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杉木生长性状的空间与竞争效应及其对遗传参数估计的影响

史月冬  郑宏  叶代全  施季森  边黎明  
【摘要】:【目的】探讨整合空间与竞争效应的模型对不同林龄阶段杉木生长性状遗传参数评估的影响,为提高育种值预测和优良单株选择的准确性提供理论依据。【方法】以40年生杉木自由授粉子代测定林为研究对象,以幼林龄阶段、中林龄阶段和过成熟林阶段的胸径和树高为目标性状,基于最佳线性无偏估计的混合线性模型方法,分别拟合试验设计效应、空间效应、竞争效应、空间-竞争效应,利用赤池信息准则评价模型,对比不同模型估计的遗传参数和育种值。【结果】1)拟合空间-竞争效应平均提高生长性状狭义遗传力估计值的39.72%。针对不同林龄阶段胸径性状的遗传参数,拟合空间-竞争混合模型的加性遗传方差相比标准混合线性模型、空间模型和竞争模型分别提高4.46%、26.95%和35.87%,残差分别降低21.95%、26.81%和20.19%;树高性状空间-竞争模型的加性遗传方差1991和2020年相比基本模型提高10.73%和1.22%,残差降低12.75%和33.83%。2)竞争强度与林分个体间的距离有关,杉木生长性状受到相同行列个体的竞争效应要显著高于对角线方向个体。3)生长性状存在竞争效应,且径生长大于高生长。同一性状的加性-竞争效应相关表明,杉木生长性状在不同林龄均表现出竞争效应,幼林龄阶段径生长受到的竞争效应大于高生长;中林龄阶段生长性状表现出强烈的竞争相关,结合残差相关结果发现,杉木在中林龄表现出强烈的竞争效应。个体间胸径的竞争影响大于树高间的竞争影响,胸径比树高更能感受到竞争的敏感程度。4)在5%入选率下,育种值平均预测准确性为0.559。4种模型分别选出23个个体,其中78.3%的入选单株重复。基本模型、空间模型、竞争模型和空间-竞争模型的入选单株胸径均值分别为37.3、37.2、37.3和37.3 cm,遗传增益分别为12.73%、13.86%和13.32%、14.37%。【结论】采用竞争-空间模型拟合参数可增加加性遗传方差并降低残差方差的估计值;林分内目标单株受对角线方向的竞争性弱于行、列方向单株的竞争。中林龄阶段生长性状所受竞争效应最大,径生长对竞争的敏感性大于高生长。
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