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野生杓兰分布、生长及影响因素的研究



全 文 :收稿日期:2016-02-19
基金项目:黑龙江省森工总局科技计划项目(sgzjQ2012006)
作者简介:孙一萌(1980-),女,助理研究员,E-mail:65595271@qq.com;*通讯作者。
DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2016.03.006
野生杓兰分布、生长及影响因素的研究
孙一萌1,霍宏2*
(1.黑龙江省林业科学研究所,哈尔滨 150081;2.哈尔滨铁路局农林管理所,哈尔滨 150001)
摘 要:通过对野外自然分布的杓兰的分布、群落特征、数量、株高、冠幅、叶片面积、叶绿素含量及土壤含水率、光
合有效辐射(PAR)等环境特征进行测定,明确了野生杓兰分布及生长规律,并对影响因素进行了分析。结论如下:
杓兰在野外呈紧密的团块状分布;不同样地的杓兰植株高度、冠幅、叶面积存在较大的差异;不同样地及相同样地
不同植株间的叶绿素含量差异不明显;不同样地不同样点的土壤含水率未表现出明显的规律;杓兰表现出对光合
有效辐射的趋近。
关键词:野生杓兰;分布;生长
中图分类号:S682     文献标识码:A
  杓兰属(Cypripedium)植物全世界约有47种,
中国是该属的分布中心,共有32种和1变种,其中
24种为我国特有种,均为陆生多年生草本[1-2]。由
于其特殊的花色、花形,一直以来就是园林绿化研究
中关注的焦点之一[3]。由于生态环境的破坏及气候
变化的异常,杓兰属植物野生种群处于严重濒危状
态,已被列入国家二级保护植物名录,对其种群保护
恢复的研究也就成了重中之重[4-5]。
野生杓兰的分布生长规律、环境特征对于其引
种、种植、扩繁具有十分重要的意义。杓兰作为珍惜
花卉在野外并不常见,明确其分布规律不但对于抗
性强、品性好的优良品种的发现具有重要的意义,而
且是研究掌握杓兰适宜性生境的重要基础。本项研
究以杓兰分布区为研究地点,对野外自然分布杓兰
的分布、群落特征、数量、株高、冠幅、叶片面积、叶绿
素含量及土壤含水率、光合有效辐射(PAR)等环境
特征进行测定,明确了野生杓兰分布及生长规律,并
对影响因素进行了分析。
1 研究方法及样地概况
1.1 研究方法
以黑龙江省林业科学院江山娇实验林场内杓兰
分布区为研究地点,选取杓兰生长、分布较高的林分
作为研究对象,确定1hm2 面积内的所有杓兰群落,
对每个群落进行定位,将所选样地划分为2m×2m
的小样方共计5个,对样方内的所有建群种进行调
查,对样方内杓兰的数量、株高、冠幅、叶片面积、叶
绿素含量进行了测定。以样方为中心,分别以南、北
两个方向每隔2m设定一个样点(包括杓兰样方在
内共计11个,其中6号样点为杓兰分布样方),对每
个样点内的土壤含水率、光合有效辐射(PAR)进行
测定。
叶绿素测定:采用 Konica Minolta 公 司 的
SPAD-502Plus 型 叶 绿 素 计 (CHLOROPHYLL
METER)进行测定。
土壤含水率测定:采用 AT公司的 HH2型土
壤水势仪及 ML2x型的探头进行测定。
光合有效辐射(PAR)测定:采用浙江托普仪器
有限公司的 TOP-1000型植物冠层分析仪进行
测定。
所有数据采用 Microsoft公司的Excel及IBM
公司的spss软件进行分析处理。
1.2 样地概况
黑龙江省林业科学院江山娇实验林场位于黑龙
江省东南部,属张广才岭。林场东南角与吉林省接
壤,西以镜泊湖为界,东、南、北三面与东京城林业局
毗邻,属牡丹江市所辖宁安市境内。
该地区森林类型为长白山系北部温带针阔混交
林,主要可分为针阔混交林、阔叶混交林、柞树林和
人工针叶纯林四大类。土壤属棕色森林土,主要的
成土母质为玄武岩,主要类型有地带性土壤-暗棕
壤、非地带性土壤-草甸土、沼泽土。
气候属亚寒带大陆性气候。气候特点是冬季寒
冷干旱而漫长,夏季湿润炎热而短促,春秋两季风
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第3期(总第142期) 中 国 林 副 特 产 No.3(Total No.142)
2016年6月 Forest By-Product and Speciality in China  Jun.2016
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多,降水量较少。全年雨季分明,寒暑悬殊,四季温
差较大。年平均气温在3.5℃左右,极端低温出现
在1月份,最高气温出现在7月份,≥10℃年积温在
2200℃左右,年降水量在450~550mm,大多集中在
6~8月份,占全年降水量的50%左右。10月中旬
至翌年的4月初为降雪期,积雪天数150天,积雪深
达30~50cm。无霜期约116~125天左右,早霜在
9月下旬,晚霜在5月中旬前后。主风向是西南风,
平均风速为2.7m/s。
2 结果与分析
2.1 杓兰野外分布特征
杓兰在野外呈紧密的团块状分布,相邻植株的
距离一般为5~20cm,且分布区域具有一定的面积,
一般为1~2m2,数量一般为2~10株。在对杓兰野
生分布区域进行全面踏查时,在1hm2 的研究区域
内,共找到杓兰群落5个,每个相距约50m。杓兰一
般生长于地势较为平坦的具有一定天然更新过程的
次生林分,林分内主要乔木树种有落叶松、蒙古栎、
红松、紫椴、水曲柳、卫矛等,灌木树种主要有山梅
花、毛榛子等,草本主要有舞鹤草、林问津、蕨、苔草、
兴安鹿药、毛茛、铃兰、猪殃殃、北重楼等。
2.2 伴生物种
样地内主要的乔木树种有落叶松、蒙古栎、红
松、紫椴、水曲柳、卫矛,其中蒙古栎、红松在4个样
地内均有分布,水曲柳在3个样地中均有分布;主要
的灌木树种有山梅花、毛榛子,其中毛榛子在3个样
地内均有分布;主要的草本有舞鹤草、林问津、蕨、苔
草、兴安鹿药、毛茛、铃兰、猪殃殃、北重楼,其中铃兰
在5个样地内均有分布,蕨类、苔草在4个样地内均
有分布,猪殃殃、舞鹤草在3个样地内均有分布。初
步认定,蒙古栎、红松、水曲柳、毛榛子、铃兰、蕨类、
苔草、猪殃殃、舞鹤草为杓兰的伴生树种。
2.3 杓兰野生环境下生长特征
2.3.1 植株数量及平均高
图1 不同样地植株平均高
图1为不同样地的植株平均高,可以看出,不同
样地的杓兰植株高度存在较大的差异,最高为
41.35cm,最低的为18.73cm,从标准误差来看,不
同样方内杓兰的个体差异较大。由于是野外条件下
分布的杓兰,且分布在同一区域内,可以认为是相同
的物候条件,因此外界环境条件对杓兰的影响是导
致杓兰植株高存在明显差异的主要原因。通过表1
可以看出不同样地杓兰植株数量也各不相同,这也
是由于外界环境条件影响的结果。
表1 不同样地杓兰数量
样地 数量
样地1  3
样地2  2
样地3  7
样地4  2
样地5  5
2.3.2 植株冠幅
图2 不同样地植株冠幅
图2为不同样地杓兰的冠幅平均值,可以看出,
杓兰受环境影响较大,不同样方平均冠幅数值相差
较大,最大的为385.89cm2,最小的为137.67cm2,
从标准误差来看同一样方内不同个体的冠幅差距较
大。由于是野外条件下分布的杓兰,且分布在同一
区域内,可以认为是相同的物候条件,因此外界环境
条件对杓兰的影响是导致杓兰植株冠幅存在明显差
异的主要原因。
2.3.3 叶片面积
表2 不同样地叶片面积平均值
样地 平均值/cm2  stdev
样地1  156.8889  19.7802745
样地2  73.925  43.38100103
样地3  59.7381  15.91582521
样地4  100.2083  88.44727321
样地5  100.36  16.65016516
  表2是不同样地叶片面积的平均值,可以看出,
由于杓兰是受环境因子影响较为明显的植物,因此
不同样地叶片面积存在较大的差异,最大的可达
156.89cm2,最小的为59.74cm2,且从标准误差的
情况来看,相同样地不同植株间的叶片面积存在很
大的差异。
2.3.4 叶绿素
表3 不同样地植株叶片叶绿素平均值
样地 平均值 stdev
样地1  33.96667  2.542309
样地2  31.595  3.174909
样地3  27.81905  3.562308
样地4  35.6625  0.088388
样地5  30.081  0.792815
  表3是不同样地叶片叶绿素的平均值,可以看
出,虽然杓兰是受环境因子影响较为明显的植物,但
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2016年 孙一萌等:野生杓兰分布、生长及影响因素的研究 第3期
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不同样地叶片叶绿素的差异不是很大,最大的为
35.66SPAD,最小的为27.82SPAD,且从标准误
差的情况来看,相同样地不同植株间的叶绿素含量
差异也不是十分明显。
2.3.5 土壤含水率与杓兰分布的关系
不同 样 地 样 点 的 土 壤 含 水 率,最 高 可 达
34.7%,最低为11%,但不同样地不同样点的土壤
含水率未表现出明显的规律(图3),从数据上未能
找到土壤含水率与杓兰的明显关联。
图3 不同样地各样点土壤含水率
2.3.6 光和有效辐射与杓兰分布的关系
图4 不同样地各样点光合有效辐射PAR
测定当天中午12:00的空旷地为1349μmol/
m2·s,通过对图4进行分析,我们可以看出,在杓
兰分布的6号样点的光合有效辐射几乎都达到了所
在样地的最高值,即杓兰表现出对光合有效辐射的
正向靠近趋势。
2.4 结论
2.4.1 杓兰在野外呈紧密的团块状分布,林分内主
要乔木树种有落叶松、蒙古栎、红松、紫椴、水曲柳、
卫矛等,灌木树种主要有山梅花、毛榛子等,草本主
要有舞鹤草、林问津、蕨、苔草、兴安鹿药、毛茛、铃
兰、猪殃殃、北重楼等。
2.4.2 蒙古栎、红松、水曲柳、毛榛子、铃兰、蕨类、
苔草、猪殃殃、舞鹤草为杓兰的主要的伴生树种。
2.4.3 不同样地的杓兰植株高度、冠幅、叶面积存在
较大的差异,外界环境条件对杓兰的影响是导致杓兰
植株高度、冠幅、叶面积存在明显差异的主要原因。
2.4.4 虽然杓兰是受环境因子影响较为明显的植物,
但不同样地叶片叶绿素的差异不是很大,相同样地不
同植株间的叶片叶绿素含量差异也不是十分明显。
2.4.5 不同样地不同样点的土壤含水率未表现出
明显的规律,土壤含水率与杓兰的分布没有明显的
关联。
2.4.6 在杓兰分布的样点的光合有效辐射几乎都
达到了所在样地的最高值,杓兰表现出对光合有效
辐射的趋近。
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46-48.
(上接21页)统研究。
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2016年 中 国 林 副 特 产 第3期
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