全 文 ：第 5 2卷第 3期
2 0 03年 6月
西 南 农 业
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大 学 学 报
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文章编号 : 10以) 一入抖 2恤刃3 )03 一 01 卯 一 03
重庆涪陵磨盘沟秒锣种群结构与分布格局研究
尚 进 ` , 李旭光 2 ` , 石胜友 ,
( 1
.涪陵师范学院生命科学系 ,重庆 涪陵 叨以刃3 ; 2 . 西南师范大学 生命科学学院 ,重庆 粼刃7 15)
摘要 : 以重庆涪陵磨盘沟抄锣群落为研究对象 ,对调查样地内的秒锣种群结构和分布格局进行了研究 。 结果表明 :现
阶段种群结构为增长型类型 ;秒锣种群呈采集分布 ,但聚集程度不是很高 ,聚集面积不是很大 , 这在一定程度上反映
出小种群的特点 。 在此基拙上分析了格局形成的原 因 ,并提出保护建议 。
关 健 词 :种群结构 ; 分布格局 ;涪陵 /重庆 ;渺锣 自然保护 区
中图分类号 : 5 181 ; 5 7 18 . 45 文献标识码 : A
S r I JDY ON T HE PO PUL rA n O N S TR UC TUR丑 AND D ISI 卫m t J’l 飞ON P戌1, r EBE N O F
注丈5 0月劲M 引叮N乙5 0从 T RYON NI M O PA NOG U , 刊 H N G , CH ONGQ NI G
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u 知 一 , 田才二 s l n , 晓 n g一间
( 1
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种群分布格局是指种群个体在水平空间的配置
状况或分布状态 ,反映了种群个体在水平空间上彼此
间的相互关系 ,是植物种群生物学特性对环境条件长
期适应和选择的结果〔’ 〕 ,研究种群的分布格局的目的
不仅仅是在于对种群的水平结构进行定量的描述 ,更
重要的是揭示格局的成因 , 阐述种群及群落的动态变
化川 。 秒锣 (肠叩人而 sP ha 山 s 。 T yr o n )为国家 工级保
护植物 , 是世界上最古老的活化石之一 。 到 目前为
止 ,有关对涪陵磨盘沟渺锣种群的空间分布格局的研
究仍未见报道 。 本文在进行野外调查的基础上 ,对秒
锣种群的大小级结构进行了分析 ,运用数学生态学的
方法研究了渺锣种群的空间分布格局 ,分析了格局形
成的成因 , 旨在为该区秒锣保护生物学研究提供理论
根据 。
1 自然环境状况
研究地段设置在重庆市涪陵区江东磨盘沟秒锣
自然保护区内 ,地处东经 29 024 ` 28 “ 一 107 0 28 ` 3 8’ , 北纬
29
0
40
`
3犷 一 39 o4 2’ 52’ ,海拔 2田 一 s o ;m 属中亚热带润
湿气候 , 年降水量 1 10 一 1 2阅 ~ , 年平均气温
16
.
8℃ ;土壤为酸性黄壤 , 区内有常年经流不息的山
涧小溪 , 同时整个 自然保护 区侧靠长江和乌江 , 非常
收稿日期 : 加m甚金项目 : 国家作者简介 : 尚长 为通讯作者
一 12 一 19
自然科学基金项目资助 ( 3 9 57 0 130 )进 ( 1久抖 一 ) ,女 , 重庆涪陵人 ,涪陵师范学院讲师 ,从事植物生态学研咒。
DOI : 10. 13718 /j . cnki . xdzk. 2003. 03. 003
1 98 西 南 农 业 大 学 学 报 2田 3年 6月
湿润 ,所以水热条件好 ,植物种类组成丰富 , 区系组成
复杂 。 但是此地离主城区只有 2 一 3 km ,库区人 口稠
密 , 由于人为活动的强烈和反复的影响 ,致使植被的
面貌发生了很大的变化 ,秒锣种群在海拔高度较高 、
坡度较大的沟壑地带呈密集的带状分布 , 而在较低
处 , 由于农垦地的切人 ,生境破碎化 ,种群分布呈现片
断化 。
2 研究方法
2
.
1 样地的设置
在保护区 内 , 沿磨盘沟顺沟而上 , 选择有秒锣分
布的 “ 丫 ,字形沟作为 2 个样带 , 根据不同的海拔高度
设置 128 个 5 m x s m 的小样方 , 合计面积为 3 2 0 0
澎 。 记录样方内秒锣的株数 、株高 、 主干高 、 词围和冠
字塔形的年龄结构 ,为稳定增长型类型 。 种群动态方
面分析 , 由于秒锣是耐阴湿性树种 , 其抱子能在阴湿
的林下能较好地萌发 , 其幼苗尤为耐阴湿 , 因此易形
成较大的幼苗密度 ,但随着幼苗的继续生长 , 种内和
种间的竞争加剧 , 再加上人为的干扰和影响 , 削弱了
幼苗的更新能力 ,使得胸径小于 or cm 的植株数量有
所减少 ,从而使种群的大小级分布的金字塔形不太规
则 。 由于渺锣是生命期较长的蔗类植物 ,现正处于发
育盛期 ,林下有大量的幼苗贮备 , 现阶段还能更新和
延续 。
1八9命二闪z叭烹令侧
幅 。
2
.
2
2
.
2
.
1
数据处理
以大小级结构代替年龄级分析 秒锣种群大
iF g l 仆 c s iez
1〔) 2 0 ; ( ) It) 与O
左小级 比 产oJ/ 叹 1 2 ` , ! 1 1
图 1 栖锣种群大小级结构
咖 ctU le of 肠咧山 , 山砒么沁 ,砂即 户平川函二
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叭一门rl勺工>州ǐ à一ùT认。ó乞(121-zl一]
卜洲ù。乙上异ǔ丫菜一ùē从柔长令幸封
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小级的划分是 , 1级幼苗株高小于 0 . s m , 2级幼苗株
高大于 0 . 5 m , DB H (胸径 )小于 2 . 5 。 m ; 3级立木 DB H
5 一 10 e m ; 4 级大树 D B H 10 一 1 5 ; 5 级大树 DB H 15 -
20 ; 6 级大树 D B H大于 20 cm 。
2
.
2
.
2 分布格局 的测定 本文采用 oP i~ (泊阿松 )模型 3[] 和负二项分布 [4〕来测定其分布格局 。 符合
oP i~ 分布的格局为随机分布类型
,符合负二项分布
的为聚集分布类型 ,采用卡方 (护 )检验 、方差均值的
: 检验和 MOer 检验和 M ior s iat 指数 s1[ , 以确定其分布
类型 。
聚集分布强度的测定 用负二项参数 ( K ) 、 聚集指
数 ( CI ) 、格林指数 ( GI ) 、 平均拥挤度 ( m ` ) 、 聚块性指
数 (m `加 ) [6 ]和 e as s ie [ 7 ]指数等指标进行分析 。
聚集 分布 面积 的测定 用 区 组样 方 方 差法
(竹叨v )阁计算区组样方 , 方差将在某一区组出现峰
值 , 以均方为纵轴 , 区组大小为横轴作图 ,则可看到曲
线的上升和下降的过程 ,有峰值出现的区组就是该区
组出现的平均面积〔9〕。
,
工、 小级
3 研究结果
3
.
1 秒锣种群大小级结构
对野外调查取样数据进行整理分级 , 以大小级比
为横轴 ,大小级为纵轴绘出砂锣种群大小级分布图
(图 l ) ,它可以用来分析种群的动态特征 。 从图 1 可
见 ,属于基部较宽而顶部狭窄的类型 , 说明种群年龄
相对较小 ,且龄级完整 ,说明整个种群基本上是呈金
图 2 栖锣种群存活曲线
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e
~ 祖 ~ es of 肠砂洒段
2 sP nU以效 J yrT 朋 p甲d西“
存活曲线是反映种群个体在各年龄级的存活状
态的曲线 ,对研究种群个体的死亡过程很有价值 [’ 0] 。
以大小级为横轴 ,各大小级的现存个体数的自然对数
为纵轴 ,绘出渺锣种群的单对数存活曲线 (见图 2) 。
它是对生命表的重要反映 。 对于长生命期的多年生
植物 , 当特定年龄或年龄组的出生率和死亡率不能确
定时 ,则可 以根据存活曲线的类型来判定种群是增
长 、下降还是稳定的动态特征 〔川 。 从图 2 可以看出 ,
该秒锣种群的存活曲线为 A 型 , 其波动较大 , 这一方
面反映了生境破碎化及人为活动的干扰 , 另一方面也
反映了物种本身的生物学特性对环境的选择和适应 。
结合大小级金字塔 (图 l) 分析 , 图 2 的存活曲线还是
第 2 5卷第 3期 尚 进等 重庆涪陵磨盘沟抄榴种群结构与分布格局研究 19 9
代表增长型种群的特征 。
3
.
2栖锣种群的分布格局
通过上述方法对秒锣种群分布格局进行测定 ,结
果见表 1。
表 1 秒锣种群分布格局测定结果
护
n山】e l 肠 e 肥刘场 of het sut d y for id s日 bu it . 拌 n em 试 肠、等流认 l
钾切四么刃 脚闭 户甲 u l西。
均值 m
M e 也 1 2 . 0 1 6
方差 v
V而 . n c e 7 .仍 5
Wm 3
. 反洲)
` 检验
才一 t e劝 5 刃 54
护 检验结果 聚集分布
护 一 t e 的 O州阅饰石二 id 川石bu it 二
M o肥检验
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M而苗at 格局指数 aI
负二项分布参数 k
K v司u e J n e孚面 v e bin 以 11id 《石s -
示 b u it m 0 . 8(巧
聚集指数 a
口u n甲 i闭以 2 . 5
格林指数 GI
C溉 n , 5 1记xe 0 . 以为7
平均拥挤度 m 怪
Maen
e代用山n g 4 5 16
聚块性指数 m ’ / m
P at 山 i n既 idn xe 2 . 24
Q幽 ie 指数
Q幽 j e i司 xe 1 2 4( 万
MiOt is at aP ”曰 i n d xe 2 .洲 7 8
种群的分布格局是在种群生物学特性 、种间关系
和环境条件等因素综合作用下 ,对种群个体在水平空
间上配置和分布状态作出的定量描述 。 从表 1 可以
看出 ,经 护 方检验 , 观测值和泊阿松级数计算所得
预测值具有显著差异 ,因而秒锣种群的分布格局不是
随机分布 s[] 。 方差均值比为 3 . 5 ,大于 1 ; M oer 的 少值
为 9 . 778 ,大于 l ; M丽is at 的格局指数为 2 . 对 7 8 ,大于
1 ; t 值为 5 . 93 54 , 经显著性检验极为显著 s[] , 故渺锣
种群为聚集分布 。
随机分布时为 01 6 ) 。 本文的测定结果见表 1 , 聚集指
数为 2 . 5 ,大于 O ,远小于 n 一 1 ( N 为总样方数 , n 为样
本中个体总数 ) ;格林指数为 0 . 仪刃7 , 大于 O , 远小于
;l 聚块性指数为 2 . 24 , 大于 1。 可 以看出 , 渺锣种群
在样地中是聚集分布 ,但聚集程度不是很高 , 这与野
外调查的实际分布结果是一致的 。
渺锣种群的分布格局 (图 3 ) , 由“ 区组大小—均方 ” 曲线看出 , 当样方数为 13 时出现峰值 , 也就是
说秒锣的聚块面积为 3 25 时 。
3
.
3 格局成因分析
植物种群分布格局是其在群落中综合生存能力
的外在表征 [’ 2 ] ,种群格局的形成 ,一方面决定于种本
身的生物学特性 , 另一方面则与群落环境密切 相
关 s1[ 。 从上述的测定结果得知 ,秒锣种群的空间分布
格局为聚集分布 。 聚集意味着个体聚集在生境中相
对适宜的部分 , 这也是由于它们 自身的特性和环境的
异质性以及再生方式等原因阁 。 秒锣是旅类植物 ,靠
抱子进行繁殖 , 因此对水的依赖性较强 , 由于抱子数
量大 ,在人为干扰较少的阴湿环境中 ,抱子能较好地
萌发 ,幼苗的数量较多 ,密集而丛生 ,这是格局形成的
内因 ;而生境条件 、 人为的干扰 、 农垦地的侵人 、 城市
化和工业化等原因造成种群缩小 、 生境破碎 ,这是格
局形成的外因 。 在调查过程中 , 可以清楚地看到由于
农垦的影响 , 已经把磨盘沟的秒锣群落分割成几大
块 ,有的渺锣就直接生长在地边或田埂上 , 只有在人
为干扰小的润湿生境中 ,种群发育较好 ,所以秒锣种
群的空间分布格局为聚集分布 ,但聚集强度不大 , 聚
集面积较小 ,为 325 扩 ,仅为调查样地的 1l/ O 。 这在
一定程度上已经反映出该区秒锣种群的小种群的特
点 仁`3 ] 。
为工月一1口明
区红i 人小 七 〔、
图 3 抄锣种群分布格局图
月 9 3 场 , 对加石二 卫犯” e功 田 1司” 15 of A七动沥护少以肠沁 1砂阴 户p il at i二
每单位的生物数有负二项分布时 ,我们可以用分
布的参数 K 值作为聚集的度量 。 因为负二项分布低
的 K 值表示显著的丛生 , 而高的 K 值表示轻微的丛
生 ; Cas ie 指数在数值上为 l/ K , 是一个随丛生增加
而增加的指标 〔` ] ,通过计算得出秒锣种群的 K 值为
0
.
8肠 , C as is e 指数为 1 . 2粼拓 ;聚集指数值的最大聚集
性为 n 一 1 ,最大均匀性为 一 l , 随机分布时为 氏格林
指数的最大聚集性为 1 ,最大均匀性为 一 1(/ N 一 1 ) ,
4 讨论
4
.
1 植物濒危过程是生活史各个环节以及竞争力 、
适应力等综合生存能力与环境因子相互作用的生态
过程 ,为了更进一步对渺锣种群动态进行比较分析 ,
还需用物种多样性 、生态位 、 种间联结等研究手段进
行科学研究 , 以便较能全面地了解种群特征 、种群间
相互作用及种群与环境间的关系 ,为秒锣保护生物学
研究提供理论依据 ,确保这一濒危物种的更新和繁
育 。
4
.
2 对涪陵磨盘沟秒锣种群的分布格局分析可见 ,
种群由于上述原因已体现出小种群的特点 。 由小种
群引发的生态学问题在保护生物学研究中是十分值
得重视的 。 因为种群一旦变得太小 , (下转第 2肠 页 )
2 06西 南 农 业 大 学 学 报 2叨 3年 6月
的破坏量与辐射剂量呈指数关系 ,这是辐射阻碍植物
生长的主要原因 , 因此外源生长激素的加入可以弥补
植物遭受辐射后体内内源 I AA 和 以类激素的不足 ,
促进生长 ,达到辐射保护的作用 ,本试验也得到类似
结果 。 本试验结果表明 , C A 3 也能有效地降低细胞膜
透性和 MDA 水平 ,证明外源 以: 能有效地促进辐射
损伤修复 ,减轻生理损伤 ,提高成活率 ,但存在不同浓
度的以 3处理与辐射剂量的配合问题 。 按照 内源生
长激素含量与剂量的关系 , 辐射剂量越大 , 内源生长
激素破坏越多 。 因此高辐射剂量下应选用较高浓度
的外源生长激素处理 , 低辐射剂量处理时 , 内源生长
激素破坏少 ,选用较高浓度的外源生长激素处理反而
会导致生长激素浓度过高而抑制生长 , 因此低辐射剂
量下应选用较低浓度的外源生长激素处理 。 从本试
验结果看 ,在 10 一 20 仰 的辐射剂量范围内 , 用 10 -
25 mg
·
L 一 `的 GA 3 处理对番木瓜辐射保护效果较明
显 ,而在 so 一 o4 舜 辐射剂量范围内 ,用 25 一 50 gm ·
L
一 ’的 G A 3 处理效果较好 。 关于 C A 3 处理对番木瓜
辐射诱变的遗传效应的影响 , 我们将作进一步研究 。
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(上接第 19 页 )
小种群对种群遗传的影响很大 ,近亲繁殖的可能性增
加 ,将造成遗传多样性的丧失 , 降低了对环境的适应
能力 ,种群走向濒危的可能性增大〔 ”` ] 。 因此为 了确
保秒锣这一保护物种在该区的持续更新和繁育 ,应竭
力减少人为的干扰面积 ,实行退耕还林 。
4
.
3 加强宣传工作 , 提高当地居民对生态环境破坏 、
生物多样丧失的忧患意识 , 合理规划工农业发展 目
标 ,充分考虑种群对未来环境的适应能力 ,加大保护
区建设力度 ,做到发展经济与环境保护和生物多样性
保护并举 。
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