全 文 :第 1期
文章编号:1006-0960(2009)01-0001-05
庙台槭 Acer miaotaiense P. C. Tsoong,渐危种,是
秦巴山地特有种,呈星散分布。由于任意砍伐林木,
植株稀少,天然更新困难,林下幼苗、幼树很少,若不
采取有效保护措施,将陷入濒危灭绝的险境。该种的
分布范围和种群数量正在日益缩减,其生存受到越
来越多的威胁[1]。
种群统计的核心是建立反映种群全部生活史的
各年龄组或生活态级出生率、死亡率,甚至包括迁移
率在内的信息综合表,即生命表[2~4]。周纪伦等认为生
命表的结构分析是解释种群数量变化的前提和首要
工作[5],生命表是记录任一龄级种群生存到下一龄级
的数目比例的一览表,是统计种群死亡过程的有效方
式,能客观地表明种群各年龄或年龄段的实际生存个
体数、死亡数及其预测种群的生命趋势,反映种群从
出生到死亡的动态关系,描述种群个体的生死过程,
综合判断种群的数量变化。我国上世纪 80年代后期
小陇山林区庙台槭群落结构初步研究
雷曙光,马建伟,张宋智,胡卫兵,郭小龙,杜彦昌,李安民
(甘肃省小陇山林业科学研究所,甘肃 天水 741022)
摘要:采用典型抽样方法对秦岭西段小陇山林区天然庙台槭群落进行了调查,在不同地段设置样地 3块,
分析了小陇山林区庙台槭的群落学特征、高度级结构和径级结构及动态变化;编制了小陇山林区庙台槭的静
态生命表;绘制了存活曲线和死亡曲线;从多角度研究了小陇山林区庙台槭种群的动态变化规律。
关键词:庙台槭;群落特征;小陇山林区
中图分类号:S 792.35 文献标识码:A
Preliminary Research on Community Structure of Acer miaotaiense in
the Xiaolongshan Forest Area
LEI Shu-guang, MA Jian-wei, ZHANG Song-zhi, HUWei-bing, GUOXiao-long, DUYan-chang, LI An-min
(Xiaolongshan Research Institute of Forestry Sciences,Tianshui Gansu 741022,China)
Abstract: Adopting the typical sampling methods, the investigation was conducted on natural community of Acer
miaotaiense on the western of Qinling in the Xiaolongshan forest area, 3 sampling plots were set up in the different sec-
tion, meanwhile, community characteristics, high-class structure, diameter-class structure and dynamic changes of Acer
miaotaiense in the Xiaolongshan forest area were analyzed; static life table was compiled; survival and death curves
were drew; dynamic variable regularities of Acer miaotaiense populations in the xiaolongshan forest area were studied
from various aspects.
Key words: Acer miaotaiense; community characteristics; Xiaolongshan forest area
收稿日期:2008-11-21
资助项目:国家林业局林木培育实验室基金项目甘肃小陇山植被类型调查及多样性研究(2006年)及甘肃省天水市科技攻关项目小陇山
林区珍稀濒危树种保护与繁育技术研究(2005-13)资助。
作者简介:雷曙光(1962—),男,甘肃天水人,助理工程师,从事林业科研工作。
通讯作者:马建伟,LKSmajianwei@sina.com。
第 34卷第 1期
2009年 3月
甘肃林业科技
Journal of Gansu Forestry Science and Technology
Vol.34 No.1
Mar. 2009
第 34卷甘肃林业科技
在植物种群生命表的编制与研究方面做了大量工作,
但对濒危植物种群生命表的研究相对较少[3,4,6~10]。通过
对小陇山林区庙台槭种群的组成、高度级结构、径级
结构进行分析,研究其种群动态,对保存物种多样性
具有重要的现实意义。
1 自然环境概况
甘肃小陇山地区是长江流域与黄河流域的分水
岭——秦岭的最西端部分,也是渭河流域与嘉陵江
流域的交接地带,自然条件复杂,植被是以次生林为
主的针阔混交林。由于小陇山林区独特的地理位置,
在陇东南乃至西部所起的重要生态作用,研究保护
和恢复珍稀濒危种群,对小陇山林区的物种多样性
保护、植被恢复与重建、珍稀濒危植物的合理开发利
用以及对林区人民实现脱贫致富具有十分重要的意
义。
本文通过样方调查,来研究甘肃小陇山林区庙
台槭的种群特征,从而为该区珍稀濒危植物恢复、繁
育推广、有效保护和综合开发提供理论依据。
2 研究方法
全面勘查小陇山林区庙台槭分布状况,掌握其
群落特征,采用典型样方的方法,针对不同的生境、
不同的群落类型,确定有代表性的样地进行调查,为
保护每一个体,采用立木级结构代替年龄结构分析
种群动态。设置面积为 20 m×20 m的样地 3块,每
个样地划分为 5个 2 m×2 m的小样方。调查记录内
容如下:
乔木层:采用每木调查法,分别记录乔木层树木
的种类、胸径(起测胸径>3 cm)、树高、冠幅(目测估
计),并且对每个样方内的庙台槭进行定位,测出每
一株庙台槭在其样方中的具体坐标位置。
灌木层、草本层和层间植物:在每个样方进行灌
木层、草本层及层间植物的调查,记录植物种名、株
数(株丛)、高度、盖度,胸径小于 2 cm的乔木幼树归
为灌木层统计。
由于庙台槭是保护树种,钻取木芯来确定个体年
龄行不通,所以采用大小结构来代替年龄结构分析其
结构与动态特征。许多学者采用这种研究方法[5,8,11~13]
采用“空间代替时间”的方法编制静态生命
表 [5,10,14~16]。以静态生命表为基础,绘制种群的存活率
曲线、死亡率曲线和亏损曲线,分析种群的动态变化
过程。
3 结果与分析
3.1 甘肃小陇山林区庙台槭群落结构特征
3.1.1 乔木层种类组成
小陇山林区庙台槭群落乔木层主要树种有 14
种,依据重要值由大到小排列(表 1):庙台槭、山核桃
Carya cathayensis、杜氏鹅耳枥 Roegneria kamoji O-
hwi、兴山榆 Ulmus bergmanniana、漆树 Toxicodendron
verni-cifluum、膀胱果 Staphyleaceae Staphylea holo-
carpa Hemsl.、大果榆 Ulums macrocarpa Hance.、梾木
Swida macrophylla、光叶泡花树 Meliosma cuneifo-lia
var. glabriuscula Cufod.、红椋子 Swida hemsleyi、七裂
槭 Acer heptalobum、锐齿栎 Quer-cus aliena var.a-
cutiserrata、领春木 Euptelea pleiospermum、甘肃海棠
Malus kansuensis(Batal.)Schned。
庙台槭平均树高 9.7 m。乔木层平均树高 9.5 m。
表1 小陇山林区庙台槭乔木层主要树种及其重要值
从表 1可看出,庙台槭群落的乔木层中,庙台槭占主
导地位,与庙台槭共生的种类主要有山核桃、杜氏鹅
耳栎、兴山榆、漆树、膀胱果、大果榆等。
3.1.2 灌木层的种类组成
灌木共有 2种:阔叶荚蒾 Viburnum lobophyllum
Graebn、柳叶卫矛 Euonymus cornutus。灌木层平均高
度为 1.96 m,平均盖度 9%。
3.1.3 草本层的种类组成
草本层的种类有 25 种。星叶草 Circaeaster a-
grestis Maxim.、酢浆草 Oxalis corniculata Linn.、大理
苔草 Carex taliensis Franch.、野芝麻 Lamium barba-
tum、紫花碎米荠 Cardamine tangutorum O. E. Schulz、
贝加尔唐松草 Thalictrum baicalense、白花碎米荠
Cardamine leucantha (Tausch) O. E. Schulz、活血丹
Glechoma longituba、松藩乌头 Aconitum sungpa-
nense、卵叶茜草 Rubia ovatifolia、狗筋蔓 Cucubalus
baccifer、早熟禾 Poa annua Linn.、铁筷子 Helleborus
thibetanus、野草莓 Fragaria vesca、珠芽螫麻 Laportea
bulbifera (S. Et Z.) Wedd、大叶柴胡 Bupleurum longi-
radiatum Turcz、曲梗算盘七 Streptopus obtusatus、穿
2
第 1期 雷曙光等:小陇山林区庙台槭群落结构初步研究
龙薯蓣 Dioscorea nipponi-ca Makino、朱砂七 Fallopia
multiflora var. ciliinerve (Nakai) A.J.Li、秦岭金腰子
Chrysosplenium biondianum Engl、华北鳞毛蕨 Dry-
opteris goeringiana、黑鳞短肠蕨 Allantodia cre-nata
(Sommerf.) Ching、深山堇菜 Viola selkirkii Pursh ex
Gold、似南方糙苏 Phlomis umbrosa var. subaustralis、
露珠草 Circaea cordata Royle。草本层平均高度为
0.41 m,平均盖度 12%。
3.1.4 层间植物和地被层的种类组成
层间植物 2 种。三叶木通 Akebia trifoliata
(Thunb.) Koidz、五味子 Schisandra chinensis (Turcz)
Baill,高度平均 0.44 m。
地被层主要为苔藓类,地被层不发达。
3.1.5 幼树幼苗的种类组成
幼树幼苗共有 5种,按株数由多到少排序为庙
台槭、山核桃、膀胱果、七裂槭、甘肃海棠。
3.2 高度级分布
对多数植物而言,尤其是阳性树种,植物种群个
体占据林分空间的大小是决定此个体存在及发展的
重要条件,同一个种群上层高大植株获得充足的光
热资源,而下层却受到限制,光热资源在各层片的分
配呈倒金字塔状结构,个体越矮小、分布越下层的植
株,死亡率越高[17]。高度级结构用来分析群落的空间
结构,由于庙台槭群落中庙台槭占据较大优势地位,
本文通过绘制其高度级结构图的方法,定量分析优
势种群庙台槭的高度级结构及动态变化,以期了解
庙台槭在群落中的地位、种群目前的特点及其演替
的趋势,为其保护提拱理论依据。
本文综合了各个样地的庙台槭个体,把高度结
构分为 10 级,高度 H<3 m的分为幼苗(H>0.3 m)和
幼树 (0.3 m
m作为一个等级,共 10级,绘制个体频度分布图
(图 1)。个体主要分布在前 5级,其频度分布百分率
合计达 60.71%,3 m以下的幼苗幼树仅占到总数的
26.79%,储备相对不足。从种群个体在垂直空间上
的配置来看种群的发展动态,这种高度级结构对于
庙台槭种群来说还处在不稳定的状态。作为该群落
中的优势种群,虽然庙台槭占据了乔木层较大的生
态位宽度,但对处于灌木、草本层次高度级的庙台
槭幼苗、幼树在这种环境中生存条件显得尤为严
峻。
3.3 径级结构
年龄结构是种群的重要特征,种群年龄结构的
分析是探索种群动态的有效方法。许多学者在研究
工作中用大小(径级)结构分析法替代年龄结构,效果
良好,有的学者认为有时大小(径级)是比年龄更好的
繁殖产量的预测者[18]。本文也采用径级结构分析小陇
山林区庙台槭的种群结构及其动态。
从庙台槭的径级频度分布看,径级呈连续状分
布,小径级分布区有较多的个体;其后的大径级分布
区,每个径级的个体数逐步减少(图 2),种群基本呈
正金字塔型,种群处于成长阶段。
3.4 生命表分析
编制的生命表为静态生命表(表 1)。用同一时间
内,样地中小陇山林区庙台槭种群径级数据编制而
成。它反映了该种群年龄动态历程中的一个特定时
间段内的特点,而不是全部生活史的追踪。生命表中
径级划分以 2 cm为区间,是基于不同年龄径级每年
等量增长的假设。在用空间代替时间的方法来研究
小陇山林区庙台槭种群动态时,调查所得数据并非
完全满足编制表的 3个假设。因此,在生命表编制过
程中出现了死亡率为负值的现象,以匀滑技术处理
后得到的 ax′值[5],见表 1。
图1 甘肃小陇山林区庙台槭不同高度级分布
图 2 甘肃小陇山林区庙台槭种群的径级结构
3
第 34卷甘肃林业科技
图 4 甘肃小陇山庙台槭种群死亡曲线
表2 小陇山林区庙台槭种群静态生命表
存活曲线和死亡曲线是特定年龄存活率和死亡
率对径级的相关曲线,曲线的走势反映了生存率和
死亡率随年龄的变化状况,是反映种群动态的重要
特征,这是生物物种长期自然选择而成的。本研究用
存活数的对数值 ln lx和死亡数的对数值 ln dx为纵坐
标,以径级为横坐标得图 3和图 4。
存活曲线:存活曲线分成 3种类型[16, 19],I 型(又
称 a型)存活曲线呈凸型,表示种群的大多数个体均
能实现其平均的生理寿命,在达到平均寿命时,几乎
同时死亡;Ⅱ型(又称 b型)存活曲线呈对角线型,表
示各龄级具有相同的死亡率;Ⅲ型(又称 c型)存活曲
线呈凹型,表示幼体死亡率高,以后的死亡率低而稳
定。据 Deevey的划分,由图得知,本研究中的庙台槭
种群的存活曲线应属于 DeeveyⅡ型,反应了本林区
庙台槭种群整体的数量动态变化趋势及结构特征。
死亡率曲线反映了庙台槭种群死亡率的动态变
化,从整体上讲 3个地段的庙台槭种群存在 2个死
亡率高峰:(1)在幼苗向幼树转化阶段,(2)成年阶段。
在幼苗向幼树转化阶段,庙台槭长势良好,庙台槭对
阳光、水分等资源的需求不断加大,种内竞争增大,
出现第 1个死亡高峰。到了成年中后期,又出现 1次
死亡高峰,这可能是由于种间竞争的存在,对资源的
竞争进一步增大,同时树体自身开始衰退及人为破
坏的结果。
4 结论
1)小陇山林区庙台槭群落乔木层主要树种有 14
种,庙台槭平均树高 9.7 m,乔木层平均树高 9.5 m。
与庙台槭共生的种类主要有山核桃、杜氏鹅耳栎、兴
山榆、漆树、膀胱果、大果榆等。灌木共有 2种,平均
高度为 1.96 m,平均盖度 9%。草本层的种类有 25
种,平均高度为 0.41 m,平均盖度 12%。层间植物 2
种,地被层主要为苔藓类,地被层不发达。
2)庙台槭频度分布的高峰出现在 0.3~9.0 m,占
总数的 60.71%,3 m以下的幼苗幼树仅占到总数的
26.79%,储备相对不足。从种群个体在垂直空间上的
配置来看种群的发展动态,这种高度级结构对于庙
台槭种群来说还处在不稳定的状态。作为该群落中
的优势种群,虽然庙台槭占据了乔木层较大的生态
位宽度,但对处于灌木、草本层次高度级的庙台槭幼
苗、幼树在这种环境中生存条件显得尤为严峻。从庙
台槭的径级频度分布看,径级基本呈连续状分布,小
图 3 甘肃小陇山庙台槭种群存活曲线
4
第 1期 雷曙光等:小陇山林区庙台槭群落结构初步研究
径级分布区有较多的个体;其后的大径级分布区,每
个径级的个体数逐步减少,种群基本呈正金字塔型,
种群处于成长阶段。
3) 本研究中庙台槭种群的存活曲线应属于
DeeveyⅡ型,反应了本林区庙台槭种群整体的数量
动态变化趋势及结构特征。从整体上讲 3个地段的
庙台槭种群存在 2个死亡率高峰:(1) 在幼苗向幼树
转化阶段,(2)成年阶段。在幼苗向幼树转化阶段,种
内竞争增大,出现第 1个死亡高峰。到了成年中后
期,又出现 1次死亡高峰,这可能是由于种间竞争进
一步增大、树体自身开始衰退及人为破坏的结果。
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