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浙江天童山小叶青冈种群种子雨和地表种子库动态研究



全 文 :第 38 卷 第 3 期
2 0 1 1 年 9 月
福 建 林 业 科 技
Jour of Fujian Forestry Sci and Tech
Vol. 38 No. 3
Sep.,2 0 1 1
doi:10. 3969 / j. issn. 1002 - 7351. 2011. 03. 02
浙江天童山小叶青冈种群种子雨和地表
种子库动态研究
王良衍1,王建军2,袁世杰1
(1. 浙江天童国家森林公园,浙江 宁波 314114;2. 宁波市林业局林特种苗繁育中心,浙江 宁波 315040)
摘要:对浙江天童山小叶青冈山坡(种群 1)和沟谷(种群 2)立地类型 2 个种群的种子雨及地表种子库动态状况进行研究,
结果表明:种子雨持续时间达 64 d,11 月底—12 月上、中旬为种子散落盛期,占总数散落量的 60%;小叶青冈的种子产量
高,种子雨散落的平均密度大,种群 1 和种群 2 的密度分别为 515. 3 粒·m -2和 478. 4 粒·m -2;在地表种子库中,完好种子
的存留密度分别为 16 个·m -2和 11 个·m -2,动物捕食是种子受损的主要原因,2 个种群分别占 89. 2%和 90. 5%;小叶青
冈种群高的种子产量、低的种子存留率等环节限制了低山青冈种群的天然更新。
关键词:小叶青冈;种子雨;土壤种子库;天童山
中图分类号:S754;S792. 160. 1 文献标识码:A 文章编号:1002 - 7351(2011)03 - 0008 - 03
Dynamic Study on Seed Rain and Soil Seed Bank of Cyclobalanopsis gracilis Population on
Tiantong Mountain,Zhejiang Province
WANG Liang-yan1,WANG Jian-jun2,YUAN Shi-jie1
(1. Tiantong National Forest Park,Ningbo 314114,Zhejiang,China;
2. Forestry Bureau of Ningbo City,Forest Special Seedling Breeding Center,Ningbo 315040,Zhejiang,China)
Abstract:This paper studied dynamics of seed rain and seed bank of Cyclobalanopsis gracilis population in the hillside and valley of
two sites in Tiantong Mountain. The results showed that:the duration of seed rain last for 64 days,from the end of November to the
first 20 days of December was the seed scattering peak period,it accounted for 60% of the total number of scattering;the seed yield
and average scattered density of Cyclobalanopsis gracilis was very high. The density of population 1 and 2 were 515. 3 m -2 and 478. 4
m -2;in the soil seed bank,the good seed retention densities were 16 m -2 and 11 m -2,animal predation was the main reason for
damage to the two groups,accounted for 89. 2% and 90. 5%;The seed yield of high Cyclobalanopsis gracilis populations and seed re-
tention rate of low populations limited the regeneration of low Cyclobalanopsis gracilis population.
Key words:Cyclobalanopsis gracilis;seed rain;soil seed bank;Tiantong Mountain
小叶青冈(Cyclobalanopsis gracilis)是我国中亚热带东部中海拔常绿阔叶林中的重要森林树种之一[1]。
其树冠高大,干形通直,木材坚硬,耐腐耐磨,是工业和民用的优良木材[1]。小叶青冈具有较强的适应性,
不仅可在酸性红壤上分布,也可在山坡陡峻及岩石较多的地方上广泛分布。研究本地区不同生境中小叶
青冈种群种子雨和地表种子库动态,有利于提高对其种子更新能力和更新机制的认识,正确认识该种群在
低山常绿阔叶林中的地位和作用,这对于浙东山区植被和自然景观的保护和维持有着重要的意义。
1 研究地点和方法
1. 1 研究地点概况
天童国家森林公园位于浙江省宁波市鄞州区东南部,北纬 29°48、东经 121°47,面积 349 hm2,森林植
被保存良好,是浙江省东部丘陵地区地带性植被类型的代表性地段。为温暖潮湿的亚热带季风气候,年平
收稿日期:2011 - 04 - 12;修回日期:2011 - 05 - 04
基金项目:宁波科技局重大项目(2005B110005) ;宁波市科技计划项目(2010C10028) ;宁波市发改委“宁波市珍贵用材树
种种质资源库改扩建项目”;宁波市鄞州区科技局“常绿树种抗冰冻功能性状研究与示范”
作者简介:王良衍(1945—) ,男,浙江绍兴人,宁波市鄞州区天童林场高级工程师,从事营林及森林生态研究。
第 3 期 王良衍,等:浙江天童山小叶青冈种群种子雨和地表种子库动态研究
均气温为 16. 2 ℃,大于 10 ℃的年积温为 5166. 2 ℃,Kira的温暖指数 135 ℃·月,寒冷指数 - 0. 8 ℃·月。
年降水量为 1374. 7 mm,多集中在夏季。年相对湿度为 82%,年蒸发量为 1320. 1mm,小于降水量。土壤
主要为山地黄红壤,成土母质主要是中生代的沉积岩及部分酸性火成岩和花岗石残积风化物。
植被类型以小叶青冈、木荷(Schima superba)为优势树种的复层异龄林,林分结构复杂,植物种类丰
富,群落郁闭度 0. 7 ~ 0. 8。主要伴生树种有杨梅叶蚊母树(Distylium myricoides)、米槠(Castanopsis car-
lesii)、浙江新木姜子(Neolitsea aurata var. chekiangensis)、交让木(Daphniphyllum macropodum)、杨桐(Cley-
era japonica)、长叶石栎(Lithocarpus henryi)、栲树(Castanopsis fargesii)等;灌木层:山矾(Symplocos sumun-
tia)、薄叶山矾(Symplocos dryopyilla)、马银花(Rhododendron ovatum)、隔药柃(Eurya muricata)、连蕊茶
(Camellia fraterna)、赤楠(Syzygium buxifolium)、红楠(Machilus thunbergii) ;草本层主要种类有狗脊(Wood-
wardia japonica)、里白(Diplopterygium glaucum)、苔草(Carex tristachya)等[2 - 4]。
1. 2 样地设置与调查
在天童山玲珑岩上山部选择山坡和沟谷立地类型 2 个小叶青冈种群各 3 株成熟的母树,为避免不同
植株之间散落的重叠,结实母树之间保持≥30 m的距离,各母树样本的信息见表 1。从 2010 年 10 月 23—
25 日观测种子散落情况,在小叶青冈母树树冠半径中心的东南西北 4 个方向各布设 0. 8 m × 0. 8 m 的种
子收集器,每个收集器用塑料纱布和铁丝作框架而成,框口面积为 0. 64 m2,框内塑料纱布放松降低,使网
底离地面保持≥0. 6 m,在种子下落期间,每隔 7 d调查 1 次,直到种子雨结束。并在每个收集网旁边选一
个 1 m ×1 m的小样方,在种子散落结束 100 d后调查土壤表层的土壤种子库数据。种子类型划分为:①
完好种子:种子和壳斗完全分离、新鲜、子叶完好,具有萌发能力;②虫蛀种子:种子和壳斗完全分离,但在
种皮上存在虫蛀孔;③霉烂种子:种皮上明显存在菌感染,种子内部已霉烂;④败育种子:种子明显小于一
般完好的种子,种子和壳斗未发生分离;⑤被动物取食种子;将残缺不齐的种子落到收集框内和地面上,其
数量以收集统计的密度为准,在统计动物取食数量时只计算体积≥1 /2 的个体。
1. 3 埋藏种子试验
①在该地 4 个小叶青冈“林窗”中,垦地各 0. 8 m2,分别播种 200 粒种子,然后覆盖上 0. 6 cm 厚的枝
叶,120 d后检查种子的存留率与命运情况[5]。②将该地的种子连壳斗阴干 3 d 后,浸水 1 h,将漂浮的种
子剔除,把沉入下部的种子放入缸内用湿河砂贮藏至翌年 3 月底,120 d 后检测 5 个样本,每个样本数为
100 粒。
表 1 天童山 2 个小叶青冈种群母树样本情况
类型 样本 胸径 /cm 树高 /m 树冠半径 /m 树冠面积 /m2 树龄 /a
山坡 母树 1 74 14 5. 5 95. 0 120
母树 2 70 16 5. 7 102. 1 110
母树 3 82 15 5. 8 105. 7 135
沟谷 母树 1 58 16 4. 2 55. 4 100
母树 2 68 17 5. 3 88. 2 120
母树 3 82 17 5. 0 78. 5 140
1. 4 统计分析
种子虫蛀率 =虫蛀种子数 /种子产量;种子存活率 =(完好种子 +发芽种子)/种子产量;种子败育
率 =败育种子 /种子产量;种子发芽率 =发芽种子 /种子产量;完好种子存留率 =完好种子 /种子产量;动物
捕食率 = 1 -种子存留率[6]。
2 结果与分析
2. 1 种子雨动态
据观察统计,天童山 2 个小叶青冈种群果实成熟及开始散落在 10 月下旬,早期数量较少,以后逐渐增
加,12 月上、中旬达到最高峰后,又很快下降,落果期持续 64 d(图 1) ,集中落果时间约 15 d,沟谷比山坡
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福 建 林 业 科 技 第 38 卷
类型种群早 7 d,这期间的果实散落往往由风、雪引起。
从图 2 可知,山坡和沟谷类型上 2 个小叶青冈种群各状态的种子组成虽有差异,但其组成大致相同,
平均密度分别为 515. 3 个·m -2和 478. 4 个·m -2,兽食和虫蛀是影响种子产量的主要因素。
图 1 天童山小叶青冈种子雨动态 图 2 小叶青冈种子雨的组成
2. 2 种子库动态
2 个小叶青冈种群种子在种子散落后 100 d地
表种子库动态变化见表 2、表 3。从结果来看,种子
库亏损主要是被动物取食、腐烂和虫害。地表种子
存留率较低。
2. 3 埋藏和人工砂藏种子的存留率
将小叶青冈种子库种子分别进行“林窗”埋藏
和人工常规砂贮藏,试验结果显示:①在“林窗”中
埋藏的种群 1 和种群 2 的种子,藏后 120 d 检查其
完好种子平均存留率分别为 20%和 26%,被动物
取食和霉烂是影响种子存留率的主要因素。②采
用人工湿砂贮藏 120 d 的种子,其完好种子平均存
留率为(85 ± 3. 46)%,其亏损的主要原因是虫蛀
和霉烂,由此可见,小叶青冈种群更新应靠人工砂
藏育苗等措施来增加种群的发展潜能。
表 2 小叶青冈种群种子散布结束 100 d的地表种子库组成
种子类型
数量 /(粒·m -2)
山坡种群 P1 沟谷种群 P2
完好 16. 0 11. 0
萌发 1. 0 0. 3
虫蛀 28. 7 27. 3
败育 10. 0 7. 0
被啃食和腐烂 459. 6 432. 7
表 3 小叶青冈种群种子散布结束 100 d地表种子库情况
项 目 山坡种群 P1 沟谷种群 P2
完好种子存留率 /% 3. 1 2. 3
种子存活率 /% 3. 3 2. 4
种子发芽率 /% 0. 2 0. 1
种子败育率 /% 1. 9 1. 5
种子虫蛀率 /% 5. 6 5. 7
动物捕食率 /% 89. 2 90. 5
3 结论与讨论
3. 1 讨论
小叶青冈群落是亚热带低山常绿阔叶林的重要群落类型之一。作为一种植被类型要在自然界长期生
存下去,其繁殖更新是关键。种子雨及种子库是群落更新发展的关键环节,植物的死亡有很大比例发生在
此阶段。在森林生态系统中,影响种子库分析特征的因素虽然很多,但以啮齿类动物的影响为最大,从本
研究结果可以看出:小叶青冈种子雨动态过程主要受动物捕食和虫蛀的影响,而在 100 d 种子库动态中主
要受动物的取食和搬运的影响,其取食的比例接近 90%,可见啮齿动物是主要影响因子。在天童山,危害
林木种子和果实的主要是松鼠(Sciurus vulgaris)等鼠类动物,它是小叶青冈种子的主要捕食者。造成小叶
青冈种子被捕食的原因有:一是因为种子含淀粉,蛋白质营养物质丰富;二是冬季食物相对偏少,导致在地
表和枯枝落叶层中的种子多数被鼠害捕食。
小叶青冈种子库动态前期还受昆虫危害,主要害虫为象鼻虫(Curculia sp. ) ,雌虫在幼果时产卵于种
皮内,在种子内孵化生长,在虫害早期的种子外观和色泽上并无异常,当幼虫咬破种皮而出,种胚已损坏,
绝大多数不能萌发。在天童山小叶青冈林中,尽管丰年有大量的种子散落,每棵母树约有 50 kg 的种子,
但母树树冠下更新幼苗较少,常在林冠外围或附近发现有更新实生幼苗。 (下转第 31 页)
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第 3 期 吴胜义,等:SPOT5 遥感影像在林业二类调查中的应用
成的不利影响,最大程度保证了获取信息的同步性,影像融合后信息保留最完整。
参考文献:
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(上接第 10 页)
3. 2 小结
1)小叶青冈种子雨在天童地区的发生时间在 10 月 23—25 日,早期数量较少,随后逐渐增加,达最高
峰后,又逐渐下降,呈偏正态分布;11 月底—12 月上旬是集中落果期,其数量占总数量的 60%。天童山小
叶青冈山坡和沟谷种群的种子雨数量较大,完好种子分别为 428. 1 粒·m -2和 377. 3 粒·m -2,为维持现
存群落的稳定提供了重要基础。
2)啮齿动物的啃食、搬运和霉烂是造成小叶青冈地表种子库亏损的主要因素。山坡和沟谷种群分别
占 89. 2%和 90. 5%,地表种子库在种子散落结束 100 d,完好种子存留率仅为 3. 1%和 2. 3%,导致天童山
小叶青冈种子母树林下自然出苗萌发率较低。
3)小叶青冈种子在“林窗”中人工埋种完好种子存留率较低(≤26%) ;砂藏后的种子完好种子存留
率高(85%)。因此,种群数量扩大的有效途径应该以人工采种育苗或移苗等措施来增加种群的发展潜
能。
参考文献:
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