全 文 :山西黑茶山自然保护区青毛杨的濒危原因和保护对策
王振军 1 ,郝晓鹏2 ,郭东罡 3 ,上官铁梁 3* (1.山西黑茶山省级自然保护区管理局 ,山西吕梁 036300;2.山西大学生命科学与技
术学院 ,山西太原 030006;3.山西大学环境与资源学院 ,山西太原 030006)
摘要 青毛杨是中国特有的稀有物种 ,现已列为国家级保护植物 ,仅自然分布于山西兴县境内的黑茶山自然保护区。目前青毛杨有 4
个种群 ,种群个体数 227株。青毛杨的主要濒危原因是:①有效结实率低 ,种子不易自然传播;②种子小 ,寿命短 , 容易丧失萌发力;③实
生幼苗喜阴 ,成活率低;④人为砍伐和放牧干扰严重。针对青毛杨的濒危现状和原因 ,提出了科学保护的对策。
关键词 青毛杨;濒危原因;保护对策;黑茶山
中图分类号 S718.5 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)04-01537-02
EndangeredCausesandConservationStrategiesofPopulusshanxiensisinHeichashanMountainNatureReserve, ShanxiProvince
WANGZhen-junetal (AdministrationBureauofHeichashanMountainProvincialNatureReserveinShanxi, Lvliang, Shanxi036300)
Abstract PopulusshanxiensisisararetreespecieswhichispeculiarinChina, andnowitisclassifiedasnationalprotectedplants, whichis
onlynaturalydistributedtoHeichashanMountainNaturalReserveinXingCounty, ShanxiProvince.Atpresent, thereare4fieldpopulations,
ofwhichthefigurestotalycometo227individualsofPopulusshanxiensisinHeichashanMountain.TheprimaryendangeredcausesofPopulus
shanxiensisareasfolows:①Theefectiveseedsetingrateislow, andtheseedisnoteasytospreadnaturally;②Theseedistinyanditslife-
spanisshort, soitiseasytolosegerminationability;③ Theseedlingplantisacclimatedtoshade, andthesurvivalrateislow;④ Thedis-
turbanceofthehuman-causedcutingandthegrazingisserious.Accordingtotheendangeredpresentsituationandcauses, somescientific
conservationstrategiesareproposedfurthermore.
Keywords Populusshanxiensis;Endangeredcauses;Conservationstrategies;HeichashanMountain
作者简介 王振军(1963-),男 ,山西怀仁人 ,林业工程师 ,从事林业生
产和管理工作。 *通讯作者 ,教授 , E-mail:sgtl 55@163.com。
收稿日期 2008-11-24
青毛杨(PopulusshanxiensisC.WangetS.L.Tung)是
中国特有的稀有物种 ,现已列为国家级保护植物 [ 1] 。该物
种仅自然分布于山西兴县境内的黑茶山区 ,均为小种群零
星分布。在青毛杨的自然分布区内 ,以山西黑茶山自然保
护区的扇子洼分布较为集中。
在分类上 ,青毛杨是近期才被发现的新分类群。最早
记载青毛杨的文献是 1982年 《植物研究 》第 2期中《杨属植
物新分类群(二)》一文 ,这是由我国著名林学家王战教授
和董世林先生撰写的关于杨属系统分类的专辑 。在 《杨属
植物新分类群(二)》一文中记载:青毛杨为 “乔木 ,高 15 m,
胸径 40 cm。褐色 ,纵裂;枝淡黄灰色 ,无毛 ,小枝赤褐色 ,具
棱 ,被柔毛;芽圆锥形 ,暗赤褐色 ,有粘质 ,边缘被柔毛。叶
卵形至宽卵形 ,革质 ,较厚 ,长 5 ~ 10 cm,先端短渐尖 ,基部
心形 ,边缘圆锯齿 ,具缘毛 ,表面暗绿色 ,背面苍白色;叶柄
圆柱形 ,长 3 ~ 6 cm,有短柔毛 ,叶柄先端近叶基部具表面凹
下的 2腺点。花 、果未见 ”[ 2] 。青毛杨这一名称第 2次出现
在文献资料上是《中国植物志 》一书 ,在该书中记载青毛杨 ,
别名山西杨 [ 3] 。至 1987年青毛杨被列入我国第 2批珍稀
濒危重点保护植物名录 , 1998年上官铁梁主编的 《山西省
珍稀濒危保护植物 》一书中把青毛杨列入山西省一级保护
植物 [ 4] 。
1 种群现状
青毛杨是中国特有种 ,仅自然分布于山西西北部的黑
茶山省级自然保护区境内海拔 1 550 ~ 1 650 m处 ,地理坐
标为 111°17′31.8″~ 111°20′11.9″E, 38°13′35.5″~ 38°13′
49.7″N,分布区面积 400 hm2。在分布区内有 4个种群 ,均
呈斑块状群聚生长 ,尽管受到不同程度的人为砍伐和放牧
干扰 ,但目前种群的更新良好 , 4个种群中胸径 10 cm以上
的有 227株。 4个种群的大小及生境特征见表 1。
表 1 青毛杨种群的大小及生境特征
Table1 PopulationsizeandhabitatcharacteristicsofPopulusshanx-
iensis
种群序号
Population
No.
个体数
Individual
number
面积∥m2
Area
海拔高度
m
Altitude
地形
Terain
坡向
Aspect
坡度
°
Slope
1 46 701 1 550 沟溪两侧
Beside
channel
N 40 ~ 50
2 164 784 1 650 山凹
Gap
E 30 ~ 40
3 10 60 1 550 黄土坡
LoessslopeEN
15
4 7 107 1 630 沟谷
Cleuch S
25
合计
Total
227 1 652
2 濒危原因
在自然条件下 ,青毛杨种群内以雌性植株为主 ,在 4个
种群中仅 1和 2种群有 8株雄性植株。春天雌花挂满枝
头 ,初夏硕果累累 ,果序长 4.5 ~ 14.0 cm,平均长 10.1 cm,
每个果序上着生 31 ~ 42个蒴果 ,但含种子果实仅有 2%。
在 1号种群内青毛杨的实生幼苗有 113株 , 3和 4号种群则
没有实生苗。由此看来 ,青毛杨的濒危原因似乎是复合机
制上的问题。根据笔者野外考察发现 ,造成青毛杨濒危的
主要原因有以下几方面。
2.1 有效结实率低 ,种子不易自然传播 青毛杨的自然分
布区狭窄 ,仅分布于山西黑茶山东坡 1 550 ~ 1 650 m的窄
带地段。在自然分布区内也均为群聚的斑 、片状分布 , 4个
种群的平均个体数仅 56个 ,最大种群的个体数为 164株。
其中有 2个种群的个体数仅为 10和 7株。 4个种群分布在
间隔 700 ~ 4 000 m不等 ,各种群保持相对的独立性。青毛
杨的果实是蒴果 ,结实数量虽然较大 ,但具有萌发能力的成
熟种子数量极少 ,调查统计含有效种子的仅占果实总量的
2%,为数不多的种子主要靠风力传播 。青毛杨均生长在较
安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2009, 37(4):1537 -1538, 1548 责任编辑 孙红忠 责任校对 吴晓燕
狭窄而半封闭的沟谷生境中 ,沟谷两侧的坡度在 25 ~ 50°,
这种特殊的地形成为青毛杨种子传播的天然屏障 ,因为这
种半封闭的生境影响大气的流动 ,种子传播的范围受到局
限 ,这是造成濒危的原因之一;青毛杨的种子具有发达的白
色丝状长毛 ,在传播路径中常常被截阻于各类地被物上 ,难
以到达定居地点;青毛杨的种子动物也不食用 ,故青毛杨的
种子依靠动物传播的可能性也很小。
2.2 种子小 ,寿命短 ,容易丧失萌发力 青毛杨的蒴果成
熟后不脱离母株就开裂 ,散出微小 、皮薄而多毛的种子 ,种
子无胚乳 ,寿命短 ,容易失去萌发力。青毛杨散播种子在春
夏之交的 5月下旬 ~ 6月上旬 ,期间正值该区域降水量最少
的春旱期 ,日晒干旱加剧种子失水而失去萌发力 ,即使种子
能够到达定居目的地 ,也会因土壤干旱难以获得萌发的需
水要求。所以 ,在自然更新的条件下 ,即使有众多的落地种
子 ,但能保持有萌发力的种子则寥寥无几 ,要使青毛杨的种
子保持其萌发力并定居 ,需要同时具备向阳 、湿润和土壤肥
沃的生境等。
2.3 实生幼苗喜阴 ,成活率低 虽然青毛杨是阳性树种 ,
但其实生幼苗却不耐强光 , 1 ~ 2龄的青毛杨实生幼苗 ,在
比较阴湿的环境里才能存活 ,如暴晒于强光之下 ,则幼苗会
全部夭折 。在自然条件下 ,如果青毛杨的生存环境已被人
类干扰和破坏 ,则青毛杨幼苗喜阴的条件难以满足 , 1 ~ 2
龄的青毛杨幼苗难以存活 。此外 ,青毛杨的萌蘖能力较强 ,
可以使当代群体在群落中处于有利地位 ,但无性繁殖在群
体的进化上远不如有性繁殖优越 ,生活史中无性繁殖能力
较强往往会影响群体之间的基因交流 。
2.4 人为砍伐破坏和放牧干扰严重 青毛杨是乔木树种 ,
树干挺直 ,木材优良 ,是上好的建筑 、家具及室内装饰等用
材 。但由于长期得不到合理的开发利用 ,结果导致大树被
毁 、小树得不到保育。调查发现 ,在第 2号样地 784 m2的林
地内有伐桩 68个 ,被伐植株的基径在 10 ~ 25 cm。青毛杨
林地是当地居民无组织放牧的主要场所 ,青毛杨是牛羊取
食对象 ,放牧对幼树的影响最大 ,成年植株的树皮也常被山
羊啃食而枯死 。由于人类的砍伐 ,造成生境的严重破碎化 ,
使得青毛杨各种群的分布不连续 ,被分隔成 4个呈岛屿状
的小群体 ,群聚和成片分布在山地沟谷等特殊的生境中 ,群
体的有效规模变小 。野外调查发现 ,各个种群中幼苗数量
很少 ,天然更新缓慢 ,导致了青毛杨繁育群体变小。繁育群
体变小可能增加了其遗传漂变和近交的作用 ,通过近交衰
退和杂合度的降低而影响个体的适合度 ,致使各种群内的
遗传变异较低 。
3 保护对策
青毛杨是我国特有种 ,被列为国家和省级珍稀濒危保
护植物;青毛杨又是绿化 、木材两用的重要防护林和用材林
树种 ,仅分布于山西西北部黑茶山区。青毛杨分布区的生
态环境特征是热量条件较差 ,降水量少。青毛杨在其分布
区内以斑块状群聚生长 ,是其生长地段群落的建群种。由
于分布区狭窄 ,种群规模小 ,各种群相互隔离 ,种群抗干扰
能力较低 ,脆弱性较强 ,处于极其濒危的状态 。加之人类活
动的干扰 ,使种群发展受到更大威胁。针对青毛杨的濒危
现状和原因 ,提出以下科学保护对策 。
3.1 保护青毛杨的原生环境 ,尽快建立青毛杨种质保育基
地 进一步对青毛杨种群进行清查 ,摸清各种群的分布位
置 、面积 、生境 、个体数量 、种群年龄以及动态 ,建立种群数
字化档案和种质资源基因库 ,实施长期监测 。研究证明 ,就
地保护是一种最理想的保护措施 ,尽可能优先采用。加强
对青毛杨自然种群及其生境的保护 ,在生长地段设立警示 、
宣传标牌 ,鉴于目前种群的数量和空间规模较小 ,设围栏保
护非常必要。建议将保护区内青毛杨生长地区划为保护区
的核心区 ,对自然保护区外分布的青毛杨 ,在种群分布地设
保护点和保护标志 ,并配专人管护。
建议在黑茶山自然保护区选择适宜地段和优良株系营
建青毛杨种质资源保育基地 ,就地扩大自然种群。同时 ,基
于青毛杨资源的分布现状 ,建议尽快在黑茶山自然保护区
建立青毛杨迁地繁育中心 ,集种质保存 、科学研究 、科技开
发为一体 。通过播种 、扦插以及细胞组织培养等手段大规
模繁育青毛杨苗木。通过人工栽培繁育扩大种群数量 ,然
后在原产地栽植返回到大自然。营建青毛杨母树次生林 ,
既能有效保护黑茶山青毛杨物种 ,又能满足市场需求 。
3.2 加强宣传教育 ,提高全社会保护的自觉性 目前 ,应
大力开展关于野生植物资源保护的宣传教育 ,把保护青毛
杨变为全民的自觉行动 。通过广播电视 、报刊和网络等媒
体对全社会进行青毛杨的科学知识宣传 ,在青毛杨种群的
生长地应设立保护标牌 ,使保护植物资源光荣 、破坏植物资
源可耻 ,成为全社会的共识。对自然保护区的工作人员进
行业务培训 ,增强青毛杨管护的自觉性和主动性 。更为重
要的是对当地社区及其居民加强宣传和培训 ,让他们都了
解青毛杨的濒危现状 。当地的政府部门和自然保护区应肩
负起宣传 、普及青毛杨科学知识的义务和责任 ,有计划 、有
针对性地向当地群众介绍保护青毛杨的意义 ,宣传青毛杨
在可持续发展中的重要作用 。启发广大群众自觉保护青毛
杨的意识 ,充分发挥社区参与保护青毛杨的积极作用 ,达到
政府与社区共同保护青毛杨的目的。为了真正发挥社区居
民保护青毛杨的积极性 ,建议对社区的居民进行青毛杨迁
地繁育和栽培技术培训 ,使他们在物种保护中有为有益。
还应建立奖惩制度 ,提高群众的保护积极性。
3.3 建立青毛杨研究体制和机制 ,深入开展科学研究 目
前 ,无论是青毛杨的基础理论研究还是开发利用研究尚属
空白 ,建议尽快启动青毛杨的科学研究工程 ,在黑茶山自然
保护区成立青毛杨研究中心 ,组织国内外专家对青毛杨开
展系统研究。对其形态解剖学 、发育生物学 、系统演化 、种
群生态学 、生理生态学 、遗传多样性和应用生物学等进行系
统深入的研究。当前的重点是通过实地调研 ,探究青毛杨
野生种群退化的干扰体系 ,建立恢复对策与拯救技术体系 ,
建立恢复重建示范模式;着力解决退化青毛杨野生种群封
山保育 、引种栽培 、快速繁殖和次生造林的系列技术。黑茶
山自然保护区应该成为我国驯化培育青毛杨的中心 ,摸索
该物种的习性 ,收集 、繁殖 、培育青毛杨优良种源基因库 ,为
发展及合理利用珍稀物种提供物质基础和科学依据。建议
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·1538· 安徽农业科学 2009年
频率测定结果为 140、280和 420日龄组与其他组差异极显
著 ,表现为随着日龄的增加 ,呼吸频率逐渐下降。 6组海兰鸡
收缩压与舒张压均随年龄的增长而升高 , 28与 420日龄组差
异极显著 ,即最大日龄组血压高于最小日龄组(表 2)。
表 2 不同日龄海兰鸡收缩压 、舒张压测定值
Table2 Determinationvaluesofcontractionpressureanddiastolic
pressureforHailanchickensindiferentdays kPa
日龄
Days
数量
Quantity
收缩压Contractionpressure
平均数Mean
标准差Standarddeviation
舒张压Diastolicpressure
平均数Mean
标准量Standarddeviation
28 10 11.76 bB 1.75 10.48 bA 1.64
42 10 13.80 abAB 1.82 11.92 abA 2.08
70 10 14.89 abAB 3.16 12.81 abA 3.01
140 10 15.12 abAB 2.15 13.35 abA 2.26
280 10 15.35 abAB 2.13 13.63 abA 2.57
420 10 16.89 aA 1.95 14.80 aA 2.27
3 讨论
已知肉鸡心率为 411次 /min[ 5] ,大石鸡心率为 337 ~ 404
次 /min[ 6] ,鸽心率为 135 ~ 244次 /min[ 7] ,金丝雀心率为 514
次 /min[ 7] ,蜂鸟心率为 615次 /min[ 7] 。其中 ,蜂鸟是最小的
鸟 ,它的代谢活动旺盛 ,心率相应地比其他禽类的高 ,所以心
率高低与活动方式有直接关系。该实验由于测定的组较多 ,
归结为:小年龄段海兰鸡心率 400 ~ 500次 /min,与肉鸡心率
接近 ,大年龄段的心率则为 280 ~ 350次 /min。另外 ,心率受
体温的影响 ,体温升高 1 ℃,心率将增加 12 ~ 18次 [ 8] , Owen
认为 ,一般 25 ~ 35 ℃这一温度区 ,鸟类的体温 、代谢等生理
活动比较恒定 ,与此密切相关的心电活动也相应地变化较
小 [ 9] 。李仁德等研究温度在 20 ~35℃时大石鸡群心率比较
稳定 ,认为是由于大石鸡长期适应干旱山区的生活环境 ,而
形成的适应性特点 [ 6] 。可见 ,动物心率与生活环境还有一定
的联系 ,海兰鸡群心率稳定的温度范围有待进一步研究。
该研究 11组呼吸频率测定结果大致分为 1 ~ 7、14 ~
42、70 ~ 420日龄 3个阶段 ,即随着日龄的增加呼吸频率逐步
降低。这主要是因为在安静状态下 ,鸟类主要靠胸骨和肋骨
运动来改变胸腔容积 ,引起肺和气囊的扩大和缩小 ,以完成
气体代谢 ,因此随年龄的增长胸腔逐渐扩大而呼吸频率逐步
降低。
该研究 11组鸡群在麻醉状态下的血压 , 28日龄组较
140、280和 420日龄组低 ,呈现血压随年龄的增长而升高。
家鸽血压在 14.00 ~ 19.33 kPa;豚鼠收缩压平均值为 10.27
kPa,舒张压平均值为 6.27 kPa;小白鼠收缩压平均值为
15.07 kPa,舒张压平均值为 10.80kPa;狗(麻醉状态)收缩压
平均值为 19.87 kPa,舒张压平均值为 13.33 kPa[ 10] ;川金丝
猴血压平均值为 16.40kPa[ 2] 。笔者的研究结果与家鸽较为
接近 ,同一纲动物血压值比较接近 。由于采用直接测压法 ,
所以 1~ 28日龄鸡血压测定比较困难 ,这有待于进一步改进
实验方法 ,从而测定小年龄段鸡的血压。
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200, 204.
(上接第 1538页)
在科技 、林业等部门联合设立青毛杨研究基金 ,组织多部门 、
多学科的专家对其进行攻关性综合研究 ,并培养一批具有较
高素质的管理和保护人员 。
3.4 保护的同时注重科学开发和合理利用 青毛杨不仅为
我国珍稀濒危的特有物种 ,而且具有绿化 、材用和观赏等重
要的经济用途 ,应结合山西的碧水蓝天工程建设等科学合理
的利用 ,拟作为黄土高原和中国北部土石山区的优良绿化树
种 。建议在黄土高原水土流失治理上 ,把青毛杨 、柠条 、沙棘
等并列作为水土保持林及防护林树种。此外 ,青毛杨树形美
观 ,克隆繁殖力强 ,是有待开发利用的园林树种之一 [ 5] 。应
根据其特点 ,扩大资源量 ,发挥珍稀濒危植物的特殊功能 ,增
加生态经济效益 [ 6] 。
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·1548· 安徽农业科学 2009年