全 文 ：文章编号:1000-2286(2004)03-0377-04
珍稀濒危植物———崖柏种群结构
与动态初步研究
刘建锋1 ,肖文发1＊ ,郭志华2 ,江泽平1 ,刘正宇3
　　(1.中国林业科学研究院 林业研究所 , 北京 100091;2.中国林业科学研究院 森林生态环境保护研究所 , 北京
100091;3.重庆药用植物研究所 ,南川 408400)
摘要:基于对崖柏产地 7个典型群落的实地调查 , 运用“空间序列代替时间序列”的方法 , 对崖柏种群年龄结构
与动态进行研究。结果表明:崖柏种群各龄级间出现严重的不连续现象;根据年龄结构图和存活曲线 , 崖柏种
群年龄结构可划分为 4 个类型:增长型 , 始衰型 ,中衰型和老衰型;同时所有群落的调查表明 ,崖柏幼苗幼树数
量稀少且个体死亡率高 , 故认为种群增长接近于衰退状态。
关键词:崖柏;种群;大小结构;动态
中图分类号:S791.370+.1　　文献标识码:A
A Preliminary Study on Population Structure and Dynamics of
A Rare and Endangered Plant , Thuja
sutchuenensis(Cupressaceae)
LIU Jian-feng1 ,XIAO Wen-fa1＊
GUO Zhi-hua2 , JIANG Ze-ping1 ,LIU Zheng-yu3
　　(1.The Research Institute of Forestry ,Chinese Academy of Forestry ,Beijing 100091 , China;2.The Re-
search Institute of Forestry ,Environment and Protection ,Chinese Academy of Forestry ,Beijing 100091 , China;3.
Chongqing Institute of Materia Medica ,Nanchuan 408400 , China)
　　Abstract:Thuja sutchuenensis is a rare and endangered species in China which was rediscoveried recently.In-
vestigation was carried out in , Kaixian County and Chengkou County , where the species is distributed.With the
method of spatial sere substituting for time sere , the age-structure and dynamics of T .sutchuenensis populations in
seven typical communities were discussed.Then according to the size-structure and size-survivorship curve of
these populations , the types of age-structure , which was of serious incompletion ,were classified into the growing
type , the initial declining type , the mid-declining type and the declining type.Seen from its high death rate and
sparsity of seedlings and saplings , shown in the field surveying , T.sutchuenensis population is thought to be a
senescent one.
Key words:Thuja sutchuenensis;population;size-structure;dynamics
崖柏(Thuja sutchuenensis)为柏科(Cupressaceae)崖柏属常绿乔木。1998年曾被世界自然保护联盟(I-
UCN)列为已灭绝的裸子植物 ,但 1999 年在重庆市东北部山区被重新发现。2003 年世界自然保护
收稿日期:2004-01-20
基金项目:国务院三峡建设委员会办公室“三峡库区陆生动植物监测”(SX2001-012)资助项目
作者简介:刘建锋(1977-),男 ,硕士 ,助理研究员 ,研究方向为生物多样性保护。 ＊ 通讯作者 , E-mail:Xiaowenf@
caf.ac.cn。
第 26卷第 3期 江 西 农 业 大 学 学 报 Vol.26 ,No.3
2004年 6月 Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis June ,2004
DOI :10.13836/j.j jau.2004085
表 1　崖柏种群大小级结构资料
样地号 1 ～ 7级现存个体数/个·hm
-2
1 2 3 4 5 6 7
总和
P1 50 50 175 175 75 25 0 550
P2 0 25 100 50 25 0 200 400
P3 75 125 125 75 0 75 25 500
P4 100 0 50 75 25 0 0 250
P5 700 50 575 400 275 25 25 2 050
P6 50 0 100 75 75 25 25 350
P7 150 100 250 225 0 0 0 725
联盟(IUCN)已重将其评为世界级极危物种 。它对研究中国西南地区植物区系的演化历程 、古生物学 、
古气候学等方面存在重要的学术价值。但到目前为止 ,除对其生物生态学特性有一般描述外[ 1] ,其它方
面的研究近乎空白。
种群的年龄结构对分析过去种群的结构和受干扰状态 ,预测未来的种群动态具有重要作用 。但在
植物种群研究中 ,因无可靠的外部特征可以确定其年龄 ,而且植物生长速率具有不可预测性 ,如一些植
物可能比同种同龄的其它个体长得更大 ,采用传统的钻取木芯的方法来确定年龄 ,不仅具有很大程度的
不确定性而且工作量大 ,同时在实际工作中 ,尤其是天然林乔木种群 ,要比较准确地确定个体年龄相当
困难 。因此 ,个体大小级(size classes ,如高度 、覆盖面积或胸高直径DBH)在生态学研究中就表现出比仅
以实际年龄为依据的年龄结构描述更为有效的优势 ,而许多研究也表明这是一种较为可行的方法[ 2～ 5] 。
在此 ,我们采用该方法对崖柏自然的年龄结构进行估计 ,预测其种群动态 ,为该濒危植物的保护提供一
定的理论依据。
1　研究地区自然概况
目前发现的崖柏自然种群集中分布在属大巴山山系的渝东北部分山区 ,分布的经纬范围为东经
108°30′～ 109°15′,北纬 31°30′～ 31°50′。且在该范围内呈间断分布。整个分布区域的土壤类型复杂 ,母
岩主要有砂岩 ,板岩 ,灰岩等;土壤以黄壤 ,山地黄壤及黄棕壤为主。该区域气候类型属中亚热带和北亚
热带的过渡区 ,气候较为寒冷 ,年平均气温 6.0 ℃～ 10.0 ℃,1月平均气温-0.8 ℃～ 4.5 ℃, 7月平均
气温 15.9 ℃～ 20.2 ℃,极端最低气温-10.0 ℃,极端最高气温 30.0 ℃,常年积雪 3个月左右 ,无霜期
150 ℃～ 200 d ,年日照时数 1 000 ～ 1 200 h ,年降水量 1 200 ～ 1 400 mm ,全年≥0 ℃的积温 2 530 ℃～
3 880 ℃, ≥10.0 ℃的积温 1 290 ℃～ 2 970 ℃。
该区域处于华中植物区系的核心部位 ,分布区内有着寒温性针叶林 、温性针叶林 、温性针阔混交林 、
暖性针叶林 、落叶阔叶林 、常绿落叶阔叶混交林 、常绿阔叶林等极为丰富的植被类型 ,并拥有一大批珍贵
的动植物资源 ,如云豹(Neofelis nebulosa),金雕(Aquila chrysaetos)等动物物种及珙桐(Davidia involucrate)、
红豆杉(Taxus chinensis)等植物物种。
2　研究方法
采用“空间序列代替时间序列”的方法 ,在崖柏分布区内选取 7个分布较为集中的崖柏群落(其中开
县4个 ,城口县 3个),进行常规群落调查:每个群落取样面积为 20 m×20 m ,记录的项目主要包括:(1)
乔木的高度 、枝下高 、胸径 、冠幅;(2)灌木和草本的高度 、盖度 、株数;(3)生境因子:海拔 、坡向 、坡度 、坡
位 、土壤类型。
根据 7个群落中崖柏胸径数据进行大小级结构分析 ,并结合各样地中崖柏个体的径级分布及其与
植物生活史的关系 ,按曲仲湘(1952)林木级划分标准[ 6] ,并参照岳明(1995)对侧柏的划分[ 7] ,将崖柏种
群个体归于 7个大小等级 ,其大小结构划分按以下两种方式处理:对于胸径小于 4 cm 的个体分为两级 ,
分别为高度小于 1 m(幼苗级),大于 1 m(幼树级);对于胸径大于 4 cm 的个体 ,胸径每增加 4 cm 为一
级;第七级为胸径大
于 20 cm ,各级分别
以1 ～ 7这 7个数字
标记 ,并分级进行数
据统计 ,见表 1。
将各大小级的
现存个体数作总和
标准化后以大小级
百分比表示 。以大
小级百分比和大小
·378· 　江 西 农 业 大 学 学 报 第 26卷
图 1　崖柏种群大小级结构图
图 2　崖柏种群存活曲线
级为坐标轴作出 7个样地各
自的崖柏种群大小级结构图
(图 1)。由于大小级划分的
标准是不统一的 ,故在作种
群生存曲线时采用半对数
化 ,即以现存个体数的自然
对数值为纵坐标 ,大小级为
横坐标 ,缺失部分以虚线相
连 ,得到 7 个样地的崖柏种
群生存曲线(图 2)。
3　结果与分析
根据 7个样地所示的年
龄结构(图 1),可以看出各
样地的年龄系列均不同程度
地出现残缺 ,或者说大小级
结构出现不同程度的缺失现
象。大致表现为两种情况:
一是幼苗级(1)或者幼树级
(2)出现凹缺或者缺失;二是
大树级(如样地 3的第 5级 、
样地 2的第 6级)出现缺失或者凹缺。对第一种情况可以认为 ,对于作为阳性树种的崖柏 ,由于上层植
物对阳光的遮蔽以及由此而加剧了种群内和种群间个体的竞争(包括自感或者他感作用),使得幼苗或
者幼树的延续生长受到显著影响而导致缺失现象的发生。对于第二种情况 ,除上述的个体间竞争之外 ,
其原因还有 ,随着植物个体的增长 ,其面临的环境阻力逐渐加大 ,当这种阻力大到足以阻止这一大小级
个体向更大
径级(或高
度)发展时就
会导致缺失。
另外干扰(如
人为砍伐)和
种群自身的
更新方式亦
可形成这种
现象。如阳
含 熙 等
(1988)在研
究长白山阔
叶红松(Pi-
nus koraien-
sis)林时就发
现 ,红松种群
为间断更新 ,
·379·第 3期 刘建锋等:珍稀濒危植物———崖柏种群结构与动态初步研究
分成几个浪潮集中出现 ,每个浪潮约 40 ～ 80年 ,在年龄结构上表现出断代现象[ 8] 。但在此处还需进一
步研究。
根据 Leak(1975)对乔木种群存活曲线的划分标准[ 9] ,结合大小级结构图对崖柏种群在不同的分布
点的不同年龄结构特征 ,将崖柏种群分成4种类型:
类型 1———增长型种群类型 ,如 P5 ,年龄结构大致呈金字塔状 ,大小级别处于 1 、2级的占到个体总
数的 40%。大径级个体数少。样地种群密度分别为 2 050株/hm2 ,存活曲线在第 2级出现凹陷而整体
接近于倒“J”型 ,主要的伴生树种有铁杉(Tsuga chinensis)、黄杨(Buxus sinica)等 。此类种群多分布在沟
谷两侧土壤湿润阳光充足附近有崖柏母树种群的地段 ,而且人迹罕至 ,人为破坏较少 ,是故种群密度最
大。
类型 2———始衰型种群类型 ,包括样地 P3 、P4 、P6 ,年龄结构金字塔图形大致呈瓮型 ,小径级和大径
级个体较少 ,而中等径级个体较多 。样地的种群密度分别为 500 、250和 350株/hm2 ,存活曲线略呈断点
凸形 ,为下降种群 ,主要的伴生树种有巴东栎(Quercus engleriana)、黄杨(Buxus sinica)、多齿长尾槭(Acer
caudatum var.multiserratum)、南川小檗(Berberis fallaciosa)等 。此类种群多分布在西南坡坡度较大(40°)
的中坡位上 ,处于坡谷地带 ,土壤较湿润 。
类型 3———中衰型种群类型 ,如P1和 P7。年龄结构呈瓮型 ,小径级个体和大径级个体较少或缺失。
样地的种群密度分别为 550株/hm2和 725株/hm2 ,存活曲线呈凸形且较类型2明显 ,主要的伴生树种有
黄杨(Buxus sinica)等 。此类种群多分布在西北坡的中坡位上 。
类型 4———老衰型种群类型 ,如样地 P2 ,年龄结构呈倒金字塔形 ,大径级个体占到 50%以上 。样地
种群密度为 400 株/hm2。存活曲线出现凸凹两个节点 ,总体趋势下降。主要的伴生树种有红豆杉
(Taxus chinensis)、巴山榧(Torreya fargesii)等 。此类种群多分布于山脊的中坡位 。
4　讨　论
从以上分析 ,可以看出 ,崖柏自然种群的年龄结构出现严重的不连续现象 ,而且野外 7个样地调查
也表明 ,幼苗幼树级个体稀少且死亡率较高 ,存活个体的数量不及全部个体数的 1/3(30.57%),使种群
的延续生长难以达到持续 ,总体上可认为崖柏种群接近于衰退状态 。天然状态下崖柏种群的自然更新
虽有可能 ,但实施人为措施来促进崖柏种群的更新已成为必要 ,如严令禁止砍伐 、放牧的同时开展一定
规模的人工育苗 ,进行无性繁殖或者利用生物技术等手段培育具有遗传差别的个体 ,通过适当促进种群
间的基因交流来加快崖柏种群规模的扩大。
参考文献:
[ 1] XIAO QIAOPING , FAJON A , LI ZHENYU , et al.Thuja sutchuensis:A rediscovered species of the Cupressaceae[ J] .Botanical Jour-
nal of the Linnean , 2002 , 139:305～ 310.
[ 2] Rundel community structure and stability in the giant Sequoia groves of the Siera Nevada , California[ J] .American Midland Natural-
ist , 1971 , 85:487～ 492.
[ 3] 董鸣.缙云山马尾松种群年龄结构初步研究[ J] .植物生态学与地植物学学报 , 1987 , 11(1):50～ 58.
[ 4]刘智慧.A primary study on the structure and dynamics of Castanopsis fargesii population [ J] .植物生态学与地植物学学报 ,
1990 , 14(2):120～ 128.
[ 5] 黎云祥 ,刘玉成 , 钟章成.Quantitative structure and dynamics of leaf population of Gordonia acuminata on Jinyun Mountain[ J] .植
物生态学报 , 1997 , 21(1):67 ～ 76.
[ 6] 曲仲湘.南京灵谷寺森林现状的分析[ J] .植物学报 , 1952 , 1(1):18～ 49.
[ 7] 岳明.陕北黄土区森林地带侧柏种群结构及动态初探[ J] .武汉植物学研究 , 1995 , 13(3):231 ～ 239.
[ 8] 阳含熙 ,伍业钢.Tree composition , age structure and regeneration strategy of the mixed broadleaf koreanping forest in Changbaishan
Biosphere Reserve , China[ J] .林业科学 , 1988 , 24:18 ～ 27.
[ 9] Leak W B .Age distribution in Virginred spruce and Northern Hardwoods[ J] .Ecology , 1975 , 56:1 451 ～ 1 454.
·380· 　江 西 农 业 大 学 学 报 第 26卷