1. Fu Y-B, Yanchuk AD, Namkoong G. Spatial patterns of tree height variations in a series of Douglas-fir progeny trials: implications for genetic testing. Can. J. For. Res. 1999;29:714–23.

摘要：利用傳統(tǒng)的統(tǒng)計和地理統(tǒng)計技術檢查了在不列顛哥倫比亞省南部沿海地區(qū)66個試驗地點進行的一系列道格拉斯冷杉（Pseudotsuga menziesii（Mirb。）Franco）后代6至12年齡樹高的空間變異模式。發(fā)現(xiàn)在66個測試位點內(nèi)和之間的年間樹高的變異很大。由家族，行，列，斑塊和小區(qū)內(nèi)解釋的地點內(nèi)方差的估計比例分別平均為11％，7％，5％，12％和47％，加上由于未知因素的7％，應用的阻斷applied blocking除去了約5％的地點內(nèi)變異。在超過44個測試位點觀察到在行和列方向的顯著梯度，并且估計的斜率平均在0.33至1.52cm /小區(qū)的范圍內(nèi)。斑塊大小在測試位置上有很大變化，平均從5.21到6.47（小區(qū)），表明這些試驗的平均斑塊大小為18m。時間變化對于家族方差很大，但對于由行，列，斑塊和小區(qū)內(nèi)解釋的那些方差比例不是很大。在老樹上發(fā)現(xiàn)更多的漸變和更大的補丁大小。討論了這些結(jié)果對森林遺傳測試的啟示。

在森林樹木中的后代試驗已經(jīng)進行了proceeded幾十年，并將繼續(xù)在林木育種中發(fā)揮重要作用，因為這些田間試驗提供了有價值的手段來評估和選擇期望的個體和種群用于各種育種目標（Namkoong等人1988; Fu et al.1998）。然而，對以前的后代試驗的分析（Magnussen 1993a）表明，林木的遺傳田間試驗沒有免于技術和實踐問題，如數(shù)據(jù)丟失，損害，異常值，微觀遺傳，競爭和基因型通過環(huán)境相互作用。這些問題使得最初提出的數(shù)據(jù)分析更加復雜，并且所采用的田間設計比之前認為的效率低。許多樹種繁殖者對實現(xiàn)當前或未來后代試驗的有效性產(chǎn)生了擔憂。在過去幾十年，探索和（或）開發(fā)具有小區(qū)組的田間設計（例如McCutchan等人1985; Loo-Dinkins和Tauer 1987; Williams和Matheson 1994），并在數(shù)據(jù)分析中引入空間相關性，Magnussen 1990）慢慢地出現(xiàn)。

漸漸地，已經(jīng)認識到理解用于林木中的遺傳測試的地點變異的重要性，特別是在新的田間設計的開發(fā)中（McCutchan等人1985; Loo-Dinkins 1992; Magnussen 1993a）。如果地點在給定方向上呈現(xiàn)強的環(huán)境梯度，例如，可以有效地布置田間布局以減少實驗誤差（Williams和Matheson 1994）。如果補片尺寸預計很大，則可以調(diào)整塊大小以去除更多的地點變異（Fu等人1998）。此外，如果地點變化的空間模式是已知的，可以自信地在試驗數(shù)據(jù)的分析中制定或選擇適當?shù)目臻g模型（Magnussen 1990）。然而，關于田間變異的先驗信息通常很少，特別是關于森林遺傳試驗（Fu等人，1998），并且很少有研究來表征測試地點的變異模式（Magnussen 1990）。

場地變化是森林遺傳田間試驗的規(guī)范，因為所用的面積通常相當大（2-4公頃），并且通常在其中環(huán)境梯度（例如土壤深度，排水等）和斑塊的斜坡或地形存在森林土壤中的微網(wǎng)格模式。然而，表征要用于試驗的地點的變異模式提出了很大的挑戰(zhàn)，因為它需要關于地點的詳細信息，包括位點拓撲，土壤性質(zhì)，水位等，以及它們與生長模式的關系的各種樹木，所有這些都很難獲得。此外，對所使用的站點的直接評估的信息可能不總是可靠的長期預測，因為站點變化隨時間是動態(tài)的。此外，站點變化可以是特定的，并且關于測試站點的變化模式的信息可能不適用于感興趣的其它站點，這使得這樣的表征在開始試驗或者甚至隨時間監(jiān)視之前不太吸引人。

在這項研究中，我們采取間接的方法來表征在現(xiàn)有的后代試驗中顯示的空間變異的模式。這些模式，特別是如果來自大量測試場地，對于一般的森林遺傳田間試驗的開發(fā)應該是有用的。這些特性還應提供有用的信息，用于評估先前現(xiàn)場設計在設計效率方面的表現(xiàn)，并有助于有效的數(shù)據(jù)分析。為此，我們選擇了在廣泛分布于南部沿海不列顛哥倫比亞省的66個試驗地點進行的一系列道格拉斯冷杉（Pseudotsuga menziesii（Mirb。）Franco）后代試驗。（Heaman 1978; Yanchuk 1996）。使用一些地理統(tǒng)計技術（例如變差法來表征斑塊變異）和中值拋光法（median-polishing method）來推斷在測試位點上的標記梯度，檢查從6-12年的樹高觀察中提取的殘差（Cressie 1991）。最初用于采礦業(yè)（Matheron 1963）的地統(tǒng)計學已被證明可用于表征和繪制許多其他科學領域的空間變異（Cressie 1991），但對林業(yè)的關注較少（Moeur 1993; Liu和Burkhart 1994; Clarke et al.1997）。地統(tǒng)計學包括變差和克里金variography and kriging。 Variography使用變差函數(shù)來表征和建模樣本的空間方差，而克里金使用建模的變量來預測樣本之間的值。變差函數(shù)將小區(qū)之間的變化表示為分離它們的距離的函數(shù)，其在下面定義并在圖1中示出。隨著小區(qū)之間的距離（稱為lag滯后）增加，variogram的值增加，這意味著緊密間隔的小區(qū)之間的值比距離更遠的小區(qū)中的值更相關。variogram將趨向于在小區(qū)的值是獨立的距離或范圍之上達到最大值或閾值。在零滯后的variogram的值通常稱為塊nugget（或在后代試驗中的內(nèi)部方差的量值），其代表小區(qū)中未采樣的空間變化，以及測量誤差和“白噪聲”。負塊minus nugget也可以解釋為后代試驗中相關小區(qū)之間的補丁變化。顯然，這種技術可以表征小規(guī)模隨機結(jié)構(gòu)，如補丁大小（范圍）和補丁變化的補丁。為了確定諸如梯度的大規(guī)模確定結(jié)構(gòu)，可以應用中值拋光技術（Cressie 1991）。
本研究的直接目標是（i）通過家庭，行，列，斑塊和內(nèi)部解釋的計算平均比例的站內(nèi)方差，以及通過使用阻塞blocking去除的站內(nèi)方差的平均比例; （ii）評估在行和列方向上顯示顯著梯度的測試位置的比例; （iii）確定平均貼片大小;和（iv）提供實驗證據(jù)證明在森林后代試驗中使用不完全block設計。