是南方地区特有的主要造林用材树种之一，已有一千多年的栽培历史，主要天然分布于东经10130′至12153′，北纬1930′至3403′之间，遍及我国整个亚热带的南方17个省区，杉木干形通直圆满，纹理美观，木质轻而韧，广泛用于的建筑、家具、桥梁、造船及室内装修等行业（叶培忠，陈岳武. 杉木自然类型的研究[j]. 林业科学，1964，9（4）：297-310.）。。进入20世纪80年代以来，国内众多学者对杉木育种开展了大量的研究，如生长与材性性状的遗传变异及选择、种源试验、遗传多态性和分子遗传变异、杂交试验和多层次遗传变异、无性系选育、种子园基础理论研究及管理技术、杉木第二代种子园自由授粉子代测定效果分析、杉木种子园自由授粉子代遗传变异及优良遗传性选择、杉木第二代种子园亲本性状遗传变异研究、杉木种子园子代性状相关性研究；另外，在杉木基因资源的收集、保存和利用方面也开展了一些工作。杉木种源试验的主要目的之一是为造林区选择速生、优质和抗逆性强的优良种源。然而,10多年来,杉木种源研究的重点一直在适应性、速生性和抗逆性等性状的地理变异规律和选择上,材工业对高质量、多用途的木材需求量的增加,迫 切需要从材性遗传改良角度,研究选择和保存材质优良的群 体。材性的遗传测定,首先需解决取样系统与测定指标两大问题。众多的研究表明,几个主要的材性指标在种间、种源 间、株间以及株内不同部位间都存在较大的差异,且受较强 的遗传控制i叶志宏、施季森等较为系统地研究杉木材性分析的取样系统和若干材性性状的相关性结果表明采用非破坏性取样,分析主要综合性指标是可行的。木材密度是最为重要的种内综合性材性指标,是确定木材用途的有效指标,与木材的机械，强度木浆得率等紧密相关。为此,对福建省 营造的杉木 源试验林,在继续观测生长、结实、病虫害等性状的同时,分析了木材密度,以了解福建省种源木材密度的遗传、变异规律,为浙江省杉木造林区选出速生、优质的优良种源。

木材密度是判断木材各项力学性质的重要指标, 因此掌握杉木密度变异规律十分重要。密度变异与杉木生长速度有关, 即生长快的树木, 木材密度有下降趋势[13, 14] 。而杉木生长速度也就反映在木材年轮, 骆秀琴等[13] 研究发现年轮内密度变异曲线随年轮宽的变动导致晚材率变动的效应较为显著, 年轮平均密度主要受晚材率影响, 且年轮平均密度与年轮宽呈特别显著的负相关。对于株内密度变异, 骆秀琴等[15] 指出气干密度南北略高于东西向, 差异不显著。杉木密度的径向变异模式在不同高度和不同方向均为水平有一定波动的直线[13] 。关于杉木密度变异的影响因子, 李晓储等[16] 研究认为栽植立地对融水种源幼龄材基本密度没有明显影响, 且林龄与栽植密度是引起木材基本密度变异的重要因素。施季森等[14] 研究发现杉木由髓心向外至18～20 a, 木材密度随年龄而增大。林庆福[17]认为影响杉木人工林木材密度主导因子是林龄, 其次是立地条件, 林分密度影响最小。杉木密度变异还与不同无性系和种源有关, 骆秀琴等[18] 研究表明不同无性系之间木材密度有较大的差异, 尽管无性系不同株的基因型相同, 其木材材性仍有一定的变异。骆秀琴等[14] 发现不同种源间和种源内株间, 年轮平均密度的径向变异曲线都存在一定的变异, 但此变异主要表现在种源内株间。洪昌端[18] 发现木材密度在种源间的差异显著或极显著, 种源的木材密度同地理纬度相关极显著, 呈纬向渐变。也有学者研究了杉木密度遗传变异情况, 胡德活[20] 对3 块7～10 a生杉木无性系的木材密度遗传变异情况进行了研究, 结果表明无性系间木材密度存在真实的遗传差异, 在无性系木材密度做出贡献的各因素中, 有50%～60%来自于遗传因素。对不同产区杉木木材基本密度的变异情况, 林金国等[21] 发现杉木人工林木材基本密度的产区间效应大于产区内效应, 且产区间木材基本密度差异极显著, 产区内杉木人工林木材基本密度表现为: 边缘产区 一般产区 中心产区。了解种源木材密度的遗传变异规律,为杉木造林区选出速生、优质的优良种源。

3. 研究的基本内容与计划

估计杉木主要生长性状的遗传参数，预测单株每个性状的育种值，为遗传参数和选择育种提供依据，并选出生长性状优良的家系和单株。具体内容包括：（1）方差分量的估计；（2）单株狭义遗传力、遗传相关的估计；（3）育种值的预测；（4）优良家系和优良个体的选择以及遗传增益（5）木材密度的测定与分析。

文献检索表明,目前国内外林木木材性状的遗传变异,多采用小样抽样方案进行。本文以杉木试验林i和ii为材料,对不同方法获取的数据进行效果差异分析,得出小样本抽样方法所得数据的不精确性,为此提了3种解决办法:其一是对抽取最大值样株的分析结果进行调整;其二是根据抽样信息,建立回归预测模型以获得全试验林的观察值;其三是对于幼龄林的材性评价可采用一级侧枝取样法。这3种方法结合使用,可使林木材性性状的遗传变异研究方案更科学,结果更具有价值。从自由授粉家系来看,家系间和家系内在木材密度上都存在着很大的变异性;(2)木材密度的家系和单株遗传力分别为0.50和0.29,表明该性状受到中等强度的遗传效应所控制;(3)木材密度与材积生长之间存在着微弱的负向相关性,说明选择出幼龄材密度高、生长又快的优良品系是可行的;(4)木材的主要力学指标(顺纹抗压强度等)与木材密度之间存在着紧密的线性相关性。最后,对杉木育种中材性改良的若干基本问题,进行了讨论。

研究计划

4. 研究创新点

1.材料创新

第二代种子园最优112个半同胞家系，于八三年底采种，八四年春育苗，八四年冬或八五年春设置试验林。所以我们选的这批材料具有一定的研究意义，是一批有创新性的材料。

2.方法创新