本文研究了杨树的冠层特性及其分形特征,同时从理论上分析了杨树长期育种中的选择方法、育种效率与育种群体的遗传测定策略。 影响杨树光截获效率的主要因子为叶面积指数、消光系数、光截获能力及叶顷角。杨树冠层特性在不同层次、不同部位间差异显著。垂直分布上的差异主要体现于叶片大小上,而水平分布的差异则主要体现在叶片数目上。杨树材积生长与全树总叶面积TLA、树冠表面积TCA和冠型率CSR呈极显著正相关而与面积指数LAL、冠层密度CLD呈负相关。 依据盒维数法理论自行研制了一套专为计算平面图像分维数的软件包FDC1.0。利用分维数软件FDC1.0研究了杨树无性系插穗根系及冠型的分形特征。杨树根系的分维数变化在1.1～1.8之间,分维数能够较好地反映根系特性,一般地,生根能力强者其根系的分维数也大。杨树冠型具有典型的分形特征,分维数可作为反映树冠特征的指标。冠层内叶面积越多,分布越均匀则树冠的分维数越大。通过对树冠分维数不同求算方法比较,发现盒维数法(FDC1.0)应是目前求算树冠分维数最好的方法。总体上,分维数与生长性状相关性不大,表明并非叶面积越多生长越快;树冠分维数与胸经生长相关明显大于与树高生长相关。 在综合考察遗传参数、遗传增益、遗传多样性及育种总投资等多项因子基础上,利用林木育种模拟软件(POPSIM和BREEDING CYCLE ANALYZER)从理论上分析不同育种策略的育种效率。在群体遗传多样性和育种总投资相同的前提下,当遗传力较低或中等时,非限制性联合指数选择明显优于表型选择;而当遗传力高时,表型选择优于联合指数选择。同时,以年最大综合增益(GMG/Y)为评判指标,从理论上分析了杨树长期育种中育种群体不同遗传测定策略的效率。无性系测定、表型测定及子代测定的年最大综合增益(GMG/Y)及最佳选择年龄分别为:0.7480%,0.6989%,0.4675%;7,6,11年,无性系策略是最佳,表型测定次之,而子代测定最差。