免费文献传递   相关文献

濒危植物景东翅子树的萌生特征



全 文 :书第 40 卷 第 3 期 东 北 林 业 大 学 学 报 Vol. 40 No. 3
2012 年 3 月 JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITY Mar. 2012
1)国家林业局珍稀濒危物种野外救护与繁育项目。
第一作者简介:袁春明,男,1964 年 1 月生,国家林业局云南珍
稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室(云南省林业科学院) ,副研
究员。
收稿日期:2011 年 9 月 6 日。
责任编辑:任 俐。
濒危植物景东翅子树的萌生特征1)
袁春明 司马永康 耿云芬 郝佳波 毛云玲 罗忠华 鲁成荣 袁德财
(国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室(云南省林业科学院) ,昆明,650204) (云南哀牢山国家级自然保护区景东管理局)
摘 要 调查研究了濒危植物景东翅子树种群的起源与萌生特征。结果表明:所调查的 4 个种群中共记录到
景东翅子树 99株,其中萌生形成的植株 35株,占总株数的 35. 4%;萌生个体主要处于幼树(D<2 cm)和小树(2 cm≤
D<5 cm)阶段,二者占全部萌生个体的 85. 7%。景东翅子树萌生更新的方式主要是根部萌生和干基萌生 2 种。4
个种群平均的萌生百分比为 59. 2%,萌生个体萌生的平均茎数为 2. 8 个。景东翅子树萌生的方式和萌生能力的
大小与人为干扰的状况与关。萌生在干扰条件下景东翅子树种群的恢复和维持中起到了重要的作用。
关键词 景东翅子树;种群;萌生更新;恢复;人为干扰
分类号 Q754. 1;Q16
Sprouting Traits of Endangered Plant Pterospermum kingtungense /Yuan Chunming,Sima Yongkang,Geng Yunfen,
Hao Jiabo,Mao Yunling(Yunnan Key Laboratory for Conservation of Rare,Endangered and Endemic Forest Plants (Yun-
nan Academy of Forestry) ,State Forestry Administration,Kunming 650204,P. R. China) ;Luo Zhonghua,Lu Chengrong,
Yuan Decai(Jingdong Administrative Bureau of Ailao Mountain National Nature Reserve in Yunnan)/ / Journal of Northeast
Forestry University. -2012,40(3). -113-114,122
The population derivation and sprouting characteristics of endangered plant Pterospermum kingtungense were studied.
A total of 99 individuals were recorded in four investigated populations. The number of sprouts is 35,accounting for 35. 4%
of the total individuals. The sprouts primarily occur in saplings (diameter at breast height (DBH)<2 cm)and small trees
(2 cm≤DBH<5 cm) ,taking up 85. 7% of the total sprouts. The main sprouting modes of P. kingtungense are root sprou-
ting and stem sprouting. The average proportion of sprouting individuals to all the individuals in the four populations is 59. 2%,
while the number of sprouts per sprouting individual is 2. 8. Sprouting modes and capacity of P. kingtungense are related to
forest disturbance regime. The sprouting ability of P. kingtungense plays an important role in the restoration and mainte-
nance of its populations under disturbances.
Keywords Pterospermum kingtungense;Populations;Sprouting regeneration;Restoration;Human disturbances
更新是种群延续的重要保证,植物通过更新使
种群得以增殖、扩散和延续。植物的自然更新可通
过种子和萌生更新来实现,这 2 种更新方式各有优
劣。种子更新能提高或维持种群的遗传多样性,对
种群进化十分重要;而萌生更新在选择上有优势,对
环境具有更强的适应能力[1-2]。近年来,植物萌生
的生态学意义越来越被研究者所重视[3],研究干扰
条件下植物的萌生过程和种群发展,可为植被恢复
和生态重建以及物种多样性的保护提供理论依据。
景东翅子树(Pterospermum kingtungense)属梧桐
科(Sterculiaceae)翅子树属,为国家二级重点保护野
生植物[4]。由于其分布区狭窄,生境的丧失以及人
为砍伐利用的影响,该物种目前正处在濒危状
态[5]。景东翅子树具有较强的萌生更新能力,这在一
定程度上对其种群的维持与恢复发挥了重要作用。
文中对已发现的 4个景东翅子树种群进行调查,主要
探讨人为干扰条件下:景东翅子树种群的起源(个体
来源) ;景东翅子树萌生的方式与萌生能力。
1 研究地自然概况
调查地点位于云南省景东县无量山东坡的文龙
乡山岔河。分布区属山地季风气候。年平均气温
16. 8 ℃,≥10 ℃积温 5 000 ~ 6 000 ℃,年降水量
1 000 ~ 1 100 mm,多集中在雨季的 5—10 月份;土壤
为中亚热带气候条件下发育而成的红壤[6]。景东
翅子树主要分布于山地季风常绿阔叶林中,与其伴
生的其他乔木树种主要有白头树(Garuga forrestii)、
红椿(Toona ciliata)、红果坚木(Dysoxylum binec-
tariferum)、四蕊朴(Celtis tetrandra)、臭椿(Ailanthus
altissima)等[7]。
2 材料与方法
4 个种群分布的生境特点及人为干扰的状况详
见文献[5],其中种群 1 ~ 3 以共优种或单优种的形
式分布在季风常绿阔叶林中,种群 4 分布在次生灌
丛中。由于景东翅子树资源数量极少,无法应用生
态学取样技术,因而采用全面清查的方法,在野外获
取并记录每个种群全部个体数及其胸径(D,存在萌
生现象的个体,测定其最大茎干的胸径作为该植株
DOI:10.13759/j.cnki.dlxb.2012.03.004
的胸径)。
参照高贤明等[8]的野外调查方法将每个种群
的全部个体分为单茎植株(即 1 个根系上只有 1 个
茎干)和多茎植株(1 个根系上具有 1 个以上的茎
干,即萌生株)。种群起源的确定主要依据树干是
否出自于伐桩,或是否有与树干大小极不相称的干
基。种群 1 ~ 3 分布在常绿阔叶林中,其中根部萌生
的多茎个体由于难于确定,本研究中均视为实生起
源,但种群 4 为次生灌丛,由于人为破坏严重伐桩基
本去除,但从个体大小、高度等判断根部萌生的多茎
个体应为萌生起源。
为了评价景东翅子树萌生更新的能力,统计分析
了每个种群萌生的百分比(即多茎个体占总个体数的
百分比)和萌生个体萌生的平均茎数[9],本研究中所
调查萌枝的基径≥1 cm。2种萌生方式间萌生个体萌
生的平均茎数的差异性采用 t检验的方法。
3 结果与分析
3. 1 种群起源
4 个种群中共调查到景东翅子树 99 株(表 1) ,
其中萌生形成的植株 35 株(残桩萌生 33 株,枯死后
萌生 2 株) ,占总株数的 35. 4%,超过 1 /3 的个体数。
萌生个体主要处于幼树(D<2 cm)和小树(2 cm≤D<5
cm)阶段,二者占全部萌生个体的 85. 7%。种群 4
中植株的大小相差不大,平均胸径±标准差为(3. 1±
1. 1)cm,全为萌生所形成,其中少数个体甚至发生
再次砍伐后萌生的现象。
表 1 不同种群景东翅子树的数量及其起源
种群
个体
数 /株
株数 /株
D<1 cm
G S
1 cm≤D<2 cm
G S
2 cm≤D<5 cm
G S
5 cm≤D<10 cm
G S
10 cm≤D<20 cm
G S
D>20 cm
G S
1 43(5) 10 — 2 1 8 3 15 — 3 1 — —
2 17(3) — — — — 1 2 9 — 4 1 — —
3 21(9) 4 2 — 3 1 3 4 1 2 — 1 —
4 18(18) — — — 2 — 14 — 2 — — — —
合计 99(35) 14 2 2 6 10 22 28 3 9 2 1 —
注:括号内数字为萌生起源的个体数;G.实生株;S.萌生株;—.无。
3. 2 萌生方式
在调查过程中发现,萌生的枝条主要分布在母
株根部或残桩顶端。由此可见,景东翅子树萌生更
新的方式主要是根部萌生和干基萌生 2 种,它们分
别利用树木根系和树桩上的休眠芽或不定芽形成新
的植株,以达到更新之目的。干基萌生中,在所有被
调查的有明显砍伐残桩中,几乎全部存在萌生现象;
另外,个别植株由于本身衰老等原因也存在干基萌
生的现象。人为干扰较轻的种群 1 和种群 2 以根部
萌生为主,干扰较重的种群 3 中的萌生大多为人为
砍伐后的干基萌生,种群 4 由于人为破坏严重伐桩
被去除而表现为根部萌生,少数个体为再次砍伐后
的干基萌生(表 2)。
表 2 不同种群中景东翅子树萌生的方式
种群
株数 /株
根部萌生 干基萌生
1 10 3
2 5 3
3 2 9
4 9 3
3. 3 萌生能力
4 个种群平均的萌生百分比为 50. 9%,萌生个
体萌生的平均茎数(平均数±标准差)为(2. 6±1. 9)
个。景东翅子树萌生百分比、萌生个体萌生的平均
茎数在不同种群之间存在一定的差异(表 3)。景东
翅子树萌生的百分比与人为干扰的程度有关,干扰
越严重的种群中萌生的百分比越高;萌生个体萌生
的平均茎数与萌生的方式有关,4 个种群中干基萌
生个体萌生的平均茎数显著地高于根部萌生的个体
(干基萌生为(3. 8±2. 8)个,根部萌生为(2. 0±0. 9)
个,F1,51 = 11. 88,P=0. 001)。
表 3 不同种群景东翅子树萌生的百分比和萌生个体萌生
的平均茎数
种群
单茎个
体数 /株
多茎个
体数 /株
萌生的百
分比 /%
萌生个体萌生的平均茎数 /枝
根部萌生 干基萌生
1 27 16 37. 2 2. 4±0. 9 4. 3±0. 6
2 9 8 47. 1 1. 8±0. 5 5. 0±2. 7
3 10 11 52. 4 3. 0±1. 4 3. 3±3. 5
4 6 12 66. 7 1. 7±0. 7 3. 3±2. 5
平均值 50. 9 2. 0±0. 9 3. 8±2. 8
注:萌生个体萌生的平均茎数为平均值±标准差。
4 结论与讨论
萌生是植物抵抗干扰(例如火灾、采伐、风灾
等)的重要方式[10-12]。在遭受比较严重的干扰时,
许多植物因为具有较强的萌生能力而保存下来,而
一些萌生能力较弱的植物则有可能灭绝[13-14]。本
研究表明,萌生作为干扰生境下景东翅子树种群繁
衍和稳定的一种途径,可迅速补充其幼树群体,是其
顺利通过种群更新瓶颈的策略。
景东翅子树在轻度人为干扰条件(下转 122页)
411 东 北 林 业 大 学 学 报 第 40 卷
模型,该模型在多时无雨的条件下根据某时刻之前
的气温、相对湿度、风速以及可燃物含水率值能够预
测之后 1 h 后可燃物的含水率,经检验模型精度达
96%(相对误差不超过 5%) ,基本上反映出可燃物
温度、相对湿度、风速与可燃物含水率变化率的关
系,同时说明气象因子对可燃物含水率的影响有一
定的滞后性。
通过仿真模拟可以得出,气温、相对湿度和风速
等影响因子对可燃物含水率变化影响都有一定的滞
后,本文模型中选取的延迟时间为 τ1 = 2、τ2 = 2、τ3 =
4。对于不同种类或不同形状的可燃物,其滞后时
间是不同的。由于本文是在一定时间段内进行的模
拟,因此具有一定的局限性,今后将对延迟时间规律
做进一步的研究。
对于在有降雨的情况下,可燃物含水率的变化
规律较为复杂,本文没有讨论。
参 考 文 献
[1] Anderson H E,Schuetle R D,Mutch R W. Timelag and equilibri-
um moisture content of Ponderosa pine needles[M]. Minneapolis:
Dept. of Agriculture,Forest Service,Intermountain Forest and
Range Experiment Station,1978:8-14.
[2] Viney N R,Catchpole E A. Estimating fuel moisture response
times from field observations[J]. International of Wildland Fire,
1991,1(4) :211-214.
[3] 金森,李绪尧,李有祥.几种细小可燃物失水过程中含水率的
变化规律[J].东北林业大学学报,2000,28(1) :35-38.
[4] 金森,姜文娟,孙玉英.用时滞和平衡含水率准确预测可燃物
含水率的理论算法[J].森林防火,1999(4) :12-14.
[5] Qu Zhilin,Min Yingying,Zhao Liansheng,et al. Study on the
predicted model of forest fuel moisture[C]/ / IEEE. 2010 Interna-
tional Conference on Electrical and Control Engineering,26 - 28
June. 2010,Wuhai,China:[s. l.],2010:2170-2173.
[6] 刘曦,金森. 平衡含水率法预测死可燃物含水率的研究进展
[J].林业科学,2007,43(12) :

126-133.
(上接 114 页)下(例如种群 1)萌生的百分比也较
高,说明其具有较强的萌生更新能力。有研究表明,
萌生能力较强的树种常常产生的种子数量较少,缺
乏种子库,种子成熟率低,实生苗木较少,实生苗木
保存率也较低[15]。因此,景东翅子树具有较强的萌
生能力可能是其个体生活史策略,是对其实生苗更
新困难的一种补充和适应。
景东翅子树萌生方式和萌生能力的大小与人为
干扰的状况有关。人为砍伐干扰能够增加景东翅子
树个体萌生的发生率,但高强度的干扰(去除伐桩)
又降低了萌生个体萌生的茎干数。例如,受人为干
扰严重的种群 4,其萌生的百分比最高,但萌生个体
萌生的平均茎数却较低,这是因为砍伐残桩被破坏
的缘故。景东翅子树萌生更新的方式主要是根部萌
生和干基萌生 2 种,其中根部萌生主要发生在自然
状态下,或在人为去除伐桩仅保留根系的条件下。
与干基萌生相比,根部萌生的能力要低。
萌生在干扰条件下景东翅子树的更新和种群恢
复中起到了重要的作用,但是反复萌生更新必然导
致其种群的退化,进而影响到以景东翅子树为主要
乔木树种的群落结构与功能。因此,保护景东翅子
树,关键是加强其原生境的保护,促使景东翅子树生
长发育为成年植株,以保障其实生苗的补充与建立,
使景东翅子树种群有一个合理的年龄结构,最终实
现种群的自我繁衍。
参 考 文 献
[1] 李小双,彭明春,党承林. 植物自然更新研究进展[J].生态学
杂志,2007,26(12) :2081-2088.
[2] 陈沐,曹敏,林露湘.木本植物萌生更新研究进展[J]. 生态学
杂志,2007,26(7) :1114-1118.
[3] 闫恩荣,王希华,施家月,等. 木本植物萌枝生态学研究进展
[J].应用生态学报,2005,16(12) :2459-2464.
[4] 云南省林业厅,云南省林业科学院,国家林业局云南珍稀濒特
森林植物保护和繁育重点实验室. 云南国家重点保护野生植
物[M].昆明:云南科学技术出版社,2005.
[5] 袁春明,司马永康,耿云芬,等.濒危植物景东翅子树种群的分
布、年龄结构及其动态特征[J]. 东北林业大学学报,2011,39
(5) :15-16,33.
[6] 喻庆国.无量山国家级自然保护区[M]. 昆明:云南科学技术
出版社,2004.
[7] 吴兴华,余昌元.景东翅子树保护现状及拯救措施[J].林业调
查规划,2009,34(6) :130-132.
[8] 高贤明,王巍,杜晓军,等. 北京山区辽东栎林的径级结构、种
群起源及生态学意义[J]. 植物生态学报,2001,25(6) :673 -
678.
[9] Nanami S,Kawaguchi H,Tateno R,et al. Sprouting traits and
population structure of co-occurring Castanopsis species in an ever-
green broad-leaved forest in southern China[J]. Ecological Re-
search,2004,19:341-348.
[10] Bell D T. Ecological response syndromes in the flora of south-
western western Australia:fire resprouters versus reseeders[J].
Botanical Review,2001,67:417-440.
[11] Everham E M,Brokaw N V L. Forest damage and recovery from
catastrophic wind[J]. Botanical Review,1996,62:113-185.
[12] Kammesheidt L. Forest recovery by root suckers and above-
ground sprouts after slash-and-burn agriculture,fire and logging
in Paraguay and Venezuela[J]. Journal of Tropical Ecology,
1999,15:143-157.
[13] Bond W J,van Wilgen B W. Fire and Plants[M]. London:
Chapman & Hall,1996.
[14] Bond W J,Midgley J J. Ecology of sprouting in woody plants:
the persistence niche[J]. Trends in Ecology and Evolution,
2001,16:45-51.
[15] Kruger L M,Midgley J J,Cowling R M. Resprouters vs reseed-
ers in South African forest trees:a model based on forest canopy
height[J]. Functional Ecology,1997,11:101-105.
221 东 北 林 业 大 学 学 报 第 40 卷