全 文 ：[ 文章编号] 1001-3601(2010)11-0733-0059-04
贵州特有植物小黄花茶的种群生态学研究
王 君1 , 刘海燕2 ＊ , 邹天才3
(1.贵州大学 林学院 , 贵州 贵阳 550025;2.贵州省植物园 , 贵州 贵阳 550004;3.贵州科学院 , 贵州 贵阳 550001)
[摘 要] 为了解小黄花茶种群生态学规律 ,利用不同的生态数据 ,对种群的环境条件 、空间结构 、年龄
结构进行观测分析。结果表明:1)保护区内有少量的小黄花茶被砍伐 ,但种群结构较稳定 ,当前破坏干扰程度不明显;2)小黄花茶的空间分布格局 ,除 P 4试验样地为集群分布外 ,其余均为随机分布;3)小黄花茶种群
在不同年龄结构上以小径级个体相对较多 ,大径级个体则较少;通过幂回归方程和生存曲线可知 , P3试验样
地的小黄花茶种群属增长型种群 , P1 、P 4 、P5样地的种群属稳定型种群 ,P 2 、P6样地的种群则属衰退型种群。[关键词] 小黄花茶;种群生态;分布格局;年龄结构[中图分类号] S571.9 [文献标识码] A
Population Ecology of Camellia luteoflora in Guizhou
WANG Jun1 , LIU Hai-yan2 ＊ , ZOU Tian-cai3
(1.College of Forestry , Guizhou Universit y , Guiyang , Guizhou 550025;2.Guizhou Botanical Garden ,
Guiyang , Guizhou 550004;3.Guizhou Academy o f Sciences , Guiyang , Guizhou 550001 , China)
Abstract:The habi tat , spatial st ructure and age st ructure of Camel lia luteof lora populat ion w ere
analyzed by different ecological data to know the regulat ion of population ecolo gy in Guizhou.The re sults
show ed that a small numbe r of Camel lia luteof lora were cut in the pro tection zone but the population
st ructure w as stable , the spat ial dist ribution w as a random dist ribution pat tern except for P4 experimental
plo t , and the re w ere mo re individuals w ith a small diameter in Camell ia luteof lora population.The
Camell ia luteof lora population in P3 plot belongs to an increasing population pat tern.The Camel lia
luteof lora population in P1 , P4 and P5 plo ts belong s to a stable populat ion pat te rn and the Camel lia
luteof lora population in P 2 and P6 plots belong s to a declining population pat tern.
Key words:Camel lia luteo f lora;population ecolog y;dist ribution pat tern;age structure
小黄花茶(Camel lia luteof lora Y.K.Li)是贵
州特有的珍稀濒危植物 ,隶属山茶科山茶属 ,是一个
独立的组 ,即小黄花茶组(Sect Luteot lo ra Chang),
仅分布在贵州省赤水市国家级桫椤自然保护区 。
1988年 ,贵州省将其列为省级珍稀濒危保护植物 ,
贵州特有植物[ 1] 。据实地调查 ,现仅有活体植物
1 000余株 ,集中狭限分布于不足 1km2的常绿阔叶
林和常绿阔叶落叶混交林中 ,是重要的珍稀濒危物
种和经济植物[ 2] 。赤水桫椤自然保护区位于贵州北
部的赤水市葫市区 , 属中亚热带气候 , 地处北纬
28°23′～ 28°27′,东经 105°59′～ 106°03′。区内山高
谷深 ,河流深切 , 温暖湿润 , 年均温1 8℃, 积温
[收稿日期] 2010-06-23;2010-09-30修回
[基金项目] 贵州省基金项目[ 黔科合 J字(2009)2078] ;贵州省社发攻关项目[ 黔科合 SZ 字(2009)3012] ;贵州省农业科技攻关项目[ 黔科
合 NY 字(2007)3003] ;中央财政林业科技推广示范项目[ 黔财农(2009)315] ;贵州省林业科学技术推广项目[ 黔财农(2009)
243] ;贵阳市农业科技攻关项目(2010第 1-农-06)
[作者简介] 王 君(1984-),女 ,在读硕士 ,研究方向:植物资源保护与利用。
＊通讯作者:刘海燕(1982-),女 ,助理研究员 ,从事植物资源学研究。 E-mail:liuh aiyan301@163.com
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(责任编辑:姜 萍)
贵州农业科学 2010 , 38(11):59～ 62 Guizhou Ag ricultural Science s
6000℃, 极端 最高气 温 41℃, 极端 最低气 温
-2.1℃,年降水量 1200 ～ 1 300mm ,气候随着海拔
高度和地形的不同而有着明显的垂直差异 ,在海拔
700m 以下的低凹沟谷和“V”形峡谷地区 ,冬暖夏
热 ,终年无霜 ,地势封闭 ,冬季受寒潮影响较少 ,湿度
大 ,形成带有南亚热带特点的河谷小气候[ 3] 。由于
小黄花茶现有活体植物极少 ,仅集中狭限分布于常
绿阔叶林和常绿阔叶落叶混交林 ,为更好地保护和
利用这一重要的珍稀濒危物种和经济植物 ,笔者采
用植物区系学和统计学方法对贵州特有植物小黄花
茶进行了种群空间分布格局和种群生态特征的研
究 ,可为小黄花茶植物种质资源的有效保护和生产
栽培应用提供参考依据。
1 研究方法
1.1 调查时间与地点
2009年 10 月和 2010 年 4月分两次在赤水市
葫市区小黄花茶集中分布的林区内 。
1.2 调查方法
选择不同海拔 、不同坡向的地区 ,分别设置 6个
试验样地(P1 ～ P6),每个样地设置 8个样方 , 3次重
复进行观测试验研究 ,记录样地海拔高度 、坡向等综
合特征 ,并逐一观测记录每个样地小黄花茶植株的
株数 、胸径 、高度 50 cm 以下幼株比例等生态指标。
1.3 空间分布格局测定
种群空间分布格局 ,是指组成种群的个体在生
活空间中的位置状态或布局。其测定目的是判定种
群个体分布的状态和聚集程度[ 4] 。种群空间分布格
局划分采用方差/均值比率法 ,实测与预测的偏离程
度可用 T 检验来确定 ,种群分布格局的聚集强度采
用负二项式参数法(K)、格林指数(GI)、丛生指数
(IC)等方法进行计测[ 5-8] 。
1)方差均值比=S 2 x
在波松分布中 ,若S2 x =1 时 ,种群为随机分布;
若 S 2 x >1 时 ,为集群分布;若 S
2
x <1 时 ,为均匀分
布。
T 检验法:T =
S 2 x -1
2
n-1
2)负二项式参数法:K = x 2
S
2 - x
K<0时 ,为均匀分布;0
3)丛生指数(IC)=S2 x -1
4)格林指数(GI)=
S
2
x -1
n-1
式中 ,S 2为样本的方差; x 为样本均值;x 为样
本数;n为样方总数 。
1.4 种群大小(级)的确立
种群年龄结构不仅反映了不同个体的组配情
况 ,也反映了种群数量动态及其发展趋势 ,并在很大
程度上反映了种群过去的更新机会和未来的演化趋
势 ,能直观地显示不同大小级的种群个体在群落结
构中的地位和作用 。同时 ,种群在不同胸径级分布
上的数量变动 ,对深入分析种群动态和进行预测预
报具有重要价值[ 9] ,对分析种群的年龄结构也是一
种有益的补充。本研究采用种群的大小(级)结构代
替其年龄结构 ,以 2cm 胸径间隔划分胸径级 ,将所
有树高不足胸高(<1.3m)的林木看作是第 0级的
林木 ,于是第 1级胸径为 0 ～ 2cm(包括 2 cm),第 2
径级 2 ～ 4cm , ……,以此类推 ,统计各径级中的个
体数。
1.5 种群的存活曲线的绘制
种群存活曲线是借助于存活个体数量来描述特
定年龄死亡率 ,它是通过把特定年龄组的个体数量
相对作图而得到。根据种群年龄结构的统计所绘制
的存活曲线 ,可以判明一个种群所处的年龄发展阶
段[ 9] 。存活曲线的绘制方法以年龄为横坐标 ,以各
年龄的存活量(x)的对数值 lnx 为纵坐标绘制曲线 。
1.6 小黄花茶种群的幂回归方程分析
为进一步验证小黄花茶种群类型划分的科学
性 ,还引入幂回归方程进行拟合。本研究以个体数
密度对种群大小级作幂回归方程。根据 Leak等的
研究 ,稳定种群和增长种群的存活曲线 ,将会符合负
幂函数分布:y =a x-b ,而下降种群的存活曲线不符
合负幂函数分布[ 11-12] 。
2 结果与分析
2.1 种群环境及生长状况
从表 1可知 ,所选的 6个样地分别处于不同地
段 、不同海拔高度和不同坡向上 ,因此 ,均具有一定
的代表性。观音岩 、神女瀑 、黄泥沟 、荃茶窝荡 、桫椤
王瀑布的小黄花茶种群海拔相对较高 ,地处偏僻 ,人
为破坏程度较小 ,而石缸岩的小黄花茶种群与当地
群众的农耕地相邻较近 ,则有少量的小黄花茶树苗
被砍伐 。调查样地地势陡峭 ,导致种子成熟后 ,多数
滚入河流被水冲走或掉入石缝中 ,无法成功落入土
中发芽 ,所以 50cm 以下的个体比例较低 ,平均胸径
也仅为 2.27 ～ 4.65 cm 。由此可知 ,调查样地内小
黄花茶种群的大径级个体和幼苗储备量十分稀少。
2.2 小黄花茶种群的空间分布类型
由表2看出 ,用方差/均值比率法判别时 , 6个
·60· 贵 州 农 业 科 学 2010 , 38 卷
表 1 小黄花茶种群环境及生长状况
Table 1 The habitat and g row th status of Came llia luteo f lora population
样地
Plot
地点
Location
海拔/ m
Altitude
坡向
Slope a spect
(高度≤50 cm)/ %
Height≤50 cm
平均胸径/cm
Ave rage diameter
人为干扰
Man-made interference
P1 观音岩 608 S 0 2.27 不明显
P2 神女瀑 650 W 0.7 2.96 不明显
P3 黄泥沟 510 S 2.6 4.65 不明显
P4 荃茶窝荡 407 E 0 4.32 不明显
P5 桫椤王瀑布 410 E 0 3.03 不明显
P6 石缸岩 500 N 1.2 3.08 明显
表 2 各样地小黄花茶种群空间分布格局
Table 2 The spa tial distribution pa ttern of Camellia luteof lora popula tions in diffe rent plots
样地
Plo t
均值
x
方差
S2
S2 x T- test K 值 IC值 GI 值
结果
Result
P1 12.500 24.8602 1.988 816 1.849906 12.64139 0.988 816 0.141 259 R
P2 12.500 25.43185 2.034 548 1.935464 12.08257 1.034 548 0.147 793 R
P3 20.000 32.56985 1.628 492 1.175803 31.82218 0.628 492 0.089 785 R
P4 15.000 47.72046 3.181 364 4.080963 6.876431 2.181 364 0.311 623 C
P5 8.750 11.3569 1.297 931 0.557379 29.36917 0.297 931 0.042 562 R
P6 17.500 22.572 1.289 829 0.54222 60.38051 0.289 829 0.041 404 R
注:n=8 , 自由度为 7 , 根据 t检验临界值表 , t0.05=2.3.65;R 表示随机分布 , C 表示集群分布。
No te:n=8 , df=7 , t0.05 =2.365;R , Random distribution;C , Contagious distribution.
样地的小黄花茶种群的 S 2/ x 均大于 1 ,由此可判
断 ,6 个样地内的种群趋于集群分布 ,但在 t检验
时 ,仅 P4(荃茶窝荡样地)小黄花茶种群的 t值大于
2.365(t0.05),符合集群分布的结论;其余样地 t值明
显小于 2.365(t0.05),与 S2/ x 得到的集群分布结论
相违背 ,即为随机分布。
为避免一种方法分析的不足 ,笔者还运用了负
二项式法 。从表中可以看出 ,除 P4样地的 K 值大于
0且小于 8 ,属于集群分布外 ,其余样地的 K 值大于
0且远大于 8 ,为随机分布 。两种方法对样地空间分
布格局的判定结果一致。另外格林指数(GI)和丛
生指数(IC)也属 P4样地的值最大 ,反映了其聚集强
度最强。综上可知 , 6个样地内 ,除 P4样地为集群分
布外 ,其余样地均为随机分布 。
2.3 种群大小(级)结构
用种群的大小(级)结构来分析小黄花茶的种群
年龄结构 ,共划分为 6级 。从图 1可知 ,小径级茶苗
所占比例相对较高 ,径级分布主要集中在 2 ～ 4级 ,
即 2 ～ 8 cm;5级以上的小黄花茶个体极少 , P1 、P3样
地完全没有分布 ,其余样地也仅呈零星分布。不同
的环境条件下 ,小黄花茶的死亡高峰出现在不同的
径级 ,P1 ～ P4均出现在 5径级 ,P4 、P 5样地还无 1 径
级的幼树 ,属 P6样地内小黄花茶种群的径级结构较
为完整。
2.4 种群结构的稳定性
种群存活曲线若为一直线则表示种群是稳定种
群;若为“凹型” ,为增长种群;若为“凸型” ,为下降种
群[ 11] 。由图 2可知 ,P 1 、P 4 、P5的种群存活曲线略有
凸型而接近于直线 ,因此为稳定种群;P 3的种群存活
曲线呈明显凹型 ,所以是增长种群;而 P2 、P 6的种群
存活曲线呈明显凸型 ,两种群皆在 1级到 2级时出
现凸峰 ,但在 3级到 4级时出现死亡高峰期 ,则可知
P2 、P6的为衰退种群;然而这两个种群的 1 、2级实生
幼树所占比例都很高 , P6的种群的年龄结构最完整 ,
基本呈典型的金字塔型 。从这个角度考虑 ,P2 、P6的
种群又显示出稳定型的特点 。这种判断上存在差异
的原因 ,可能与样地内小黄花茶种群大小级结构的
缺失有关 ,大小级的缺失可直接导致对存活曲线的
判断出现偏差。
2.5 种群存活曲线的模型拟合
对小黄花茶种群的幂回归方程拟合结果如表 3
所示。从表中可知 ,仅 P 4 、P5试验样地的幂回归方
程呈现显著 ,P1 、P2试验样地接近显著 , P6试验样地
的幂回归方程不显著 ,但基本符合负幂函数分布 ,而
P3试验样地的种群存活曲线却不符合 ,因此 P3的种
群为衰退种群 ,与生存曲线分析结果相违背 。分析
P6回归不显著的原因 ,可能是对小黄花茶种群大小
级的划分略显粗糙 ,导致自由度较低之故 。根据幂
函数区分稳定种群和增长种群比较困难 ,不过可以
从方程指数的绝对值大小获取定量的比较 。绝对值
越小 ,则种群越稳定 ,反之则趋于增长。5个试验样
地指数的绝对值从小到大依次为 P6 、P2 、P1 、P4 、P5 ,
据此可认为 ,其种群的稳定性也依次退减而增长趋
势依次增加 。其中 P2 、P 6的指数绝对值显著低于另
外 3个样地 ,再一次验证了两个样地的增长性远不
如其他样地 ,偏近衰退型。但根据该模型判定 P3种
群为衰退种群 ,增长性还不如 P2和 P6的 ,这点与实际
不太相符 ,说明将该模型用于小黄花茶这种灌木种群
的研究有它的局限性。综合上述结果及实地调查分
析可知 ,P3的种群为增长型种群 ,P2 、P6的为衰退型种
群 ,P1 、P4 、P5的为稳定性种群。
另外 ,从相关系数来看 , 6个样地中的小黄花茶种
群大小级与其现存个体数表现出正相关性 ,即:随着胸
径的增大其个体群的数量或密度出现增长的趋势。
·61· 第 11 期 王 君 等 贵州特有植物小黄花茶的种群生态学研究
图 1 小黄花茶种群各试验样地的分级结构
Fig.1 The age str ucture o f Camellia luteo f lora populations in different plo ts
图 2 各试验样地小黄花茶种群的存活曲线
Fig.2 The surviv al curv e of Camellia luteof lora
populations in different plo ts
表 3 小黄花种群大小级与现存个体数密度的幂回归方程
Table 3 The power reg re ssion equation betw een individual
density and stem diameter of Camellia luteo f lora
population
样地号
P lo t
回归方程
Pow er-reg ression
equa tion
相关系数
Related
coefficient
显著性检验
Significance
te st
P 1 y=46.126x-0.924 0.854 0.076
P 2 y=36.724 x-0.764 0.691 0.081
P 3 y=18.418 x 0.153 0.013 0.888
P 4 y=109.140 x-1.324 0.930 0.036
P 5 y=109.140 x-1.324 0.930 0.036
P 6 y=25.866 x-0.553 0.339 0.225
3 小结与讨论
1)种群的空间分布格局 ,除P 4试验样地为集群
分布外 ,其余的 5个样地均为随机分布 ,但大自然的
种群很少服从随机分布 ,这可能是由于小黄花茶生
长的环境偏僻且坡陡路险 ,不易攀登 ,在一定程度上
限制了对其调查的范围 ,使得调查的小黄花茶生境
条件在水平位置上比较均匀一致 ,导致分析结果为
随机分布 。
2)通过综合分析 , 6 个试验样地内 ,仅有 P3试
验样地的小黄花茶种群属于增长种群 , P1 、P 4 、P5的
属于稳定性种群 ,P2 、P6的属于衰退型种群。造成小
黄花茶濒危的原因 ,除植物种群间的间竞争之外 ,也
与植株在成长程中面临的环境压力有关 ,如光照 、水
分 、土壤养分等环境因子的限制 ,以及藤蔓作物绞
杀 、病虫害 、动物的危害(如鼠类 、鸟类)、人为生产活
动的破坏性因素等 。这些因素严重的影响了小黄花
茶种群的增长 、种子的繁殖和幼龄苗木生长 ,使得小
黄花茶物种及其种群处于濒危状态。
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(责任编辑:杨 林)
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