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贵州极危树种岩生红豆资源现状及濒危原因分析



全 文 :收稿日期:2015-06-06
基金项目:贵州省林业科学技术研究项目(编号:2009-6);贵州省科技支撑项目(编号:黔科合 NY字[2010]3058号);贵州大学自然科学青年科研基
金项目(编号:贵大自青基合字2009-004)。
作者简介:李晓芳(1990—),女,硕士研究生,研究方向:保护生物学;E-mail:987121416@qq.com。
通讯作者:安明态(1975—),副教授,硕士生导师,研究方向:保护生物学和植物分类学;E-mail:gdanmingtai@126.com。
贵州极危树种岩生红豆资源现状及濒危原因分析
李晓芳1, 王加国1, 安明态1, 袁丛军2, 严令斌1, 杨焱冰1, 蒲屹芸1
(1.贵州大学林学院, 贵州 贵阳550025; 2.贵州省林业科学研究院, 贵阳550005)
Ananysis the Resource Characteristics and Endangered
Reason of Ormoiasaxatiliain Guizhou
LI Xiaofang1,WANG Jiaguo1,AN Mingtai 1,YUAN Congjun2,
YAN Lingbin1,YANG Yanbing1,PU Yiyun1
摘 要:通过多年对贵州省目前已知的17个岩生红豆分布点
的自然居群进行生境、生存状况和资源量调查,分析其自然地
理分布、生境特点、资源及更新状况,初步弄清其濒危的主要原
因。1)岩生红豆分布局限,多零星或小片状分布,资源贫乏,居
群间彼此孤立;2)各居群个体数量和种群结构差异较大,大树
和结实植株较少,种子天然更新受限制;3)主要分布于喀斯特
山地,生境严酷,生长健康状况各不相同;4)人为砍伐极为严
重,除贵阳黔灵山、望谟笔架山和赤水葫市镇有一定的保护措
施外,其余均处于未保护状态。人类活动影响、生境严酷和自
身更新困难等是导致岩生红豆濒危的原因,其中,人类活动影
响是最直接原因。以就地保护为主,迁地保护、种苗繁育和回
归引种为辅的方式有机整合,同时加强人工繁殖与野生居群保
育生物学研究,是当前对其进行有效保护与科学管理的基本
途径。
关键词: 岩生红豆;资源现状;年龄结构;濒危原因;贵州
DOI编码: 10.16590/j.cnki.1001-4705.2015.10.056
中图分类号: Q 948   文献标志码: A
文章编号: 1001-4705(2015)10-0056-05
岩 生 红 豆 (Ormoiasaxatilia)是 蝶 形 花 科
(Leguminosae)红豆树属(Ormosia)常绿乔木,我国特
有种,贵州省级保护树种,20世纪80年代发现的新
种,模式标本采自贵阳黔灵山[1-3]。树形优美,树冠常
绿,种子艳丽,为珍贵的庭院绿化观赏树种;种子具清
热解毒、消肿除湿功效,为重要药材[4];树干通直,材质
优良,纹理美观,为珍贵的红木类用材树种。根据
1997—2000年第一次全国重点保护野生植物资源调
查,岩生红豆植株不超过500株[3],现存植株多为伐桩
萌蘖(或根蘖)幼苗幼树,成熟个体不足100株,天然个
体数量极少,已达极危等级,生境又不断被破坏,其资
源保护与拯救迫在眉睫[4]。近年来,随着国家对珍稀
濒危物种尤其极小种群物种保育工作的重视,科研项
目与资金投入日益增加,岩生红豆作为珍贵、濒危物
种,也逐渐引起人们的关注[4]。上世纪末期的珍稀濒
危植物调查把岩生红豆列为目标物种,本世纪初贵州
省又将其列为省级保护树种,同时成为贵阳市十大珍
稀濒危植物之一,有关该种的研究工作也逐渐开展。
方小平等对岩生红豆进行引种栽培实验研究,认为该
物种属嗜钙植物,种植在钙质土上方能生长健壮[5]。
袁丛军等对其天然林主要树种生态位进行研究,认为
各分布地居群分布特征不同,且与其它主要树种间具
有较高的生态位相似比例和重叠值[4]。袁丛军等对2
种干扰强度下岩生红豆天然群落特征及物种多样性进
行比较,认为强干扰型对黔灵山岩生红豆群落结构和
物种多样性影响较大,其更新层不发达,不利于繁育更
新;弱干扰型对笔架山岩生红豆群落结构和物种多样
性影响较小,其更新层发达,利于更新演替[6]。随着调
查研究的深入,新的岩生红豆分布点逐渐被发现,其地
理分布范围、主要生境类型不断增加,但其个体数量极
少,更新困难,居群健康状况与发展前景令人担忧。课
题组收集、统计并分析了近10年(特别是近5年)来对
该种的最新地理分布、生境特征、资源量及更新状况等
资料,拟分析其濒危原因并有针对性地提出保育对策
及建议,以期为极危树种岩生红豆的保育拯救与保护
管理提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
咨询知情人士并查阅贵州省第一次珍稀濒危植物
·65·
第34卷 第10期 2015年10月              种 子 (Seed)           Vol.34 No.10 Oct. 2015
表1 岩生红豆主要分布点自然居群的生境类型
 分布地 地貌类型  海拔(m) 主要土壤 坡位 小生境 群落类型  所处群落状况
贵阳黔灵山 喀斯特 1 220~1 250 石灰土 中上 岩石丛中 阔叶林 严重退化、生境严酷
望谟笔架山 喀斯特 1 090~1 150 石灰土 中上 岩石丛中 阔叶林 较良好
独山尧棒 喀斯特 870~910 石灰土 中部 岩石丛中 阔叶林 较良好
花溪高坡 喀斯特 1 270 石灰土 中部 岩石丛中 阔叶林 一般
修文猫跳河 喀斯特 950~050 石灰土 中上 岩石缝、土面 灌木林、草坡 严重退化
修文六广河 喀斯特 900~950 石灰土 中上 悬崖 灌木林 严重退化
晴隆茶亭 喀斯特 990~1 020 石灰土 中上 悬崖、岩石丛 疏林、灌木林 严重退化、生境严酷
普定丰林* 喀斯特 1 700 石灰土 — — 次生林、灌丛 严重退化
息烽温泉* 喀斯特 1 000 石灰土 — — — —
清镇红枫湖* 喀斯特 1 000 石灰土 中上 — 灌木林 —
惠水岗渡 喀斯特 1 250 石灰土 中上 土面 阔叶林 一般
平坝云头山 喀斯特 1 320 石灰土 中下 石缝及土面 灌木林 严重退化
龙里猴子沟* 喀斯特 1 400 黄棕壤 山顶 阔叶林 严重
长顺敦操 喀斯特 1 140 石灰土 中上 岩石丛 阔叶林 严重退化
黎平茅贡* 常态地貌 880 黄壤 — — — —
三都普安 常态地貌 黄壤 中部 土面 路边 严重退化
赤水葫市 丹霞地貌 900 紫色土 中上 悬崖 阔叶林 良好
  注:“*”为历史文献资料记载有分布的地点,但本次实地调查未找到;“—”表示不详。
调查资料[3]、贵州大学林学院树木标本馆(GZAC)、贵州
省林业学校树木标本室(GFS)、贵州省林业科学研究院
树木标本馆(GF)、贵州省历年来各自然保护区考察集
及贵州省多个县(区、市)林木种质资源调查尤其是贵阳
市林木种质资源调查等资料,整理、罗列出岩生红豆已
有分布点名单,并对这些分布点进行实地补充调查。
1.2 试验方法
  由于各个分布点野生居群资源量较少,所以除幼
苗 (H <0.5m)幼树 (H ≥0.5m,D <5cm)仅统计
株数外,其余所有D≥5cm的岩生红豆活体植株均采
用实测法逐株调查,记录指标包括:种名、胸(地)径、树
高、冠幅、起源(实生)、根部小生境、健康状况、开花结
实情况、分布地基岩和土壤类型及主要伴生种等。其
次,在具有代表性的地段设置20m×20m的样地进行
常规的群落学调查,分析其所处群落的资源特征和物
种组成,并用Excel进行汇总制表并绘图。
图1 贵州省岩生红豆分布概况
2 结果与分析
2.1 地理分布及生境特点
据记载[7],岩生红豆分布在贵州、湖南两省,以贵
州省为主要分布区,但湖南的具体分布及资源量未见
相关报道。从岩生红豆在贵州省的分布范围来看(图
1),岩生红豆主要分布在贵州省从西向东三级台阶的
第二阶梯及以下,其中最北为赤水市、最南为望谟县、
最东为黎平县、最西为晴隆县。对全省17个分布点调
查资料汇总(详见表1)发现,各居群资源量差异大,分
布零散,彼此孤立,生境不一。喀斯特地貌为岩生红豆
自然分布的主要地貌类型,占全省分布点的82.35%,
即有14个居群分布在典型的喀斯特山地(贵阳黔灵
山、晴隆茶亭和长顺敦操等),2个居群分布在常态地
貌(黎平茅贡、三都普安),1个居群分布在丹霞地貌
(赤水葫市)。所在分布地岩石裸露率80%以上的居
群有7个,生长在悬崖顶部边缘,土壤痟薄,生境严酷
的居群有3个。从垂直分布看,多数居群分布在岩山
环境山坡的中上部,大部分在海拔1 000~1 300m之
间,最高海拔1 700m,最低海拔870m。从土壤和群
落特征看,主要土壤类型为瘠薄的石灰土,黄棕壤、黄
壤和紫色土上亦有分布,所处群落类型为常绿落叶阔
叶次生混交林或灌丛林,少数生长路边、悬崖、灌草坡
和裸岩上,最常见的伴生种亦为云贵鹅耳枥(Carpi-
nuspubescens)、滇鼠刺(Iteayunnanenis)、圆果化香
(Platycaryalongipes)、朴树(Celtissinensis)等嗜钙
树种。
·75·
资源与利用  李晓芳 等:贵州极危树种岩生红豆资源现状及濒危原因分析
表2 贵州省各分布点岩生红豆资源量统计表
分布地 总株数
胸径
≥5cm/株
最大株胸径
(cm)
幼树幼苗
(株)   更新状况 结实株数 潜在受威胁程度
贵阳黔灵山 22  16  40.3  6 萌蘖为主,更新困难 0 一般
望谟笔架山△ 95  35  25.85  60 萌蘖为主,更新良好 0 较轻
独山尧棒△ 11  2  45  9 实生苗为主,更新良好 1 一般
花溪高坡△ 6  2  17  4 萌蘖为主,更新困难 0 一般
修文猫跳河 12  2  8  10 萌生为主,更新困难 0 严重
修文六广河△ 15  0  8  11 桩蘖,更新困难 0 严重
晴隆茶亭△ 47  11  13.6  36 萌蘖为主,更新良好 3 一般
普定丰林 1  1  6  0 萌生为主 0 严重
息烽温泉 2  0  0  2 — 0 —
清镇红枫湖 1  0  0  1 — 0 —
惠水岗渡△ 15  15  15  0 全为萌蘖,更新困难 0 严重
平坝云头山△ 6  0  2.5  6 全为萌蘖,更新困难 0 严重
龙里猴子沟 1  0  6  1 萌蘖 0 严重
长顺敦操△ 5  0  15  4 萌蘖为主,更新困难 0 一般
黎平茅贡 36  36 — 0 — 0 —
三都普安△ 2  2  33.3  0 无幼苗幼树,更新困难 2 严重
赤水葫市△ 3  20  0 无幼苗幼树,更新困难 0 无危
合计 239
   注:“*”为历史文献资料记载有分布的地点,本次实地调查未找到,亦未作统计;“△”为课题组近5年新发现的分布点;“—”表示不详。
2.2 资源量及年龄结构
2.2.1 资源量及更新特点
贵州省岩生红豆总资源量及各居群个体数量见表
2。贵州省现共有岩生红豆239株,最大株在独山,胸
径45cm,高18m;其次在黔灵山,胸径40.3cm,高21
m。从各居群的个体数量看,望谟笔架山最多,共95
株;晴隆茶亭次之,共47株;贵阳黔灵山第3,共22
株。从各居群的年龄结构看,贵阳黔灵山的成年植株
比例最大,望谟笔架山和晴隆茶亭个体数量虽多,但几
乎全为幼树幼苗。统计表明,全省达检尺标准 (D ≥
5cm)的岩生红豆共93株,占总株数的38.91%。在
这些相对成熟的植株中,近5年来发现开花结实的仅
有6株,占达检尺标准植株的6.45%。由此可见,岩
生红豆开花结实率极低,而且,通常结实后要间隔几年
才会结实或少量结实,种子繁育是制约种群规模扩大
的重要内在因素之一。
据《贵州省野生珍贵植物资源》记载,全省现存植
株不超过500株,实际调查记载仅38株。通过对历史
分布地的补充调查发现:有超过一半的分布点已找不
到活体植株,如息烽温泉、清镇红枫湖等;有资源量减
少的分布点,如修文猫跳河;有资源量增加的分布点,
如贵阳黔灵山;同时,还新发现了10个分布点,即晴隆
茶亭、赤水葫市、独山尧棒等。分布点减少或消失的原
因可能是人类活动无意识的将其(多为幼苗幼树)毁
灭,或生境严重退化等;对于资源量和分布点增加的原
因可能是当时调查时未找到,或由出露根、伐桩和枯株
萌蘖而来。个体数量少,年龄结构不合理,分布零散,
根蘖、桩蘖植株多是绝大多数岩生红豆各居群的重要
特征。
2.2.2 年龄结构
植物的年龄结构反映该种群的现状、发展趋势和
稳定性[8]。分析种群的年龄结构是探讨种群动态特征
的一种有效的方法。对稀有濒危植物而言,利用径级
结构代替其年龄结构分析其结构和动态变化特征是一
种非常实用而可行的方法[9-10]。本文以空间代替时
间[11-12]、立木级代替年龄结构,用经典分级方法[11],根
据胸径 (D)将岩生红豆分为四级:Ⅰ级 (D<5cm,包
括幼苗D<5cm,H <0.5m和幼树D<5cm,H >
0.5m)、Ⅱ级(5≤D ≤10cm)、Ⅲ级(11cm≤D ≤20
cm)、Ⅳ级(21cm≤D≤30cm)、Ⅴ级(31cm≤D≤40
cm)、Ⅵ级 (D>40cm),每一个立木级对应一个年龄
级。
如图2所示,岩生红豆居群总体呈典型金字塔型,
每个径级都有个体分布,且以幼龄个体(Ⅰ级)最多,占
总株数的 61.09%;Ⅱ 级立木次之,占总株数的
25.10%;随着径级的增大,植株数量明显减少,成年个
体比例明显降低,Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ三级立木之和仅占总株数
的2.51%。对幼苗幼树而言,争取到林分上层充足的
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第34卷 第10期 2015年10月              种 子 (Seed)           Vol.34 No.10 Oct. 2015
光照是其生存的先决条件,而岩生红豆所在群落林分
郁闭度均较高,林下光照严重不足,这可能是制约其种
群更新扩繁的重要原因之一。从年龄结构看,低龄幼
苗幼树占绝对优势,呈增长型,更新潜力巨大。但这些
个体分散在全省17个分布点,彼此孤立,且大多数幼
苗幼树是由成年植株被砍伐后的伐桩或出露的根系萌
蘖而成,在成年过程中可能因自身或外界干扰而逐渐
死亡,这可能与林内光照不足,种内、种间竞争有关。
然而在主要分布地望谟笔架山、晴隆茶亭和贵阳黔灵
山,常见岩生红豆萌发的幼苗幼树生长到一定高度后
(1~2m)开始枯梢,枯梢株萌发到一定高度后又开始
枯梢,这可能是制约岩生红豆幼年个体顺利成长并完
成更新繁育的一项重要因子,原因还有待研究。
图2 岩生红豆径级分级图
2.3 濒危原因
2.3.1 内部因素
内部因素包括成熟植株数、开花结实情况、种子特
性、繁殖力等自身特性,往往是制约种群自身繁育的首
要因素。有的珍稀濒危植物虽能结实,但因种皮坚硬
致密,常规播种很难发芽出苗,以致自然更新能力较
弱而处稀有状态[13-14]。本研究将岩生红豆濒危的内因
归纳如下:
1)开花结实时间晚,不易开花,开花量少。一般
要10年以上的植株才能开花结实,开花对气候和自身
营养条件要求较高,花期5月,正直雨季,易受水霉烂;
雄蕊往往发育不良或退化为假雄蕊,花粉受精受阻而
减少种子产量,且一般结实1次后要多年才能结实,从
而减小了种子繁殖的机会和可能。
2)种子种粒大,扩繁范围小,致强烈的种内竞争;
种皮艳丽,种子营养丰富、蛋白质含量高,以致虫害率、
动物啃食率高;假种皮致密,不透水,成熟进入休眠后,
可存放1~2年不失去活力,使得自然出苗率低。调查
组用岩生红豆种子在常温下进行浸水处理,绝大部分
可达数十天至数月不吸胀、不萌发。若人为破坏种皮
助其解除休眠,部分可在1~2h内吸胀,但自然萌发
仍需半月以上。在此期间,已吸胀的种子失水会失去
活力,水分过多则易生虫霉烂,发芽率极低。
3)生活潜力和繁殖力低下。岩生红豆在各自然
分布点都为典型的小种群、极小种群抑或单株生长,彼
此孤立,各居群间缺乏信息交流。盛茂银等认为,物种
种群的规模影响种群的生活潜力,种群规模小是其趋
向濒危的特征之一[15]。植物自身的生物学特性[15]、繁
殖力低[16]是导致物种濒危的重要原因之一。
2.3.2 外部因素
岩生红豆的生长繁育和更新还面临着包括环境变
化、种间竞争、人类活动等在内的多重外部因素影响。
1)环境变化。稳定而适宜的环境是物种保持健
康生长和繁育的基本条件。随着全球气候变化的加
快、生态环境的退化严重,导致自然灾害频繁发生。夏
尚光等认为,极端天气对珍稀野生植物群落影响极
大[17]。调查发现,贵州省2008年的特大凝冻灾害导
致贵阳黔灵山山脊的2株岩生红豆死亡;2010年特大
干旱导致修文猫跳河2株岩生红豆死亡。
2)种间(内)竞争。群落中不同物种之间由于资
源的稀缺性和可利用性之间的差异而产生的相互竞争
效应[18],它因植物种类不同而有很大差异[19],其结果
往往是一方取得优势,而另一方受抑制甚至消灭[20]。
调查发现,各居群均极少能形成建群种或优势种,这可
能是由于群落物种间产生竞争影响所致,而种间(内)
竞争的强弱对岩生红豆种群动态变化的影响研究有待
开展。
3)野生动物或虫鸟干扰。黔灵山猕猴非常喜欢
取食岩生红豆的幼枝嫩叶及花蕾,加之频繁的攀爬嬉
耍强烈干扰着岩生红豆生长发育,使得林下地被层稀
少,更新困难。调查发现,已近十年未见黔灵山岩生红
豆未见结果。然鼠类、虫鸟等又非常喜欢啃食其种子,
加之本身出苗率低,以致黔灵山完全不见实生苗。
4)人为因素。人类活动所引起的使植物生存受
到威胁的灾害,如过度砍伐、开垦及人为火灾等直接灾
害[14],人为因素是致岩生红豆濒危的最直接因素。岩
生红豆为珍贵的红木类用材树种,除了黔灵山、独山及
望谟等森林公园、风水林和保护区等生境受保护的地
方现存有大树外,其余各分布点的大树几乎都已砍光。
如黎平茅贡范家山,1975年前记载有36棵大树,现已
全部被伐,第一次全国重点野生保护植物调查及本次
调查均连1株幼树都未见到。因此,加快各类保护小
·95·
资源与利用  李晓芳 等:贵州极危树种岩生红豆资源现状及濒危原因分析
区、保护点及森林公园的建立是避免人为干扰的有效
措施之一。
3 结论与讨论
1)岩生红豆分布零散局限,生境脆弱,易受极端
天气变化影响。针对这类居群,应结合已建立的保护
区设置大小不同的保护点,竭尽全力保存植物现有种
群个体数量,防止其生态环境继续恶化,通过建立自然
保护区、森林公园等就地保护方式是对其实施长期保
护的最好策略,如望谟笔架山保护点、赤水葫市桫椤国
家级保护区等。
2)个体数量极少,资源匮乏,年龄结构不合理,开
花结实率极低。目前,各居群岩生红豆的特点是根蘖、
桩蘖幼年个体多,成年个体少。就某单一分布点来说,
多数分布点呈衰退型,种群生存繁衍面临巨大压力。
个体数量少是濒危植物的共同特点,如何快速增加濒
危植物的个体数量,是实现其种群恢复的关键环
节[21]。因此,必须要有针对性的收集种质资源,建立
繁育基地,开展种苗繁育工作,为迁地保护和回归引种
等提供繁殖材料,同时增加从繁殖材料到成苗出圃的
谱系记录和档案管理,建立种苗的溯源机制[22]。
3)针对修文猫跳河等生境受到高度威胁的分布
点,开展迁地保护可避免其在现有脆弱的生态系统中
受到灭顶之灾,是抢救它们的重要措施之一。其中,植
物园是进行珍稀濒危植物迁地保护与研究的最理想场
所[14]。而针对历史有野生分布,现已灭绝或找不到活
体植株但具有回归引种条件的地段进行回归引种,如
黎平茅贡范家山。回归引种是在极小种群野生植物历
史或现有分布区范围内选择合适的地段,引入人工繁
殖的新个体,重建或恢复天然种群的保护形式[22]。将
人工繁殖的苗木移植到这些地方,让其在自然环境中
生存繁衍,恢复到原有的野生状态,缓解物种的野外濒
危状态。
总之,要结合各分布地实际情况和现有条件,利用
资源禀赋差异,针对性地分别采取一种或多种保护方
式,制定科学的保护措施,提高保护效率。因此加强岩
生红豆的人工繁殖与野生居群保育研究工作,加大科
学教育宣传力度,普及相关的法律法规,增强人们的保
护意识是当前极危树种岩生红豆最紧要和迫切的
需求。
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第34卷 第10期 2015年10月              种 子 (Seed)           Vol.34 No.10 Oct. 2015