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极危植物云南芙蓉种群生物学特性



全 文 :第 32 卷 第 2 期 西 南 林 业 大 学 学 报 Vol. 32 No. 2
2012 年 4 月 JOURNAL OF SOUTHWEST FORESTRY UNIVERSITY Apr. 2012
收稿日期:2011 - 08 - 19
基金项目:云南省教育厅科学研究基金项目资助。
第 1 作者:李云琴(1986—) ,女,硕士生。研究方向:生物多样性。E-mail:liyunqin1@ 126. com。
通信作者:杜凡(1957—) ,男,教授,硕士生导师。研究方向:竹类和生物多样性。E-mail:kmdufan@ 163. com。
doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 1914. 2012. 02. 021
极危植物云南芙蓉种群生物学特性
李云琴 杜 凡 冷天鑫 汪 建 刘 娟
(西南林业大学林学院,云南 昆明 650224)
摘要:对云南芙蓉的分布、生境、居群现状、生长状况和形态学特征作专题调研,并分析其极危原因。
结果表明:在元江县城附近昆洛公路边和元江县东俄加油站公路边 2 个原有分布点找寻到其植株,
并发现元江边武洒村旁、元江县农业技术推广站附近和华侨农场附近 3 个新分布点;云南芙蓉为阳
性不耐旱的亚灌木植物,伴生植物主要为热带阳性次生物种,云南芙蓉没有根蘖和倒苗现象,可以
正常开花结实,花果期很长且结实量很大,但实生苗极少;其分布区域在不断消失,植株数量急剧减
少,整体呈衰退趋势;严重的人为干扰是造成云南芙蓉野生居群个体数量急剧减少的主要原因;自
花传粉的局限、种子的重力散布方式和自然更新能力较差可能是致使其极危的内在原因。
关键词:云南芙蓉;居群现状;生物学特性;极危原因
中图分类号:S718. 3 文献标志码:A 文章编号:2095 - 1914(2012)02 - 0101 - 05
Biological Characteristics of the Critically Endangered
Species Hibiscus yunnanensis Population
LI Yun-qin,DU Fan,LENG Tian-xin,WANG Jian,LIU Juan
(Forestry College,Southwest Forestry University,Kunming Yunnan 650224,China)
Abstract:Hibiscus yunnanensis is one of the critically endangered(CR)species in the China Species Red List.
The geographic distribution,habitat conditions,population status,growth and morphological characteristics of H.
yunnanensis were surveyed,and the reasons leading to the critically endangered status were analyzed. According to
the previous records,two old distribution spots of H. yunnanensis were found adjacent to Kunluo highway and close
to Donge gas station,three new distribution points were discovered close to Wusa Village,adjacent to the Overseas
Chinese Farm,and by the Agricultural Science and Technology Extension Station of Yuanjiang County. H. yun-
nanensis is a heliophilous sub-shrub species,not drought resistant,it usually grows in the sunny but moist habitats,
whose accompany plants are mainly tropical heliophilous secondary species. H. yunnanensis plants do not generate
root suckers,and do not fall easily. There are seldom seedlings in the H. yunnanensis communities although the a-
dult plants may regularly blossom and bear fruits,with long florescence duration and large quantity of fruits. The
distribution area of H. yunnanensis is shrinking,and the number of the plants has decreased rapidly,showing the
overall declining trend. It was proposed that the human interference has been the main reason to cause the sharp re-
duction of H. yunnanensis plant number in the wild populations. The limitation of its self pollination,the spreading
way of its seeds by gravity and the poor ability of natural regeneration might be the internal reasons leading to be ex-
tremely endangered.
Key words:Hibiscus yunnanensis;population status;biological characteristics;endangered reason
云南芙蓉(Hibiscus yunnanensis S. Y. Hu)系锦
葵科(Malvaceae)木槿属(Hibiscus)多年生亚灌木,
发现于我国云南中南部元江县城附近的河谷地带。
1955 年胡秀英博士以 A. Henry 13218 为模式标本建
立该种[1],此后近 60 年间,仅有武素功、李延辉、陶
国达、杜凡等人采集到少量标本(表 1) ,而且除了发
表新种时的报道外,未见任何关于本种的研究资
料;在《中国物种红色名录》第一卷中[2],云南芙蓉
被列为极危物种,濒危等级为极危 CR B1ab(ii)。
表 1 标本采集记录
采集号 采集人 采集地 采集日期 海拔 /m
665 武素功 元江县城附近昆洛公
路边,阳处
1958 - 11 - 06 500
5628 李延辉 元江县二区 1964 - 01 - 20 800
38696 陶国达 元江县西拉河 1984 - 05 - 31 700
38761 陶国达 元江县西拉河,台地,
较潮湿
1984 - 06 - 01
38862 陶国达 元江县,河边 1984 - 06 - 07 550
Y3375 杜凡 元江县东俄加油站公
路边
2006 - 10 - 17 620
本文在对云南芙蓉进行专题调查基础上分析
其极危原因,为更好的保护和有效利用这一珍贵的
植物资源提供理论依据,也为保护生物多样性,减
少物种丧失提供科学支撑。
1 调查地概况
云南芙蓉分布于云南省中南部元江县城周边
元江河谷区域,已经发现的分布区域约 30 km范围,
海拔为 376 ~ 637 m,地处东经 101°39 ~ 102°22,北
纬 23°18 ~ 23°55。元江河谷是云南最典型的干热
河谷,呈东南走向,河谷深陷,其西南一侧有与大江
平行、海拔高 3 000 m左右的哀牢山脉和无量山脉,
阻挡着来自孟加拉湾的西南暖湿气流,使河谷一带
形成突出的焚风效应,气候十分干热。元江河谷
(海拔 400 m)的平均温度达 23. 7 ℃,年平均降雨量
约 800 mm。蒸发量是降雨量的 3 ~ 4 倍。年均降水
量的 80% ~90%集中于雨季,干季更加干旱[3]。目
前,元江河谷分布有干热性稀树灌草丛、残存的热带
季雨林、石灰岩灌丛、肉质多刺灌丛等植被类型[4]。
2 调查方法
2010 年 10 月中旬到 2011 年 2 月底,对云南芙
蓉进行了 3 次专题调查,包括访问调查和样地调查。
调查首先从上述标本记录地点着手,然后逐渐扩大
范围。前后共发现 5 个分布点,设置了 12 块样地,
进行群落学和种群学调查。样地大小根据云南芙
蓉的生境而定,其中,8 块样地为 5 m × 5 m,2 块受
地型影响,面积设为 3 m ×7 m,还有 2 块因为有乔木
层树种面积设为 10 m × 10 m。仔细观察和记录样
方内云南芙蓉的株数、株高、冠幅、果实数、种子数
量等指标,从每个样地中选择具有代表性的 1 株个
体,测量其叶片长和宽、叶柄长、花冠冠幅,分析其
形态变异情况。
种子千粒质量的测定以 100 粒种子为 1 组,称
其质量乘以 10 得到,共称 3 组,取其平均值。
3 结果与分析
3. 1 濒危现状与生境特征
2010 年 10 月中旬对云南芙蓉进行第 1 次调
查,根据前人标本记录,在元江县城附近昆洛公路
边和元江县东俄加油站公路边寻找到了云南芙蓉,
然后扩大调查范围发现 3 个新的分布点:元江边武
洒村旁、元江县农业技术推广站附近和华侨农场附
近(表 2) ,共计 36 株,包括仅分布于东俄加油站公
路边的 15 株实生幼苗。以上分布点均位于元江县
城附近的田埂上或路边向阳处。植株果实较多,部
分果实成熟,但植株中上部还有花蕾,调查中未发
现有昆虫访问其植株的现象。
表 2 云南芙蓉调查点及居群变化情况
分布地点 生境特征 海拔 /m 样地面积 /m 样地号
第 1 次调
查 /株
物候
第 2 次调
查 /株
物候
第 3 次调
查 /株
物候 消失原因
东俄加油站附近* 地埂 620 ~ 637 3 × 7、5 × 5 样 01 ~样 05 19 花果 2 果 0 - 以地埂杂草除去
农业技术推广站旁 路边 433 5 × 5 样 06 8 花果 1 果 0 - 路边杂草铲除
昆洛公路边* 路边稀疏林下 416 ~ 433 5 × 5、10 × 10 样 07 ~样 09 4 花果 1 果 1 叶 建筑施工
元江边武洒村旁 路边,干燥阳处 381 5 × 5 样 10 1 花果 1 果 1 花
华侨农场附近 路边,沟边阳处 376 ~ 382 5 × 5 样 11 ~样 12 4 花果 4 果 4 花
合计 /株 36 9 6
注:* 为前人已经调查到的分布区。
201 西 南 林 业 大 学 学 报 第 32 卷
2010 年 1 月初第 2 次到上述 5 个分布点调查,
除红河边和华侨农场外,其余 3 个点已经遭到严重
破坏。云南芙蓉总株数减少到 9 株,此时虽为寒冬
季节,其植株并未倒苗,植株上仍有部分尚未开裂
的果实,发现部分种子有被昆虫啃食的现象。
2011 年 2 月底,时隔 50 d 第 3 次调查,发现东
俄加油站和农业技术推广站 2 个分布点的云南芙蓉
已经消失;所有分布点的植株数量减少到 6 株;另
外,发现部分种子有被昆虫啃食的现象。
调查表明,云南芙蓉均分布于村子或县城附近
的公路边、地埂、水沟边,或是铁刀木 (Cassia
siamea)、杧果(Mangifera indica)等疏林下阳光充足
的地带,海拔最低点在元红公路边为 376 m。这些
地带人为活动较为频繁,由于人为砍伐和破坏,生
境中的灌木很少,乔木更是少见,生境具有明显的
次生性。
云南芙蓉属多年生亚灌木,未见分布于郁闭度
大的乔木、灌木林中。虽然在向阳的干燥地带能找
到云南芙蓉,如元江边武洒村旁,但是其生长矮小,
生活力较差。而在较为潮湿的生境中云南芙蓉生
长良好,表明本种是一个需要较强光照条件,而又
不耐旱的物种。
3. 2 伴生物种特征
统计 12 个样地资料,云南芙蓉生境中共有 84
种维管束植物,分属于 30 科 70 属。
1)物种组成。云南芙蓉生境中优势科为:禾本
科有 16 属 18 种,菊科有 11 属 11 种,锦葵科有 4 属
5 种。伴生植物中乔木树种很少,有些区域甚至没
有乔木,而且大部分为栽培种,主要有银合欢(Leu-
caena leucocephala)、杧果、铁刀木、厚壳树(Ehretia
sp. )。
灌木层盖度为 5% ~ 40%,可分为真正的灌木
和乔木幼树 2 部分。真正的灌木种类主要有叶下珠
(Phyllanthus urinaria)、二歧山蚂蝗(Desmodium di-
chotomum)、茳芒决明(Cassia sophera)、拔毒散(Sida
szechuensis)、心叶黄花稔(S. cordifolia)、地桃花
(Urena lobata)、恶味苘麻(Abutilon hirtum var. hir-
tum)、赛葵(Malvastrum coromandelianum)等;乔木幼
树有银合欢、杧果、铁刀木等。
草本层较为发达,盖度为 65% ~ 90%,主要优
势种为多枝臂形草(Brachiaria ramosa)、刚毛马唐
(Digitaria setigera)、狗牙根(Cynodon dactylon)、光
头稗(Echinochloa colonum)、饭包草(Commelina ben-
ghalensis)、牛膝(Achyranthes bidentata)等。
藤本植物较少,主要有黄毛黧豆(Mucuna
bracteata)、野豇豆(Vigna vexillata)、倒地玲(Cardio-
spermum halicacabum var. halicacabum)、小牵牛
(Jacquemontia paniculata)、小心叶薯(Ipomoea obscu-
ra)、鱼黄草(Merremia hederacea)等。
2)物种频度。在调查的 12 个样地 84 种植物
中,除云南芙蓉外,出现频度最高的是锦葵科的心
叶黄花稔,频度为 0. 92;其次是禾本科的刚毛马唐
和牛筋草(Eleusine indica) ,频度为 0. 83;再次是苋
科牛膝和旋花科小牵牛,频度 0. 67;然后依次是禾
本科多枝臂形草和鸭跖草科饭包草,频度 0. 58;菊
科百能威(Blainvillea acmella)和禾本科虮子草
(Leptochloa panicea) ,频度 0. 42;锦葵科拔毒散、禾
本科狗牙根、蝶形花科黄毛黧豆和菊科的藿香菊
(Ageratum conyzoides) ,频度 0. 33。
由此可看出,云南芙蓉伴生植物主要为田间杂
草,生境有明显的次生性,极易受到人为干扰。
3. 3 生物学习性
3. 3. 1 形态学特征补充 观察和分析采集的标本
发现,云南芙蓉形态特征与《云南植物志》[5]记载不
尽一致:其植株最高可达 2. 8 m(而非 80 cm) ,茎在
离基部约 3 ~ 4 cm 处分枝成丛状。叶卵形,大部分
为三浅裂(而非不分裂) ,裂片卵状三角形或卵形;茎
干中下部的叶长 11. 5 ~ 18. 0 cm,宽 10. 0 ~ 18. 0 cm,
中裂片长 4. 0 ~ 8. 0 cm,宽 5. 0 ~ 9. 0 cm;茎干上部
的叶大部分不分裂,长 2. 5 ~ 6. 5 cm,宽 4. 5 ~ 8. 0
cm,中裂片长 2. 5 ~ 4. 5 cm,宽 3. 5 ~ 4. 0 cm,基部圆
形或心形;叶脉 5 ~ 9 条,主脉 5 条;叶柄长 3. 5 ~
21. 5 cm。小苞片 7 ~ 10 枚(而非 10 枚)。花冠冠幅
为 4. 5 cm ×4. 5 cm ~5. 5 cm ×5. 5 cm。
3. 3. 2 物候特征 调查所见,冬季云南芙蓉地上部
分不枯萎,植株上仍然有绿叶,而且 12 月茎上的芽
仍在萌发。云南芙蓉花期很长,从 2 月底一直持续
301第 2 期 李云琴等:极危植物云南芙蓉种群生物学特性
到 11 月,并非《云南植物志》记载的 7—8 月,并且
同一植株上通常下部果实已成熟,上部还有花蕾。
云南芙蓉的花期还存在居群差异,第 3 次(2011 年 2
月底)调查发现,在仅剩的 3 个分布点中,昆洛公路
边(海拔 416 ~ 433 m)仅剩的 1 株正值叶芽期,但是
元江边武洒村旁(海拔 381 m)和华侨农场(海拔
376 ~ 382 m)2 个点的植株已经进入花期,而且这 2
个点的海拔是 5 个区域中相对较低的,由此可见,位
于低海拔的云南芙蓉开花较早。
定时观察发现,云南芙蓉花朵 9:00 左右开放,
17:00 左右闭合,这一特性使得花粉在夜间靠蛾、甲
虫等昆虫传播丧失了可能性;虽然花朵较大,但分
布点不集中,且每个分布点植株数量稀少,在自然
状态下风力授粉几率也很小;3 次调查在 5 个分布
点均没有发现传粉动物造访,但是云南芙蓉又可以
正常开花结实,所以推测云南芙蓉可以进行自花
授粉。
3. 3. 3 果实及种子特征 云南芙蓉结实期为 3 月
到次年 1 月,长达 10 个月;果实为蒴果,具 5 角楞的
翅,翅宽 3 ~ 4 mm,这在锦葵科植物中是仅有的;种
子肾形,无毛,具腺状乳突,千粒质量为 6. 4 g。调查
中共检测 40 个果实,多数果实每室有 5 粒种子,共
25 粒,但也有 18 ~ 26 粒种子的果实。除极个别植株
生活力差外,其余成熟植株每年每株可产果实 20 ~
140 个,可产种子 500 ~ 3 500 粒,总体来说云南芙蓉
可以正常开花结实,且结实量较大。
3. 3. 4 种子散布及更新 多次观察都未发现云南
芙蓉的根蘖现象,所以云南芙蓉应该是靠种子繁
殖,调查发现的实生苗就是例证。云南芙蓉果实具
五角楞的翅,蒴果在植株上成熟、开裂且不脱落,果
实上的 5 个翅,有利于果实随风摆动,能适当增加种
子散布距离。但种子散布距离十分有限,现场看到
的实生苗距离母株一般不超过 1 m。另外,其种子
较光滑、无毛,不易通过风力传播,也不易通过动物
等媒介挂带传播。
值得注意的是,云南芙蓉的结实量较大,但是
仅在东俄加油站发现 15 株实生苗,不到发现总植株
数的 50%,与其每株能产 500 ~ 3 500 粒种子相比,
实生苗数量比例极低。
4 云南芙蓉极危原因分析
4. 1 外界因素
4. 1. 1 人为干扰是导致其处于极危的主要外因
1)生境占用。云南芙蓉是热带性很强的阳性
亚灌木,较喜湿润环境,仅生长于当地低海拔、空
旷、平缓而较湿润的区域。而这样的区域至今已大
部由自然生境不断改变为村镇、耕地、厂矿、道路等
人为环境,大量挤占了云南芙蓉的生存空间。因
此,云南芙蓉只能在这些区域的路边、田埂、地脚零
星残存下来。而且这些残存的生境,很容易进一步
遭到人为破坏,使其居群数量不断减少,有的分布
点甚至消失。
2)生境条件改变。生境条件的变化对云南芙
蓉的生长影响较大,由于云南芙蓉属于阳性亚灌
木,在阳光充足且较为湿润地带和沟边长势良好。
虽然在干热环境中也可以生长,但生活力较差,开
花结实量小。一旦人为干扰改变其生境,就会影响
到云南芙蓉的生活力和繁殖力,进而影响云南芙蓉
的居群个体数。
3)居群地理分布范围极其狭窄,且居群破碎
化。云南芙蓉分布于云南省元江县城附近,在环境
的自然与人为变迁中所依赖的生境遭到破坏,形成
了如今残余的基本处于零星点状分布的状态。人
为干扰导致云南芙蓉居群个体数直线下降,其幼年
个体数目就更少。这种相对较小的居群,难以抵抗
群落环境的改变对其生存和发育带来的不良影响,
植物居群的规模直接影响居群的生存潜力。居群
规模小且竞争力弱是云南芙蓉居群趋向濒危的原
因之一。据已有的研究,这样的居群易受到环境波
动、遗传漂变、灾害等随机因素的影响,处于濒危的
机率较高[6]。
4. 1. 2 种间竞争力弱 在云南芙蓉的生境中,伴生
物种几乎都是热带速生阳性植物,如心叶黄花稔、
刚毛马唐、牛筋草、牛膝、小牵牛等,它们的生存、竞
争力较强,一旦竞争力较强的物种居群数量增加
时,会占据云南芙蓉的生境,导致居群生长不良,更
新受影响,使其居群数量下降甚至灭绝。
4. 2 内部因素
1)初步推断云南芙蓉为自花授粉植物,这是否
导致其遗传多样性降低而致使物种濒危,尚不清
楚。2)该种果实尽管具五角棱的翅,有助于靠风力
传播种子,但是传播的距离有限;种子表面较光滑
无毛,难以靠外界的挂带进行散布;3 次野外定点观
察,并没有发现动物搬运果实和种子的现象,所以
云南芙蓉主要是靠重力传播种子,而重力传播种子
的局限性限制了其居群的扩展。3)云南芙蓉结实
量较大,但是实生苗很少,居群更新能力较差,这可
能与种子存在较长时间的休眠而增加被昆虫啃食
401 西 南 林 业 大 学 学 报 第 32 卷
的机会有关。
5 讨 论
云南芙蓉的结实量大,而幼苗却很少,并且居
群呈现衰退趋势,因此应对种子的繁殖特性及胚
胎学进行研究;另外,初步断定云南芙蓉可以进行
自授传粉,自花授粉是在不具备异花授粉的条件
下,长期适应的结果。在一定条件下,自花授粉植
物也可以进行异花传粉[7],因此,可以创造条件,
让其进行异花传粉,从而提高后代生活力和适
应性。
云南芙蓉生长于路边、地埂,人为隔离(道路、
村庄等)可能是导致居群差异的主要原因之一。其
次,云南芙蓉种子传播距离有限,绝大多数落在距
离母株 1 m范围内,形成一定的家系结构,增加了居
群间的分化[8]。调查表明,不同分布点(居群)云南
芙蓉的形态差异主要表现在叶的大小及形状上。
营养器官的变异大于繁殖器官,说明繁殖器官性状
特征的变异受环境条件影响比较小,相对较稳定,
而营养器官的性状特征受环境条件的影响比
较大[9]。
锦葵科许多物种都是很好的花卉植物,如与云
南芙蓉同属的木芙蓉(Hibiscus mutabilis) ,朱槿(Hi-
biscus rosa-sinensis var. rosa-sinensis)等已经是被广
泛应用的花卉。云南芙蓉花冠钟形、黄色、中央紫
红色,具有一定的观赏价值,建议将其作为野生花
卉资源进行采种扩繁、培育利用。
在对极危植物云南芙蓉进行保护时,1)应优先
进行就地保护,这样可以最大限度地保持其自然性
和生态过程。2)云南芙蓉的生境极易受人为干扰,
因此,可以采取认养措施,如云南芙蓉生长于地埂、
路边,可以根据就近及权属原则,让当地群众认养
看护,并给予一定奖励。3)对云南芙蓉实施迁地保
护,云南芙蓉居群较小,可以模拟其生境,将其迁移
到元江自然保护区进行保护。4)可以采集种子,存
放到有条件的种子库中进行离体保护。5)应加大
科研力度,促进云南芙蓉居群的繁衍更新能力,为
更好的保护和开发利用这一珍贵的植物资源提供
技术支持与理论指导。
致谢:野外调查得到了元江自然保护区管理局
的大力支持,在此表示衷心感谢!
[参 考 文 献]
[1] 吴征镒,洪德元. Flora of China[M]. 北京:科学出版
社,1955.
[2] 汪松,解焱.中国物种红色名录:第一卷[M].北京:高
等教育出版社,2004:360.
[3] 孙玺雯,杜凡,王娟.元江县干热河谷季雨林群落特征
研究[J].西南林学院学报,2008,28(1) :6 - 11.
[4] 何永彬.元江干热河谷环境变迁与适应对策研究[J].
云南环境科学,2002,21(2) :26 - 28.
[5] 云南植物志编辑委员会.云南植物志:第二卷[M].北
京:科学出版社,2003:230 - 232.
[6] 赵一鹏,蔡祖国,李本勇.珍稀濒危植物矮牡丹研究进
展[J].河南农业科学,2009(7) :14 - 17.
[7] 曹慧娟.植物学[M].北京:中国林业出版社,2005:157.
[8] 许凤华,康明,黄宏文,等. 濒危植物毛柄小勾儿茶片
段化居群的遗传多样性[J]. 植物生态学报,2006,30
(1) :157 - 164.
[9] 张桂萍,何平,邓洪平.濒危植物缙云卫矛的形态分化
研究[J]. 西南师范大学学报:自然科学版,2001,26
(6) :703 - 708.
[10] 国家林业局.中国重点保护野生植物资源调查[M].
北京:中国林业出版社,2009.
[11] 刘康韦,柳兰,王开曦.矮牡丹种群结构的研究[J].
西北植物学报,1994,14(3) :232 - 236.
[12] 戴月,薛跃规.濒危植物顶生金花茶的种群结构[J].
生态学杂志,2008,27(1) :1 - 7.
[13] 李海涛,杜凡.元江自然保护区种子植物区系特有现
象[J].林业调查规划,2008,33(2) :87 - 91.
[14] 张盈,徐迎春,张秀新,等.滇牡丹种群与生态环境现
状的调查研究[J].江苏农业科学,2009(6) :415 -417.
[15] 王丽,游章平,徐翊,等.濒危植物马蹄参的研究现状和
濒危原因分析[J].植物研究,2010,30(3):344 -348.
[16] 谢国文,孙叶根.中国稀危植物永瓣藤生态学特征研
究[J].生态学杂志,1998,17(4) :18 - 21.
[17] 郑凤英,张金屯,上官铁梁,等.濒危植物矮牡丹的分
布格局及其生存群落的数量分析[J].武汉植物学研
究,1998,16(3) :225 - 262.
[18] 辉朝茂,张国学,李在留,等.珍稀竹种巨龙竹种群特性
及其保护研究[J].竹子研究汇刊,2004,23(4):4 -9.
[19] 申仕康,王跃华,张瑞菊,等.中国特有珍稀濒危植物
猪血木的研究进展[J].中国野生植物资源,2007,26
(5) :1 - 4.
(责任编辑 赵粉侠)
501第 2 期 李云琴等:极危植物云南芙蓉种群生物学特性