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珍稀濒危植物小叶红豆种群格局及濒危原因分析



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·资源与利用·
收稿日期:2013 - 04 - 13
基金项目:由贵州省高层次人才科研条件特助经费项目“剑河县九虎大
山小叶红豆植物群落调查研究”资助。
作者简介:杨汉远(1963 -) ,男,高级工程师,主要从事林木良种选育、
森林培育、森林生态调查等工作。
珍稀濒危植物小叶红豆种群格局及濒危原因分析
杨汉远1, 冯邦贤2, 袁茂琴1, 杨加文1
(1.黔东南州林业科学研究所, 贵州 凯里 556000; 2.贵州大学林学院, 贵阳 550025)
Analyses on Population Pattern and Endangered Causes of
Rare and Endangered Species Ormosia micropylla
YANG Han-yuan1,FENG Bang-xian2,YUAN Mao-qin1,YANG Jia-wen1
摘要:采用径级结构代替年龄结构以及方差均值比率法对蝶形
花科 Papibilnaceae红豆树属 Ormosia珍稀濒危植物小叶红豆种
群的年龄结构和种群格局进行了研究。绘制了小叶红豆种群
的特定时间生命表和存活曲线;分析了导致小叶红豆濒危的主
要原因。根据株高和胸径将小叶红豆种群的年龄结构和高度
结构分为 5 级。在小叶红豆的 5 个年龄结构分级中,成熟个体
和过熟个体较多,无幼苗和幼树;高度结构不完整,种群中个体
高度发育不具有连续性。种群的方差均值比率为 0. 821 4,其
空间分布格局为随机分布。根据特定时间生命表将小叶红豆
种群的发育分为成熟阶段和过熟阶段。根据种群存活曲线,小
叶红豆种群属于衰退型。种群遗传多样性低、自我更新能力
差、种子萌发率低下、生境片段化和人为干扰破坏是小叶红豆
濒危的主要原因。针对小叶红豆濒危现状和主要原因,提出了
相应的保护对策和建议。
关键词: 种群格局;年龄结构;濒危原因;小叶红豆
中图分类号: Q 948. 15 文献标志码: A
文章编号: 1001 - 4705(2013)06-0052-03
种群结构和格局是种群生态生物学研究的重要方
面,是种群与环境长期相互作用和选择适应的结
果[1],能综合反映群落的生态学过程、了解群落动态
和预测演替的方向[2,3]。在植物生态学研究中,种群
年龄结构能近似地表示为径级大小,它综合反映了植
物的数量的变化趋势及与环境间的相互关系,能较好
地解释种群动态变化。分析种群在不同发育阶段的空
间格局变化可以推断种群新生个体的产生、成年个体
的死亡以及种群发展的动态特征。
小叶红豆(Ormosia micropylla)为蝶形花科、红豆
树属树种。其边材和心材区分明显,边材浅黄褐色,心
材比例大,为深紫红色至紫黑色,纹理通直,结构细匀,
干缩小,耐腐性强,色泽及花纹美观,是制造高级家具、
乐器、美术工艺品的特种珍贵用材,极为珍贵[4]。其
地理分布范围狭窄,仅分布于贵州、福建、广东、广西,
呈岛屿状分布,生长在海拔 600 ~ 800 m的山坡、坡脚、
林中[5 ~ 7]。由于长期的掠夺性采伐,小叶红豆已成为
数量稀少,濒于灭绝的物种,在原有文献记载的很多分
布点几乎找不到活植物体,因而对其保护已迫在眉
睫[8]。
黔东南州剑河县九虎大山分布有面积较大的小叶
红豆天然群落。目前,关于小叶红豆群落物种组成及
群落结构方面已有研究报道[9],但从种群生态学、生
殖生物学及遗传多样性等角度对其濒危原因进行全面
系统的研究尚未见报道。为此,根据种群格局特征分
析了小叶红豆的濒危原因,并提出相应的保护策略,旨
在为小叶红豆的有效保护提供理论指导和科学依据。
1 研究地概况和研究方法
1. 1 研究地自然概况
小叶红豆天然群落分布区位于贵州省剑河县,属
亚热带温暖季风气候区,以山地、低山、中低山为主。
主要在海拔 700 ~ 900 m的南哨乡九虎大山,生长在常
·25·
第 32 卷 第 6 期 2013 年 6 月 种 子 (Seed) Vol. 32 No. 6 Jun. 2013
绿阔叶林及常绿落叶阔叶混交林中。分布区水热条件
优越,年均降雨量为 1 220. 5 mm,相对湿度为 78% ~
84%,土壤为山地黄壤。伴生树种在乔木层主要有红
甜槠 Castanopsis eyrei var. neocavaleriei、脉叶虎皮楠
Daphniphyllum paxianum、深山含笑 Michelia maudiae、
黄皮树 Phellodendron chinense、银木荷 Schima argentea、
江南越橘 Vaccinium Mandarinorum、溪畔杜鹃 Rhodo-
dendron rivulare 等;灌木层主要有香叶子 Lindera fra-
grans、香粉叶 Lindera pulcherrima、牛皮桐 Itea chinen-
sis、杜鹃 Rhododendron simsii、细枝柃 Eurya loquaiana、
长柱红山茶 Camellia longistyla、屏边桂 Cinnamomum
pingbienense、八爪金龙 Ardisia crenata、齿叶红淡比
Cleyera japonica等;地被植物有碎米莎草 Cyperus iria
和狗脊蕨 Woodwardia japonica。
1. 2 研究方法
1. 2. 1 样地设置
在小叶红豆天然群落分布区设置面积 10 m × 10
m样方 35 个,记录其中植物的种类以及小叶红豆的株
树、高度、胸径、盖度等指标。
1. 2. 2 年龄结构分级
采用空间代替时间的方法,以立木级代替年龄结
构,采用经典分级方法[10,11],根据株高(H)和胸径
(DBH)将小叶红豆的年龄分为Ⅰ级(H < 0. 33 m)、
Ⅱ级(H≥0. 33 m,DBH < 2. 5 cm)、Ⅲ级(2. 5 cm≤
DBH <7. 5 cm)、Ⅳ级(7. 5 cm≤DBH <22. 5 cm)、Ⅴ级
(DBH≥22. 5 cm)。据此对样地内全部小叶红豆个体
进行年龄分级统计。
1. 2. 3 高度结构分级
根据实际调查结果,以株高(H)5 m 为一个高度
级差,将小叶红豆分为Ⅰ级(H < 5 m)、Ⅱ级(5 m≤
H <10 m)、Ⅲ级(10 m≤H < 15 m)、Ⅳ级(15 m≤H <
20 m)、Ⅴ级(20 m≤H≤25 m)5 个高度级。依此统计
样地内各高度级小叶红豆的株树。
1. 2. 4 空间分布格局分析
小叶红豆种群的空间分布格局用方差均值比率
(S2 /M)法判定[12]。即 S2 /M 值等于或接近于 1,为随
机分布;S2 /M值大于 1 为集群分布;S2 /M 值小于 1 为
均匀分布。实测值与预期值的偏离程度采用 t 检验
确定。
1. 2. 5 特定时间生命表编制
用立木相对年龄的大小代替绝对年龄级,依据待
定时间生命表的编制原理和方法,计算生命表中的各
项参数,编制小叶红豆的待定时间生命表。
1. 2. 6 存活曲线绘制
根据待定时间生命表,以立木的相对年龄大小级
为横坐标,以 In(lx)纵坐标,绘制小叶红豆的存活
曲线。
2 结果与分析
2. 1 小叶红豆种群空间分布格局分析
小叶红豆 35 个样方(n = 35)在泊松分布中的方
差 S2 = 2. 041 7,均值 M =2. 485 7,二者的比值 S2 /M =
0. 821 4。用 t检验检测实测值与预期值的偏离程度,
t0. 05(34)= 2. 032 0,大于 | t | = 0. 728 8,S
2 /M 接近 1。按
照泊松分布比值标准,小叶红豆的空间分布格局属于
随机分布。小叶红豆在林分中属随遇种,在林下更新
较差,周围没有幼苗和幼树,呈现出随机分布的格局。
2. 2 小叶红豆种群的年龄结构分析
按照年龄级对 35 个样方中小叶红豆的个体进行
分级统计,结果见表 1。在小叶红豆的 5 个年龄结构
分级中,Ⅰ级幼苗和Ⅱ级幼树的数量均为 0,Ⅲ级低龄
成树的数量也仅为 4,主要是Ⅳ级和Ⅴ级成树,分别有
21 株和 62 株,合占总个体数的 95. 40%,由此可以看
出小叶红豆种群中成年个体较多,属于衰退型种群。
表 1 小叶红豆种群的年龄结构分析
年龄级 株数 比率(%)
Ⅰ(H <0. 33 m) 0 0. 00
Ⅱ(H≥0. 33 m,DBH <2. 5 cm) 0 0. 00
Ⅲ(2. 5 cm≤DBH <7. 5 cm) 4 4. 60
Ⅳ(15 m≤H <20 m) 21 24. 14
Ⅴ(DBH≥22. 5 cm) 62 71. 26
合计 87 100. 00
2. 3 小叶红豆种群的高度结构分析
在Ⅰ ~Ⅴ高度结构级中,小叶红豆的个体数分别
为 0、0、6、43、38 株(见表 2)。从高度级看,小叶红豆
种群的高度级结构不完整,种群中个体高度发育不具
有连续性。
表 2 小叶红豆种群的高度结构分析
高度级 株数 比率(%)
Ⅰ(H <5 m) 0 0. 00
Ⅱ(5 m≤H <10 m) 0 0. 00
Ⅲ(10 m≤H <15 m) 6 6. 90
Ⅳ(15 m≤H <20 m) 43 49. 43
Ⅴ(20 m≤H) 38 43. 67
合计 87 100. 00
2. 4 小叶红豆种群的特定时间生命表
依据年龄结构分级数据,编制出小叶红豆种群的
特定时间生命表,结果见表 3。由表 3 可见,小叶红豆
种群不存在幼苗和幼树,从生长到死亡就分为 2 个阶
段,成熟阶段(年龄级为Ⅲ ~Ⅳ级)和过熟阶段(年龄
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资源与利用 杨汉远 等:珍稀濒危植物小叶红豆种群格局及濒危原因分析
表 3 小叶红豆种群的特定时间生命表
x ax lx dx qx Lx Tx Ex In(ax) In(lx)
Ⅰ(H <0. 33 m) 0 - - - - - - - -
Ⅱ(H≥0. 33 m,DBH <2. 5 cm) 0 - - - - - - - -
Ⅲ(2. 5 cm≤DBH <7. 5 cm) 4 1 000. 000 - 4 250. 000 - 4. 250 3 125. 000 21 250. 000 21. 250 1. 386 6. 908
Ⅳ(15 m≤H <20 m) 21 5 250. 000 - 10 250. 000 - 1. 950 10 375. 000 18 125. 000 3. 452 3. 045 8. 566
Ⅴ(DBH≥22. 5 cm) 62 15 500. 000 15 500. 000 1. 000 7 750. 000 7 750. 000 0. 500 4. 127 9. 649
注: x:年龄级; ax :每个龄级的个体数; lx :在 x龄级开始时标准化存活个体数; dx :从 x到 x + 1 龄级间隔期内标准化死亡数; qx :从 x到 x + 1
龄级间隔期内标准化死亡率; Lx :从 x到 x + 1 龄级间隔期内的存活个体数; Tx :从 x龄级至更高龄级的个体总数; Ex :进入 x龄级个体
的期望寿命。
级为Ⅳ ~Ⅴ级) ,且过熟阶段个体数较多。
2. 5 小叶红豆种群的存活曲线
根据特定时间生命表绘制小叶红豆种群的存活曲
线(图 1)。根据 Leak 的划分标准[12],小叶红豆种群
属于衰退型。
图 1 小叶红豆种群的存活曲线
综合以上分析结果,小叶红豆主要表现出以下 3
个种群生态学特征:地理分布及生境狭窄,种群数量极
少;空间分布格局为随机型,属于衰退型种群;无幼苗
及幼树个体,缺乏自我更新能力。
3 结论与讨论
3. 1 种群内遗传多样性低。分布地域种群个体数过
低,严重影响绳子交配与种子发育,形成极度缺乏自我
更新能力。属于衰退型种群,表现出濒危物种的特征。
3. 2 小叶红豆种皮质硬、紧密、脆,不易透水,休眠期
长等特性导致发芽率极度低下,形成种子生产力低下。
3. 3 生境片段化化较为严重。小叶红豆种群空间分
布格局属于随机分布型,自然状态下随机分布于林分
中,对种群发展乃至物种生存都不利。
3. 4 人为活动的破坏。精美木材的需求、森林砍伐、
城市化建设、土地资源的不合理利用所引起的生境丧
失和片段化也是导致物种濒危的主要原因之一。
4 小叶红豆的保护对策及建议
4. 1 就地保护
对现有小叶红豆野生种群及其栖息地的保护是最
为有效的保护措施。
4. 2 异地保护
开展播种、扦插、嫁接、组织培养等繁殖技术研究
和人工林培育技术研究,建立异地保存林,进一步实施
小叶红豆的规模化种植和产业化基地建设。
4. 3 归化自然
在实行就地保护和人工培育的基础上,将人工培
育的小叶红豆个体移植到其原有的生境中,让其归化
至自然环境中,并正常发育、产生后代,扩大自然种群
的规模。
4. 4 加强公众教育,提升保护意识
野生植物的保护和管理是一项长期而艰巨的工
作,也是一项公众性的工作,通过宣传普法,减少人为
破坏,对小叶红豆的保护具有重要的作用和意义。
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