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浙江大盘山七子花萌枝特性及其对种群更新的影响



全 文 :102 林业科技开发 2015 年第 29 卷第 2 期
doi:10. 13360 / j. issn. 1000-8101. 2015. 02. 025 中图分类号:S792
浙江大盘山七子花萌枝特性及其对种群更新的影响
陈子林1,潘德月1,俞叶飞1,周钰鸿1,于桂芳2,康华靖3
(1.浙江大盘山国家级自然保护区管理局,浙江 磐安 322300;2.磐安县林业局;3.温州科技职业学院)
摘 要:在对浙江大盘山自然保护区七子花群落全面踏查的基础上,深入调查了七子花种群内萌枝更新特性。结
果表明,七子花根颈处多有萌枝产生,萌枝对七子花种群的径级结构具有较大影响。相关性分析表明,萌枝数与平
均根径呈显著正相关。从高度来看,七子花集中分布在 4 ~ 6 m,在高度竞争上处于劣势。然而其平均冠幅均在 5
m2 以上,说明七子花通过增加冠幅提高自身的生态位和竞争力。由于七子花有性繁殖较差,群落生境恶劣,导致
七子花主要以萌枝方式来维持种群生存。最后,对七子花的保护提出了相关建议。
关键词:七子花;种群;更新;萌枝
The sprouting characteristics and its influences on population regeneration of Heptacodium miconioides
in Dapanshan Mountain of Zhejiang Province∥CHEN Zilin,PANG Deyue,YU Yefei,ZHOU Yuhong,YU Gui-
fang,KANG Huajing
Abstract:Heptacodium miconioides,an endemic species in China,is recognized as grade Ⅱ in the list of national key con-
servation rare and endangered plants. Based on the data collected from sample plots,the population regeneration features in
Dapanshan National Natural Reserve of Zhejiang Province were analyzed. The results showed that most of the stem base
possessed the sprouting. The sprouting contributed great to diameter classes structure in popunation. The significant positive
correlation was presented between the number of sprouting and diameter of root. The heights of most individuals of H. mico-
nioides were between 4 and 6 m,which were oppressed at height competitiveness. However,H. miconioides increased its
niche and competitive power by increasing the canopy. The poor sexual reproduction ability and the severe habitat led
sprouting regeneration to be the main way of sustaining population survival. Finally,protection measures were proposed.
Key words:Heptacodium miconioides;population;regeneration;sprouting
First author’s address:The Administration Bureau of Dapanshan National Natural Reserve,Pan’an 322300,Zhejiang,
China
收稿日期:2014-09-09 修回日期:2014-11-10
基金项目:浙江省林业厅极少种群保护项目(2010-07-001)。
作者简介:陈子林(1970 -) ,男,高级工程师,主要从事林学及生物多
样性保护。E-mail:dpschzl@ 163. com
濒危植物七子花(Heptacodium miconioides)属忍
冬科的落叶小乔木,为我国特有的单型属,国家首批
二级重点保护植物[1-3]。七子花除在研究忍冬科系
统演化和区系分类方面有重要的学术价值外,同时,
由于其树形优美,枝叶繁茂,花色迷人,果实艳丽,具
有极高的观赏价值[4]。七子花间断分布于安徽泾
县、宣城和浙江天台山、大盘山、金华北山、宁波等少
数地区[5-7]。由于七子花的生境不断恶化,种群逐渐
变小,数量日益减少,分布范围缩小,现资源极少,模
式标本的产地湖北兴山七子花已灭绝[7]。因此,对
其种群更新的研究迫在眉睫。萌枝作为一种繁殖策
略,为在逆境下有性繁殖难以实现的树木更新提供了
稳定的种源。萌枝是许多木本植物更新的重要方
式[8-9],是在原位进行生存竞争的捷径,对群落的演
替动态具有重要影响。而萌枝的产生模式与树干基
部的形态密切相关,不同微生境内不同形式、强度和
频率的地表干扰又是树干基部形态的主要决定因素。
因此,萌枝的产生在不同微生境内可能具有差异[10]。
然而,目前对七子花萌枝能力、特性等研究较少,其与
生境之间的关系尚不明确。因此,对七子花萌枝更新
的研究还需进一步深入。
1 研究区自然概况
浙江大盘山国家级自然保护区地理坐标为 120°
19 ~ 120°45E,28°44 ~ 29°19N,属典型的亚热带季
风气候区。受东亚季风影响,冬夏盛行风向有显著变
化,降水有明显的季节变化。气候总的特点是:季风
显著,四季分明,年气温适中,光照较多,雨量丰沛,空
气湿润,雨热季节变化同步,气候资源配置多样,气象
灾害繁多。大盘山年平均气温 15. 0 ℃,极端最高气
温 36. 9 ℃,极端最低气温 - 9. 5 ℃;年平均降雨量为
森林经营与保护 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
林业科技开发 2015 年第 29 卷第 2 期 103
1 427. 8 mm,年平均日照达 1 827. 6 h[11]。该区为目
前所发现的分布面积最大、数量最集中的七子花天然
林。区内七子花群落分层现象不明显,乔木层以七子
花、水马桑、山胡椒等为主,并伴生有细齿稠李、木荷
和苦枥木等树种。灌木层以山茶科、樟科种类最多。
草本层主要有疏毛山梅花、麦冬等,以及一些蕨类
植物。
2 研究方法
2. 1 样地设置与调查
在实地踏查的基础上,选择了 4 个典型样地。样
地为目前所发现的分布面积最大、数量最集中的七子
花天然林。在每个样地中设 1 个样方,样方面积均为
20 m ×20 m,编号为 1 ~ 4,按照中国科学院生态系统
调查表的要求[12],记录各样方内坡度(X1)、坡向
(X2)、坡位(X3)、人为干扰度(X4)、岩石裸露度
(X5)、海拔高度(X6)、郁闭度(X7)等生境指标(表
1),以及七子花平均根径(X8)、平均树高(X9)和平均
冠幅(X10)。调查时,以七子花基株为单位进行统计,
一是种子萌发实生苗长成的植株;二是由根系或树桩
萌蘖生成的植株。记录包括:①样方内胸径≥2 cm
的七子花的胸径、高、冠幅、枝下高;②胸径 < 2 cm 的
七子花记录株数和高度。
表 1 不同样方内七子花生境的基本情况
样方 坡度 /(°) 坡向 坡位 人为干扰度 /% 岩石裸露度 /% 海拔 /m 郁闭度 /%
Q1 10 西南 中 20 90 827 65
Q2 30 北 中 25 95 870 60
Q3 25 西 中 30 95 920 70
Q4 25 北 中 15 95 980 75
2. 2 龄级结构分析
本研究通过大小径级代替年龄结构进行分析。
参考种群径级(DBH)结构划分标准,桩径的分类标
准为:幼苗(Ⅰ级),高度≤0. 33 m;幼树(Ⅱ级) ,高度
> 0. 33 m,桩径 < 2. 5 cm;小树(Ⅲ级) ,2. 5 cm≤桩
径 < 7. 5 cm;中树(Ⅳ级) ,7. 5 cm≤桩径 < 22. 5 cm;
大树(Ⅴ级),桩径≥ 22. 5 cm。
2. 3 数据统计
对坡向进行量化,具体为:南坡为 8,北坡为 0,东
西各为 4。由于坡位相同,在主成分分析中不予以考
虑。运用 SPSS 19. 0 进行方差分析和主成分分析。
3 结果与分析
3. 1 种群径级结构
种群的径级结构可分析种群的年龄结构及其动
态,对判断种群过去、预测未来有重要作用。从七子
花径级结构(图 1)可以看出,如不考虑萌枝对种群结
构的影响,4 个样方内七子花种群内中树和大树占较
大比例,说明种群处于衰退阶段。如考虑萌枝,该种
群内小树和中树则占较大比例,说明种群处于稳定阶
段。由此可见,萌枝对种群结构具有较大影响。然
而,由于种群内缺少幼苗,整体上看该区内七子花种
群有衰退的趋势。
图 1 未考虑萌枝(A)和萌枝(B)情况下的七子花径级结构
3. 2 萌枝特性
对 4 个群落中七子花萌枝数(X0)、根径、高度和
冠幅的调查结果见表 2。由表 2 可知,Q4 中七子花的
平均萌枝数、平均根径和平均冠幅均为最高,分别为
5. 4 株、31. 5 cm 和 8. 4 m2。4 个样地的七子花高度
绝大部分集中分布在 4 ~ 6 m,说明七子花是典型的
小乔木,在高度竞争上处于劣势[13]。然而,七子花平
均冠幅均在 5 m2 以上,说明七子花通过增加冠幅提
高自身的生态位和竞争力。
3. 3 影响萌枝数量的相关性分析
对七子花萌枝数(X0)、坡度(X1)、坡向(X2)、人
为干扰度(X4)、岩石裸露度(X5)、海拔高度(X6)、郁
闭度(X7)、平均根径(X8)、平均树高(X9)和平均冠
幅(X10) (由于种群坡位均处于中坡,不予考虑)进行
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 森林经营与保护
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相关性分析见表 3。由表 3 可知,七子花的萌枝数与
其平均根径具有显著正相关,与其他生境因子等相关
性均未达到显著水平。
表 2 七子花种群基本特性
样方 平均萌枝数 最大萌枝数 平均根径 / cm 最大根径 / cm 平均高度 /m 最大高度 /m 平均冠幅 /m2 最大冠幅 /m2
Q1 2. 8 b 11 b 17. 6 b 80 a 4. 3 a 7 b 5. 9 b 15. 7 b
Q2 2. 2 b 8 b 14. 7 b 60 a 4. 5 a 9 b 5. 5 b 15. 7 b
Q3 2. 0 b 10 b 15. 2 b 80 a 5. 1 a 15 a 7. 0 b 11. 7 b
Q4 5. 4 a 15 a 31. 5 a 70 a 5. 0 a 10 b 8. 4 a 23. 6 a
表 3 七子花萌枝数量与其生物学特性、群落生境的相关性
项目 X0 X1 X2 X4 X5 X6 X7 X8 X9 X10
X0 1 0. 000 - 0. 439 - 0. 888 0. 127 0. 679 0. 723 0. 996** 0. 302 0. 801
X1 1 - 0. 834 0. 298 0. 962* 0. 548 0. 000 0. 034 0. 523 0. 178
X2 1 0. 258 - 0. 778 - 0. 591 - 0. 086 - 0. 435 - 0. 302 - 0. 308
X4 1 0. 258 - 0. 268 - 0. 400 - 0. 843 0. 167 - 0. 457
X5 1 0. 731 0. 258 0. 181 0. 734 0. 411
X6 1 0. 829 0. 738 0. 881 0. 921
X7 1 0. 781 0. 769 0. 974*
X8 1 0. 389 0. 854
X9 1 0. 791
X10 1
注:“* ”表示 0. 05 水平上显著相关;“**”表示 0. 01 水平上极显著相关。
4 结论与讨论
浙江省七子花种群呈片断化分布于天台山、临安
昌化和括苍山 3 个岛状区域内,在东白山和金华北山
等地也有少量零星分布。建德也有分布,而在近年来
的调查中极少发现七子花存在,说明七子花种群数量
近年来呈快速减少趋势[14]。因此,对七子花种群的
保护研究亟待加强。
对七子花的种群径级结构研究表明,如不考虑
萌枝对种群结构的影响,七子花种群处于衰退阶
段;而如考虑萌枝,七子花种群则处于稳定阶段,说
明萌枝对七子花的种群更新具有重要影响。本调
查结果以及相关文献研究表明,七子花种群主要分
布于岩石、石块较多的水沟上或其附近山坡上,常
有水流冲刷地面,从而导致种子成功萌发的几率
低,因此,在研究样地中几乎没有发现实生苗。为
了维持种群的生存,在长期进化过程中七子花以萌
枝作为其主要更新方式。营养繁殖更新在选择上
有优势,对个体生活史的延续以及对群落的维持和
稳定性有着极其重要的意义[8]。然而萌枝更新难
以扩大其分布区,这也正是七子花分布零星且成小
种群的一个重要原因。
萌枝是木本植物对自然或人为干扰或者剧烈的
环境变迁做出的响应[15],是植物与环境在长期相互
作用下进化而来的一种重要生活史特征[16-17]。萌枝
对植物种群的更新具有重要意义。如攀枝花苏铁是
现存最为古老的孑遗种子植物之一,历经了第 3 纪造
山运动和第 4 纪冰川浩劫,繁衍保留至今,其自然种
群的繁殖以根蘖萌枝方式为主[18];水青树属的植物
萌枝能力强,在采伐后的伐桩上均有萌枝产生,并生
长良好;神农架地区河岸带中领春木种群在林下有性
更新较差,但因具有较高的萌蘖率以及林窗幼苗更
新,使其种群在长期内得以维持[19];滇东北珙桐有性
繁殖能力较差,种群更新就以萌枝为主[20]。对七子
花的调查发现,其根茎处多有萌枝产生,最多高达 13
枝。相关性分析结果表明,其萌枝数与根茎大小成显
著正相关。因此,保护母树,尤其是根径较大的母树
对种群的维持和更新显得尤为重要。
目前,通过有性繁殖获得七子花幼苗尚存在一定
困难。这是因为七子花种子繁殖成功率低,导致有性
繁殖更新缓慢。七子花的营养繁殖方式中,其扦插繁
殖的可操作性较强。因此,扦插可用于七子花种群规
模的扩大和新的野外种群的构建。七子花在园林绿
化,林业用材方面均有较大的潜力,但目前尚无这方
面的开发和利用。对其开发利用不仅可取得一定的
经济价值,还可以达到真正保护该物种的目的。
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(责任编辑 吴祝华
櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒
)
doi:10. 13360 / j. issn. 1000-8101. 2015. 02. 026 中图分类号:S714
喀斯特原生乔木林和次生林土壤呼吸研究
赵文君1,吴鹏1* ,崔迎春1,刘永涛2,丁访军1,刘延惠1
(1.贵州省林业科学研究院,贵阳 550005;2.中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司)
摘 要:研究喀斯特森林土壤呼吸对探索陆地生态系统碳循环有重要意义。对喀斯特原生乔木林和次生林土壤
呼吸速率的非生长季动态变化及对温度变化的响应和不同凋落物处理下土壤呼吸的变化进行了研究,结果表明:
喀斯特次生林和原生乔木林土壤呼吸速率非生长季动态变化与土壤温度、林内温度变化总体一致;两演替群落土
壤温度能解释 95. 1% ~ 96. 8%,91. 3% ~ 92. 8%的土壤呼吸变化。去除、添加凋落物处理对土壤呼吸影响有显著
差异(P < 0. 05),分别使土壤呼吸降低了 21. 29% ~ 54. 03%和增加了 13. 79% ~ 98. 41%。不同土壤深度土壤呼吸
的 Q10值次生林为 4. 62 ~ 4. 71、原生林为 4. 01 ~ 4. 31。随着土壤深度的增加而增加,去除和添加凋落物处理引起土
壤呼吸的 Q10值不同,从大到小均表现为去除、对照、添加。两演替群落比较,土壤呼吸因小生境、森林植被不同而
存在差异,次生林土壤呼吸速率高于原生乔木林,次生林呼吸速率与土壤温度的相关程度略高于原生乔木林,次生
林土壤呼吸对温度的敏感性更强。
关键词:喀斯特森林;演替群落;土壤呼吸;凋落物;Q10值
收稿日期:2014-11-11 修回日期:2014-12-22
基金项目:高层次人才科研条件特助经费项目(TZJF -2011-14) ;贵州
省科技厅基金项目(黔科合 J字[2010]2054)。
作者简介:赵文君(1984 -),女,硕士,实习研究员,从事喀斯特森林生
态系统定位观测研究工作。通信作者:吴鹏,男,助理研究员。E-mail:
236135040@ qq. com
Study on the soil respiration under Karst primary forest and secondary forest ∥ZHAO Wenjun,WU Peng,
CUI Yingchun,LIU Yongtao,DING Fangjun,LIU Yanhui,
Abstract:Research on Karst forest soil respiration is important to explore terrestrial ecosystem carbon cycle. Study on
changes of the soil respiration rate in non-growing season,
response to temperature changes and soil respiration
changes under different litter processing in Karst different
succession communities including secondary forest and pri-
mary forest. The results showed that the change of soil res-
piration rates of non-growing season were overall consistent
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 森林经营与保护