全 文 :文章编号:1006 - 1126 - 2013 (4) - 0375 - 04
东京桐迁地保护下的天然更新特征
收稿日期:2013 - 09 - 17
基金项目:广西林科院基本科研业务费专项 ( 林科201206 号)
作者简介:林建勇 (1985—) ,男,主要研究方向: 森林生态学、植物分类学。
通讯作者:梁瑞龙 (1962—) ,男,高级工程师,主要从事森林培育技术研究。
林建勇1,孙雪阳2,韦 洁3,梁瑞龙1,李 娟1
(1 . 广西林业科学研究院,南宁 530002;2. 广西国营东门林场,扶绥 532108;
3. 广西大王滩水库管理处,南宁 530202)
摘 要:通过设置扇形样带的方法,研究迁地保护条件下东京桐 (Deutzianthus tonkinensis) 的生长情况和天然更
新特征。研究结果显示,31 年生东京桐树高年平均增长 0. 3 ~ 0. 4 m,胸径年平均加粗 0. 55 ~ 0. 90 cm。幼苗死亡
率与个体大小呈负相关,随着幼苗生长,死亡率逐渐下降,苗高小于 0. 5 m 的幼苗死亡率最高。东京桐种子以
重力传播为主,幼苗密度随着与母树距离的变大而降低,92. 19%的幼苗分布在树高的等距离水平范围内。栖息
地破坏是造成东京桐濒危的主要原因。东京桐的适应能力强,天然更新良好,可作为石山造林的树种推广。
关键词:东京桐; 迁地保护; 天然更新; 幼苗; 濒危植物
中图分类号:S718. 5 文献标识码:A
Natural Regeneration Characteristics of Deutzianthus tonkinensis
under Ex Situ Conservation
LIN Jian-yong1,SUN Xue-yang2,WEI Jie3,LIANG Rui-long1,LI Juan1
(1. Guangxi Forestry Research Institute,Nanning 530002,China;
2. Guangxi Dongmen State Forest Farm,Fusui,Guangxi 532108,China;
3. Administration Station of Dawangtan Reservoir,Nanning 530202,China)
Abstract:The growth situation and natural regeneration characteristics of Deutzianthus tonkinensis under
ex situ conservation were researched by establishing fan-shaped transects. The results showed that the
mean annual height of 31-year-old D. tonkinensi increased 0. 3 ~ 0. 4 m,and average annual DBH in-
creased 0. 55 ~ 0. 90 cm. The mortality rate of seedlings was negatively correlated with individual size.
The mortality rate decreased with the growth of seedlings. The mortality rate of small seedlings with height
less than 0. 5 m was the highest. The seed dispersal of D. tonkinensis was mainly by gravity dispersal.
Seedling density decreased as the largening of distance with parent trees. The 92. 19% seedlings were
distributed in the range of height-level equidistant. Habitat destruction was the main reason for the endan-
gered D. tonkinensis. The adaptability and natural regeneration of D. tonkinensis were fine,which could
be generalized as afforestation species in karst areas.
Key words:Deutzianthus tonkinensis;ex situ conservation;natural regeneration;seedling;endan-
gered species
第 42 卷 第 4 期 广 西 林 业 科 学 Vol. 42 No. 4
2013 年 12 月 Guangxi Forestry Science Dec. 2013
东京桐 (Deutzianthus tonkinensis) 为国家二级
保护植物,在我国仅分布于广西西南部和云南南
部,越南北部也有[1],其分布范围窄,天然种群
数量较小,天然分布于石灰岩山中下坡或谷底。
东京桐种仁含油率达 49. 7%,是优良的木本油料
植物,也可作石山绿化树种[2]。开展东京桐的迁
地保护和天然更新特征研究,对保护东京桐资源
和人工造林具有理论指导意义。广西林业科学研
究院、广西植物研究所分别于 1982、1984 年开展
引种研究,获得成功,引种条件下均能正常开花
结实,形成天然更新。对东京桐迁地保护下生长
情况、物候和种子发芽习性的研究表明,东京桐
与同 一 分 布 区 类 型 的 蚬 木 (Excentrodendron
tonkinense)、肥牛树 (Cephalomappa sinensis)、金
丝李 (Garcinia paucinervis) 相比,其适应性较
强[3 - 4]。申丹等[5]研究了东京桐 DNA 提取的最佳
方法,确定了提取东京桐的总 DNA 最佳方法。对
东京桐种子萌发过程中生理指标动态变化的研究
指出,东京桐种子最适宜的萌发温度为 30℃,且
种子最早萌发[6]。陈姹月等[2]通过对东京桐种子
油理化性质的研究,认为东京桐是生物柴油的理
想原料植物。目前对东京桐的研究限于生长情
况[3]、种子发芽习性[6]、种子油成分[2]和 DNA 提
取方法[5]等方面。本研究对近自然林条件下迁地
保护东京桐的生长情况和天然更新特征展开研究。
对东京桐的生长情况与天然更新特征进行研究,
旨在了解东京桐幼苗生长与种群更新的规律,以
期为东京桐的保护和人工栽培提供理论指导。
1 材料与方法
1. 1 研究地区概况
广西林业科学研究院树木园位于南宁市北郊,
1956 年开始从各地引种树种,占地 40 hm2,
22°56N,108°21E,属南亚热带季风气候,年均
温为 20 ~ 21℃;1 月均温为 11. 8℃,极端低温 -
1. 5℃;7 月均温 27. 6℃,极端高温 39. 4℃。一般
年份有 2 ~ 4 天的轻微霜冻。年降雨量 1 350 mm以
上。东京桐迁地保护地海拔 125 m,地形为低丘
陵,地势平缓,土壤为砖红壤; 土壤pH 值为 5
~ 6。
1. 2 调查方法
调查时测量每株个体的高度、胸径、冠幅、
生长情况,并以树冠圆形、生长较好的一株母树
作为调查中心,向无其他母树的一侧设置 2 条 60°
的扇形样带,记录幼苗幼树的高度、地径,及其
与母树中心的距离。
根据幼苗与母树距离把扇形样带划分为环形
样带 ( 图1) ,1∶ (0 ~ 1. 0)m;2 ∶ (1. 0 ~ 2. 0)m;
3∶(2. 0 ~ 3. 0)m,依此类推。
环形样带的幼苗密度为:
D = N /A
式中:D为密度,N 为环形样带内的个体数,
A为环形样带的面积。
环形样带的面积为:
A = πR2 /6 - π (R - 1)2 /6
式中:R为半径,即环形样带外边界与母树的
距离。
图 1 样带示意图
Fig. 1 The schematic diagram of fan-shaped transects.
1. 3 数据处理方法
采用 Excel2007 整理数据、绘制图表,采用
PASW Statistics 18 进行线性相关分析。
2 结果与分析
2. 1 生长情况
东京桐于 1982 年引自广西龙州县弄岗自然保
护区,引种后没有加以过多的人为辅助生长措施,
在近自然条件下,分枝较多,树冠较大,树形呈
伞形。31 年生东京桐树高 9 ~ 12 m,树冠近圆形,
冠幅直径 6 ~ 7 m,冠幅与树高之比 0. 5 ~ 0. 6,树
高年平均增加 0. 3 ~ 0. 4 m,胸径年平均加粗 0. 55
~ 0. 90 cm ( 表1)。
与广西林科院树木园引种至北热带的几种石
山树种相比,东京桐与任豆 (Zenia insignis) 的生
长情况较好,天然更新良好,而蚬木、金丝李、
柄翅果 (Burretiodendron esquirolii) 等不能正常开
花结实,林下无幼苗 ( 表2)。
673 广 西 林 业 科 学 第 42 卷
表 1 东京桐生长情况
Tab. 1 The growth situation of D. tonkinensis.
序
号
调查木
胸径 /cm 树高 /m 冠幅
平均
胸径 /cm 树高 /m
1 21. 1 12 7 m × 6 m 20. 0 10. 3
1* 14. 3
* 为高度 1. 3 m以下的分枝
表 2 几种石山树种的引种情况
Tab. 2 Introduction of several karst trees.
树种
引种
时间
引种地
平均胸径
/cm
开花 结实 幼苗
东京桐 1982 龙州 22. 0 是 是 多
任豆 1975 百色 24. 7 是 是 少
蚬木 1981 凭祥 20. 1 是 否 否
金丝李 1975 龙州 9. 1 是 否 否
柄翅果 1983 未知 9. 0 否 否 否
2. 2 更新个体的年龄结构
种群的年龄结构是种群内不同年龄个体的分
布或组配情况,它不仅反映了种群动态及其发展
趋势,并在一定程度上反映了种群与环境间的相
互关系,以及他们在群落中的作用和位置。确定
种群的年龄结构,可准确地判断群落的过去和现
在,以及可能的未来。
在 2 条 60°的扇形样带中,共调查到 64 株更新
个体,得到其年龄结构,更新个体主要集中在高
度 0. 5 m、地径 4 ~ 8 mm 的中间大小范围,高度
0. 3 ~ 0. 6 m 的个体占总个体 54. 7%,地径 4. 0 ~
8. 0 mm的个体占 63. 1%。由幼苗高度分布图 ( 图
2) 和地径分布图 ( 图3) 可以看出,幼苗死亡率
与大小呈负相关,高度 0. 5 m以下或地径 5 mm 以
下的幼苗死亡率较高,随着幼苗生长,死亡率
下降。
高度 /m
图 2 更新幼苗的数量与高度分布
Fig. 2 The number of regenerated seedlings and
height distribution.
地径 /mm
图 3 更新幼苗的数量与地径分布
Fig. 3 The number of regenerated seedlings and ground
diameter distribution.
2. 3 更新密度的空间特点
根据东京桐更新个体密度的分布图 ( 图4) 可
以看出,幼苗密度随着与母树距离的变大而降低,
树冠下的幼苗密度最大达 3. 18 株 /m2,远远高于
幼苗的平均密度 (0. 15 株 /m2) ,但由于面积小,
仅占总面积 2. 25%,其个体数占总个体数的比例
仅有 46. 88%,树 冠 外 的 个 体 占 较 大 比 例,
92. 19%的幼苗分布在树高 (12 m) 的等距离水平
范围内。
与母树的距离 /m
图 4 东京桐幼苗的水平分布
Fig. 4 The horizontal distribution of
D. tonkinensis seedlings.
773第 4 期 林建勇,孙雪阳,韦 洁,等: 东京桐迁地保护下的天然更新特征
3 讨论
东京桐由北热带的弄岗石灰岩地区引种至南
亚热带的酸性土上仍然生长良好,并能较好的天
然更新,说明东京桐的适应力较强。通过与树木
园引种的其他石山树种进行比较可以发现,东京
桐的生长速率和天然更新情况与任豆相似,而蚬
木、金丝李、柄翅果等树种未能正常开花结实,
这与黄仕训等[3]的研究结果相一致。东京桐种子
剥壳后在恒温箱内 (25 ~ 28℃) 催芽,发芽率可
达 90%,东京桐植苗造林的成活率达 88. 0%,株
高年均生长量 0. 19 m[7]。任豆是广西目前实施石
漠化治理的主要造林树种,东京桐可作广西南部、
西南部石山造林的树种推广,以丰富造林树种的
多样性。
东京桐的人工造林应先做好采种、育苗工作,
其种子不耐储藏,采种后宜马上育种。本研究表
明,东京桐苗高小于 0. 5 m时的死亡率很高,随着
苗高增加,幼苗死亡率逐渐降低。因此,东京桐
造林应选择苗高大于 0. 5 m的幼苗,以保证造林存
活率。未经人工干预的条件下,东京桐主干易发
生分枝,分枝多,树冠大,主干较矮,可根据用
途采取必要的抚育措施。东京桐为中性或偏喜阴
的树种,宜种植于石山谷地、阴坡或下坡等土壤
较厚,水分条件较好的地方。
东京桐种子较重,自然落果集中在树冠下,
树高范围内的幼苗比例占 92%,但仍有少量幼苗
散布距离较大,在调查中发现,东京桐幼苗与母
树的最大距离达 110 m,说明东京桐种子传播以重
力为主,动物传播也是一种重要的途径,但具体
是哪种动物还有待进一步观察。
东京桐被列为国家二级保护,自然资源稀少,
分布范围狭窄,造成其濒危的原因是多方面的,
主要内因可能与种子的特性有关,东京桐种子较
大,靠重力传播的距离不远,动物传播的比例小,
限制了种群的扩散范围,坚硬的果壳对种子萌发
有限制作用[3],且种子失水快,干旱条件下容易
丧失发芽能力。调查中发现东京桐苗高小于 0. 5 m
的幼苗数量较少,幼苗的高死亡率是限制其天然
更新的主要原因之一,这与伯乐树 (Bretschneidera
sinensis)[8]的研究结果一致。东京桐对石灰土有一
定的依赖性,这限制了东京桐的生境类型。但从
近自然条件下东京桐的生长和天然更新调查的结
果可以看出,东京桐的适应能力较强,造成其濒
危的原因更多的或许是来自外部因素的作用,人
类大量砍伐森林,造成东京桐栖息地破坏,种群
缩小,东京桐现有天然种群集中在植被较好的保
护区、森林公园的现状也映证了这一点。保护东
京桐现有栖息地不被破坏,为其天然更新保持良
好的环境条件,依靠其自身较强的适应性和天然
更新能力,是保证其种群延续的关键。
4 结论
东京桐的适应能力强,在迁地保护下生长良
好,生长速率高,天然更新良好,可作为石山造
林的树种推广。东京桐幼苗的死亡率随着苗高增
加而逐渐降低,苗高小于 0. 5 m 时的死亡率最高,
东京桐造林应选择苗高大于 0. 5 m的幼苗,以保证
造林存活率。东京桐种子传播以重力为主,幼苗
集中分布在树冠下或树冠附近,但动物传播也是
一种重要的途径。栖息地破坏是造成东京桐濒危
的主要原因。
参考文献
[1]中国植物志编委会 . 中国植物志: 第44 卷第 2 分册
[M].北京:科学出版社,1996.
[2]陈姹月,唐琳,陈放 . 7 种木本植物油理化性质及其生物
柴油脂肪酸组成的比较研究[J]. 西南师范大学学报:自
然科学版[J]. 2012,37(12) :88 - 92.
[3]黄仕训,王才明,王燕 . 稀有植物东京桐迁地保护研究
[J]. 广西科学,1998,5(2) :64 - 67.
[4]林榕庚,何芳,杜铃 . 广西林科院树木园引种树种自然
下种繁殖调查[J]. 广西林业科学,2002,31(1) :23 - 28.
[5]申丹,曾杰,周世良,等 . 4 种石山植物 DNA 提取方法筛
选[J]. 广西科学,2005,12(4) :340 - 342.
[6]曾丹娟,焦继飞,王静,等 . 东京桐种子萌发的生理生态
学研究[J]. 种子,2012,31(10) :1 - 4.
[7]吕仕洪,李先琨,陆树华,等 . 桂西南岩溶地区珍稀濒危
树种育苗与造林初报[J]. 广西植物,2009,29(2) :222
- 226.
[8]乔琦,秦新生,邢福武,等 . 珍稀植物伯乐树一年生更新
幼苗的死亡原因和保策略[J]. 生态学报,2011,31(16) :
4709 - 4716.
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