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江南油杉种质资源与苗木繁殖研究动态与展望



全 文 :文章编号:1006 - 1126 - 2014 (3) - 0301 - 05
江南油杉种质资源与苗木繁殖研究动态与展望
收稿日期:2014 - 06 - 03
基金项目:国家林业公益性行业科研专项 (201304108)
作者简介:蒋 燚 (1968—),男,博士,教授级高工,主要从事森林培育和森林生态研究。
蒋 燚,王 勇,刘 菲,刘雄盛,何应会
(广西林业科学研究院 国家林业局中南速生材繁育实验室
广西优良用材林资源培育重点实验室,南宁 530002)
摘 要:通过相关资料的查阅与收集,对江南油杉在我国天然种群资源的分布进行分析研究,揭示了江南油杉
自然繁衍对生境的需求、过度砍伐利用是导致其濒危的原因,分析自然种群生境、染色体核型研究、育苗技术
和引种驯化等方面的研究现状,以实现江南油杉资源保护与合理利用,并进一步研究江南油杉的人工林栽培技
术和高效繁殖技术。
关键词:江南油杉;生境分析;染色体核型;育苗
中图分类号:S791. 15 文献标识码:A
Study Trends and Prospect on Germplasm Resource and
Seedling Propagation of Keteleeria cyclolepis
JIANG Yi,WANG Yong,LIU Fei,LIU Xiong-sheng,HE Ying-hui
(Guangxi Forestry Research Institute,Key Laboratory of Central South Fast-growing Timber Cultivation of
Forestry Ministry of China,Guangxi Key Laboratory of Superior Timber Trees Resource Cultivation,
Nanning 530002,China)
Abstract:By collecting and referring to related materials,the natural population resources distribution of
Keteleeria cyclolepis in our country was investigated. The results showed that the reason for the
K. cyclolepis endangering was the habitat requirements of natural reproduction and over-chop. The natural
population habitat,chromosome karyotype research,seedling-raising technique and domesticated were
analyzed to perform the conservation and reasonable utilization for K. cyclolepis resources. The further
study on plantation cultivation and high efficient breeding technology of K. cyclolepis was made.
Key words:Kateleeria cyclolepis;habitat analysis;chromosome karyotype;seedling-raising
江南油杉 (Keteleeria cyclolepis)属裸子植物,
松科油杉属的常绿大乔木,根据 《中国植物志》
的分类,江南油杉为油杉 (Keteleeria fortunei
var. fortunei (A. Murray bis)Carrière)的变种,是
我国南方重要的珍贵用材树种之一。江南油杉是
我国特有的树种,主要分布在福建、浙江、江西、
广东、广西、湖南、贵州、云南等地[1]。笔者对
国内的部分研究现状和资源分布等情况进行收集、
整理和分析,为进一步保护和利用江南油杉这一
优良珍贵乡土树种,实现江南油杉的造林推广、
更新和保护提供科学依据[2]。
第 43 卷 第 3 期 广 西 林 业 科 学 Vol. 43 No. 3
2014 年 9 月 Guangxi Forestry Science Sep. 2014
1 江南油杉研究发展动态
我国从 50 年代开始,主要对油杉的种群、育
苗、染色体核型、引种造林等方面进行了研究,
但研究起步较晚,而早在 1888 年,欧美等国对铁
坚油杉 (Keteleeria davidiana)进行了引种栽培[3],
对油杉的引种栽培和造林方面已走在我国
前面[4 - 5]。
1. 1 资源分布与种群特征
根据 《中国植物志》记载,油杉属全世界共
11 种,除 2 种产于越南外,其他均为我国特有种
(我国共有 9 种 1 变种),广泛分布在东部及西部
亚热带区。王名金等[3]对江南油杉地理分布的调
查发现江南油杉主要分布于东部至福建、广东、
广西沿海山地。陈绍华等[6]对广西油杉物种的调
查研究表明,在广西境内江南油杉天然分布很广,
水平分布南起北部湾之滨,北到九万大山,东起
金秀大瑶山,西到南盘江畔,垂直分布海拔 300 ~
1 000 m。刘仁林[7]在江西安远县欣山镇大坝头村
仰天湖发现天然群落,海拔 901 m,地理位置为
115°2904″E、25°0420″N;最大树高达 30 m。王
德水[8]在调查江南油杉群落结构特征中发现,江
南油杉群落比较稳定,正处于生长成熟期,整个
群落位于坡的下部,内部较为阴湿,林下枯落物
较多,厚达 4 cm 左右。翁闲[9]在对福建江南油杉
天然种群分布规律的研究中发现福建省有 20 个县
(市、区)39 个乡镇有江南油杉天然种群分布,以
群落形式存在的有 12 个分布点,以零星散生或孤
立木形式存在的有 27 个分布点,分布的海拔范围
为 300 ~ 900 m,说明福建省的江南油杉资源分布
是现有资料中最多的省份。曹良俊等[10]在对武义
县的古树名木资源调查中发现,在明山乡东巨村
发现 1 株江南油杉,树龄 200 年以上,树高 24 m,
胸径 68 cm。王惠[11]等在对白马山省级自然保护区
的调查中发现南油杉王为庵山江南油杉群落中最
大的一棵,也是松溪县江南油杉古树中最古老、
最高大、最健壮的一株,胸径 136 cm,树高 32 m,
冠幅 23 m × 22 m,树龄 500 年以上,被当地人称
为江南油杉王。缪绅裕[12]等在广东始兴对南山自
然保护区植被的研究中发现一株江南油杉,估计
树龄至少 100 年以上。王德水[8]对江南油杉群落结
构特征进行了研究,结果表明江南油杉与其伴生
树种相对优势度分别为 65. 55%和 34. 45%,说明
未来江南油杉仍将处于支配地位。何国生[13]采用
典型样方法研究了福建江南油杉 4 种天然林群落物
种结构的特征,在天然群落中,大树和老树占有
较大比例,幼树和小苗较少,属于衰退种群,正
处于渐危状态,江南油杉天然更新存在严重障碍,
将被常绿阔叶树所取代。
江南油杉自然分布在海拔 300 ~ 1 000 m,坡度
为 30° ~ 50°,在气候温润,雨水充足的环境下生
长,江南油杉适应长期生长,其树龄过百,树高
20 ~ 30 m,胸径达 1 m以上。但随着人类的砍伐日
益严重,江南油杉的天然分布情况已不为乐观。
研究江南油杉群落结构,了解群落中各种群的相
互作用,探讨种群与其生存环境间的相互关系,
及其他种群间的竞争关系,逐步揭示种群在森林
生态系统中的功能及在群落演替中的作用,保护
好树种的基因对树种的保护、繁衍和今后的科学
研究可提供基础理论依据。
1. 2 江南油杉染色体核型研究
江南油杉具有树干端直、木材纹理直、材质
重,耐水湿,抗腐性强等多种特点,为建筑、桥
梁、家具、船舱、面板等优良用材树种,其速生
效果好,树形优雅美观,也是优良的园林绿化树
种[14]。目前,除云南油杉 (Keteleeria evelyniana)
保存有一定面积的天然林外,其他种类均是零星
残存分布或局部成片分布,资源极少。由于人为
砍伐、自身生物学特性以及自然环境等综合因素
的影响,油杉属植物的资源日渐减少。采取对应
的保护措施,通过基因方面的研究,使其种质资
源得以保存和持续利用是很有必要的。
李林初[15]对江南油杉染色体的核型研究发现,
江南油杉的染色体数目为 2n = 24,和属内其他种
的染色体数目相同,与属的染色体基数相符。未
发现非整倍性变异和多倍现象,也未见 B 染色体,
表明江南油杉在进化上处于比较原始的地位。陈
维新等[16]通过 4 种油杉染色体的比较,研究推测
出地理分布和核型进化趋势,其很可能起源于中
国西南地区,其后向东面发展。油杉核型进化趋
势是江南油杉 (Keteleeria cyclolepis)→矩鳞油杉
(Keteleeria fortunei var. oblonga) → 黄 枝 油 杉
(Keteleeria davidiana var. calcarea)→ 台湾油杉
(Keteleeria davidiana var. formosana)。吴文珊等[17]
在对油杉染色体核型的研究中发现,在 5 种油杉
中,江南油杉最为原始,说明其他油杉根据江南
油杉进化而来。陈维新等[18]对 20 种树木的染色体
观察发现,黄枝油杉和矩鳞油杉 2n = 24 染色体与
油杉属的江南油杉、铁坚油杉、云南油杉和台湾
油杉的染色数目相同。
203 广 西 林 业 科 学 第 43 卷
现有研究证明油杉属中染色体的核型能较好
地揭示种的系统进化地位,该类群的细胞学研究
结果有利于进一步探索其系统进化关系。目前,
已有的对江南油杉染色体的研究并不多,还不能
很好解决油杉系统内发育关系,仍需进一步
论证[14]。
1. 3 江南油杉繁殖育苗
江南油杉木材质优、市场需求量较大和有较
强的生态景观功能而倍受关注[19]。随着木材市场
价格上涨,江南油杉的天然林更新缓慢,造成了
优质木材日益短缺等问题,优质材性速生的人工
林的营建会解决市场缺乏的现状。
江南油杉种子人工繁育主要是播种育苗、容
器育苗 2 种方式。吴文杰[20]在江南油杉播种育苗
技术研究中采用条播方式,以行距为 15 cm,每公
顷播种量 150 kg,播种后覆盖厚 1 cm细土,播种后
1 个月及时除草,每隔半月用 1%尿素水溶液及
2%复合肥水溶液交替浇湿 1 次,在苗木管护方面
取得了良好的成效。翁闲[21]在江南油杉容器育苗
试验中对种子采用催芽处理,然后用腐殖质土
60%、黄心土、菌根土各 20%加 2%钙镁磷和 1%
复合为基质,每袋中间点播种子 2 ~ 3 粒,播后每
袋覆盖 1 cm 的营养土,大约 1 年生苗木均高 20
cm,2 年生苗木均高 50 cm。魏重和[22]在江南油杉
营养袋培育技术中采用腐殖质土、黄心土、火烧
土和钙镁铵 50%、30%、18%和 2%比例混合配制
营养杯,然后用 1%硫酸亚铁或 2%的福尔马林消
毒,出圃率可达 98%以上。张纪卯[23]研究了油杉
容器苗的技术,既保证容器苗的生长,又节约了
育苗成本。郭志新等[24]对油杉的扦插育苗试验表
明,油杉插穗在生根过程中受土温影响较大,激
素能显著地提高插穗的生根能力,苗木成活率高,
恢复生长快。麻建强等[19]通过轻基质容器育苗试
验,试验表明不同的容器规格、基质配比和缓释
肥施入量对江南油杉的苗高、基径和高径比等 3 个
苗期主要性状有较显著的影响。
无性繁殖的诸多研究表明,克服不易生根是
个难题,许多学着研究油杉无性繁殖都集中在生
根剂方面[23 - 27]。江南油杉种子含油脂量高,不易
长时间保存,解决无性繁殖技术可以为人工林营
建提供技术基础。
1. 4 合理开发与资源保护
中国是世界上木材生产和消费大国,同时,又
是人均占有森林资源很少的国家之一[28]。随着我
国社会经济的持续发展,木材需求量大幅度增加,
木材供需矛盾日益加剧[29]。为了我国生态环境的
可持续发展,1999 年全国停止采伐天然林,这样,
人工林可持续经营将成为我国林业行业一个非常
重要的课题[30]。
江南油杉是我国优质珍贵的乡土树种,具有
树形优美,生长速度快,木材材质优,木材结构
细致等特点,是我国特有高价值的用材树种[31]。
目前研究发现,江南油杉大小年现象突出,种子
含脂量高,容易腐坏,天然种群更新能力减弱,
加之人为过度砍伐利用是导致其濒危的重要因素。
牟凤娟等[32]对珍稀植物濒危的初步研究中提到,
物种的濒危主要是来自人类的干扰、生态环境的
破坏和资源的不合理利用等。沈燕[33]调查发现,
人类的活动会干扰其适宜生境主要因素。
1990 年广西林科所开展了油杉物种资源调查
与人工栽培的试验、热带亚热带主要树种物候研
究;1995 年福建省国有来舟林场开展了油杉容器
育苗技术研究;2010 年广西林业科学研究院筛选
出适合南方培育江南油杉的育苗基质;福建林业
职业技术学院开展了江南油杉种质资源收集和异
地保存技术研究;浙江省建德市林业技术推广中
心研究了江南油杉轻基质育苗;云南大学在对中
国油杉属植物的生态地理分布与系统演化进行了
系统的分析;西南林业大学对油杉属植物研究动
态进行了综合评述;广西林业科学研究院对速生
珍贵树种驯化的研究表明江南油杉引种驯化是可
行的[34],并开展了种质资源的调查与收集、种群
遗传多样性、良种的选育、苗木繁育技术、施肥
技术、定向培育和优化栽培模式等研究,为江南
油杉的保存与推广打下了基础。
2 发展与展望
2. 1 特性和用途研究
江南油杉的种质资源具有小种群零散散布等
特点,集中分布在中国南方地区。种子萌发的特
殊条件也影响种群的自然更新,加上其栖息地环
境不同程度的破坏,目前这个古老的物种正处于
濒危的境地。我国在江南油杉的研究中取得了一
定的科研成果,但是相对也发现很多问题,主要
原因是生物本身的特性,初期生长迟缓,给人们
造成不良印象,于是疏而远之,抛而弃之,然而
油杉的优点远多于它的缺点。除其优良的生物学
特性外,经济价值上用途颇大。其木材较坚实、
纹理顺直、木纹美观、品质优良可供家具、建筑、
桥梁、等工业用材。另外,油杉对立地条件及经
303第 3 期 蒋 燚,王 勇,刘 菲,等:江南油杉种质资源与苗木繁殖研究动态与展望
营管理要求不严,抗病虫能力强,是当前几个作
为大面积造林的树种所不能及的,基本免除病虫
防治工作,可节省大量的人力、物力和财力,并
能提高林木品质和生产量,大大降低成本经费[35]。
2. 2 良种选育技术
林木良种是林业建设的重要物质基础,是发
展现代林业的源动力[36]。良种选育技术水平的高
低、速度的快慢,将直接影响林业的发展水平,
因此开展江南油杉选育研究,具有重要的现实
意义。
我国在江南油杉良种选育研究,主要集中在
容器育苗、播种育苗以及引种造林等方面[19 - 22],
但其研究途径只限于有性繁殖,研究种源分散,
研究技术单一,潜在效益不高,且没有系统地开
展江南油杉种质资源收集保存、引种驯化、种源
试验以及个体选择研究。因此,应开展江南油杉
种质资源收集保存,建立江南油杉种质资源库,
以有性创造、无性利用的方法,结合前人研究基
础以及现在生物技术,选育江南油杉优良种源、
优良家系、优良无性系,这是实现合理开发利用
江南油杉资源的重要途径。
2. 3 人工林可持续经营研究
人工林是森林资源的重要组成部分,人工林
经营对巩固造林绿化成果,提高林地生产力和森
林质量有重要意义[37]。科学规划、合理经营是人
工林发展的关键。我国从建国初期开始,陆续开
展了江南油杉引种驯化和人工造林研究,包括江
南油杉引种驯化的立地条件、人工林生长规律和
生物量、人工造林技术措施以及江南油杉人工林
与其它树种人工林间的差异等内容[38 - 41],但也存
在着研究区域小,缺乏典型性,没有统一规范的
造林技术;缺少山地人工造林经验;树苗种下长
期不见林;林分结构单一,生物多样性差,缺乏
自肥能力,生态功能弱等问题。为此,应大力开
展江南油杉的良种选育工作,选育出生长速度快、
稳定性强、抗逆性强的树种,结合其它树种混合
造林,科学规划,合理经营,在山地,特别是在
低丘、荒山、石漠化等地区推广造林,促进江南
油杉人工林资源的可持续利用和健康发展。
江南油杉的高效栽培技术和优良家系选择的
研究还需进一步探讨。
参考文献
[1]彭彪,盖新敏 . 江南油杉林植物种群竞争的研究[J]. 江
西农业学报,2003,20(2):46 - 47.
[2]何国生 . 福建江南油杉 4 种天然林群落物种结构特征
[J]. 西南林业大学学报,2011,31(5):1 - 5.
[3]王名金,伍寿彭,陈永辉 . 四种油杉植物引种初报[J].
江苏林业科技,1987(8):24 - 27.
[4]Rebderr A. Manual of Cultiva-ted Trees and srubs 18[M].
New york:The Macmi-lian ComPany,1956.
[5]Dallmore W. A Handbook of Coniferae[M]. London:
Edward Arnold and co,1996.
[6]陈绍华 . 广西油杉物种的调查研究[J]. 广西林业科技,
1979(1):15 - 20.
[7]刘仁林 . 江南油杉[J]. 江西林业科技,2012(5):3 - 5.
[8]王德水 . 江南油杉群落结构特征研究[J]. 福建林业科
技,2003,30(3)37 - 46.
[9]翁闲 . 福建江南油杉天然种群分布规律研究[J]. 福建
林业科技,2008,35(4):12 - 28.
[10]曹良俊 . 武义县古树名木资源调查[J]. 浙江林学院学
报,1998,15(4):435 - 439.
[11]王惠,陈少青 . 白马山省级自然保护区古树王调查研
究[J]. 福建林业科技,2008,35(2):246 - 250.
[12]缪绅裕,王厚麟,陈桂珠 . 广东始兴南山自然保护区植
被的研究[J]. 广东大学学报,2006,5(5):15 - 19.
[13]何国生 . 福建江南油杉 4 种天然林群落物种结构特征
[J]. 福建林业科技,2011,31(5):1 - 5.
[14]牟凤娟,戴兴芬,李双智 . 油杉属植物研究动态[J]. 西
部林业科学,2012,41(6):92 - 99.
[15]李林初,徐炳声 . 江南油杉和台湾油杉核型的比较研
究[J]. 广西植物,1984,4(2):277 - 280.
[16]陈维新,叶志云,蔡玲 . 黄枝油杉和矩鳞油杉的核型研
究[J]. 植物分类学报,1989,27(1) :49 - 52.
[17]吴文珊,张清其,刘剑秋 . 油杉染色体核型的研究[J].
福建师范大学学报,1993,9(1):74 - 77.
[18]陈维新,叶志云,蔡玲 . 二十种树木的染色体观察[J].
广西林业科技,1987(3):13 - 19.
[19]麻建强,翁春余,李江燕 . 江南油杉轻基质容器育苗试
验[J]. 浙江林业科技,2010,30(4):90 - 93.
[20]吴文杰 . 江南油杉播种育苗技术[J]. 安徽林业,2006
(3):29.
[21]翁闲 . 江南油杉育苗技术[J]. 林业实用技术,2004
(2):22 - 23.
[22]魏重和 . 江南油杉营养袋培育技术[J]. 林业实用技
术,2005(1):23.
[23]郭志新,田野,张纪卯 . 油杉扦插育苗试验研究[J]. 河
南林业科技,1995(3) :43 - 44.
[24]张纪卯 . 不同基质和容器规格对油杉容器苗生长的影
响[J]. 福建林学院学报,2001,21(2):176 - 180.
[25]蒋柏生,文桂喜,唐芸,等 . 不同处理对濒危植物黄枝
油杉扦插育苗的影响[J]. 广西植物,2008,28(4) :549
- 552.
[26]吴际友,程勇,王旭军,等 . 铁坚油杉无性系嫩枝扦插
403 广 西 林 业 科 学 第 43 卷
繁殖效应[J]. 中国农学通报,2007,23(12) :133
- 135.
[27]廖德志,吴际友,程勇,等 . 柔毛油杉无性系嫩枝秋季
扦插繁殖试验[J]. 中国农学通报,2009,25(15) :91
- 94.
[28]包晓斌,操建华 . 中国木材市场分析及政策评述[J].
林业经济,2008(2):24 - 29.
[29]张智光,唐文彬 . 中国木材市场供需系统的综合预测
[J]. 林业科学,1996,32(3):260 - 268.
[30]谢直兴,严代碧 . 桉树人工林现状及其可持续发展
[J].四川林业科技,2006,27(1):75 - 81.
[31]季冬林 . 杉木林萌芽更新经营技术[J]. 林业实用通
讯,2000(6):43.
[32]牟凤娟,戴兴芬,马士祝 . 珍稀植物蓑衣油杉濒危机制
的初步研究[J]. 植物研究,2013,33(2):214 - 219.
[33]沈燕,曹基武,刘春林 . 湖南濒危植物黄枝油杉的资源
现状及人工栽培技术[J]. 福建林业科技,2009,36(3):
107 - 116.
[34]营林室引种组 . 江南、矩鳞油杉驯化试验报告[J]. 广
西林业科技,1979(3):12 - 17.
[35]陈绍华,韦增健 . 广西油杉物种的调查研究[J]. 广西
林业科技,1979,01:1 - 9.
[36]齐金海,曹文生,柴旭光,等 . 浅谈林木良种选育工作
[J]. 防护林科技,2009(3):94 - 95.
[37]金正道 . 我国人工林经营现状与集约经营对策[J]. 中
国生态农业学报,2003,1(11):133 - 134.
[38]曹基武,邓云飞 . 江南油杉引种造林试验初报[J]. 湖
南林业科技,1994,21(4):40 - 42.
[39]朱积余,韦增健,丘小军 . 油杉属树种人工造林的试
验研究[J]. 林业科学,1993,29(1):67 - 71.
[40]林同龙 . 闽北江南油杉人工林的生长规律和生物量
[J]. 亚热带农业研究,2010,6(1):19 - 22.
[41]王勇,蒋燚,黄荣林,等 . 广西江南油杉人工林冠幅与
胸径相关性研究及应用[J]. 广东农业科学,2014(6):
檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧
62 - 65.
(上接第 300 页)
对表 2 中实地坐标值与测量坐标值的纬度与经
度进行拟合。纬度方程为 y = 0. 999 98x +
0. 000 404 9,残差范数为 0. 000 229 74;经度拟合
方程为 y = 0. 999 97x + 0. 003 055 2,残差范数为
0. 000 222 47。残差满足随机分布。
外部 19 个点的校验数据中,有 4 个点的转换
精度 > 10 m,其余点的转换精度均 < 10 m。在林业
有害生物灾害小班定位的实际应用中,10 ~ 13 m
的偏移值仍可以接受。
3 讨论
在开发和应用 GIS信息管理系统过程中,提高
数据转换精度,增强定位准确性一起是林业工作
者的努力方向。以县区为单位,确定转换模型,
求解转换参数,并在空间数据采集模块中实现坐
标的转换,是解决林业有害生物灾害小班准确定
位比较理想的方法之一。
参考文献
[1]杜大彬,张宽房,张开盾,等 . 手持 GPS 坐标系转换方法
[J]. 陕西地质,2007,25(1):96—102.
[2]国家测绘地理信息局 . 2000 大地坐标系推广使用技术
指南[EB /OL]. [2014 - 6 - 16]. http:/ /www. sbsm.
gov. cn /article / tzgg /201307 /20130700128528. shtml
503第 3 期 蒋 燚,王 勇,刘 菲,等:江南油杉种质资源与苗木繁殖研究动态与展望