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Death causes and conservation strategies of the annual regenerated seedlings of rare plant, Bretschneidera sinensis

珍稀植物伯乐树一年生更新幼苗的死亡原因和保育策略



全 文 :
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 16 期摇 摇 2011 年 8 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
人工和天然湿地芦苇根际土壤细菌群落结构多样性的比较 汪仲琼,王为东,祝贵兵,等 (4489)………………
不同土壤水分下山杏光合作用光响应过程及其模拟 郎摇 莹,张光灿,张征坤,等 (4499)………………………
不同颜色遮阳网遮光对丘陵茶园夏秋茶和春茶产量及主要生化成分的影响
秦志敏,付晓青,肖润林,等 (4509)
……………………………………
……………………………………………………………………………
镉胁迫对烟草叶激素水平、光合特性、荧光特性的影响 吴摇 坤,吴中红,邰付菊,等 (4517)……………………
条浒苔和缘管浒苔对镉胁迫的生理响应比较 蒋和平,郑青松,朱摇 明,等 (4525)………………………………
盐胁迫对拟南芥和盐芥莲座叶芥子油苷含量的影响 庞秋颖,陈思学,于摇 涛,等 (4534)………………………
长期双季稻绿肥轮作对水稻产量及稻田土壤有机质的影响 高菊生,曹卫东,李冬初,等 (4542)………………
基于水量平衡下灌区农田系统中氮素迁移及平衡的分析 杜摇 军,杨培岭,李云开,等 (4549)…………………
苏北海滨湿地互花米草种子特征及实生苗生长 徐伟伟,王国祥,刘金娥,等 (4560)……………………………
基于 AnnAGNPS模型的三峡库区秭归县非点源污染输出评价 田耀武,黄志霖,肖文发 (4568)………………
镉污染对不同生境拟水狼蛛氧化酶和金属硫蛋白应激的影响 张征田,庞振凌,夏摇 敏,等 (4579)……………
印度洋南赤道流区水体叶绿素 a的分布及粒级结构 周亚东,王春生,王小谷,等 (4586)………………………
长江口滩涂围垦后水鸟群落结构的变化———以南汇东滩为例 张摇 斌,袁摇 晓,裴恩乐,等 (4599)……………
应用鱼类完整性指数(FAII)评价长江口沿岸碎波带健康状况 毛成责,钟俊生,蒋日进,等 (4609)…………
基于渔业调查的南极半岛北部水域南极磷虾种群年龄结构分析 朱国平,吴摇 强,冯春雷,等 (4620)…………
水稻模型 ORYZA2000 在湖南双季稻区的验证与适应性评价 莫志鸿,冯利平,邹海平,等 (4628)……………
旱地农田不同耕作系统的能量 /碳平衡 王小彬,王摇 燕,代摇 快,等 (4638)……………………………………
宁夏黄灌区稻田冬春休闲期硝态氮淋失量 王永生,杨世琦 (4653)………………………………………………
太湖沉积物有机碳与氮的来源 倪兆奎,李跃进,王圣瑞,等 (4661)………………………………………………
日偏食对乌鲁木齐空气可培养细菌群落的影响 马摇 晶,孙摇 建,张摇 涛,等 (4671)……………………………
灰飞虱与褐飞虱种内和种间密度效应比较 吕摇 进,曹婷婷,王丽萍,等 (4680)…………………………………
圈养马来熊行为节律和时间分配的季节变化 兰存子,刘振生,王爱善,等 (4689)………………………………
塔里木荒漠河岸林干扰状况与林隙特征 韩摇 路,王海珍,陈加利,等 (4699)……………………………………
珍稀植物伯乐树一年生更新幼苗的死亡原因和保育策略 乔摇 琦,秦新生,邢福武,等 (4709)…………………
垃圾堆肥复合菌剂对干旱胁迫下草坪植物生理生态特性的影响 多立安,王晶晶,赵树兰 (4717)……………
CLM3. 0鄄DGVM中植物叶面积指数与气候因子的时空关系 邵摇 璞,曾晓东 (4725)……………………………
基于生态效率的辽宁省循环经济分析 韩瑞玲,佟连军,宋亚楠 (4732)…………………………………………
专论与综述
土壤食物网中的真菌∕细菌比率及测定方法 曹志平,李德鹏,韩雪梅 (4741)…………………………………
生态社区评价指标体系研究进展 周传斌,戴摇 欣,王如松,等 (4749)……………………………………………
问题讨论
不同胁迫条件下化感与非化感水稻 PAL多基因家族的差异表达 方长旬,王清水,余摇 彦,等 (4760)………
研究简报
钦州湾大型底栖动物生态学研究 王摇 迪,陈丕茂,马摇 媛 (4768)………………………………………………
人工恢复黄河三角洲湿地土壤碳氮含量变化特征 董凯凯,王摇 惠,杨丽原,等 (4778)………………………
基于地统计学丰林自然保护区森林生物量估测及空间格局分析 刘晓梅,布仁仓,邓华卫,等 (4783)…………
晋西黄土区辽东栎、山杨树干液流比较研究 隋旭红,张建军,文万荣 (4791)……………………………………
小兴安岭典型苔草和灌木沼泽 N2O排放及影响因子 石兰英,牟长城,田新民,等 (4799)……………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*316*zh*P* ¥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄08
封面图说: 在长白山麓低海拔地区的晚秋季节,成片的白桦林用无数根白色的树干、树枝烘托着林冠上跳动的金黄色叶片,共
生的柞木树冠用更浓重的颜色显示了它的存在,整个山梁层林尽染,秋意浓浓。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 31 卷第 16 期
2011 年 8 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 31,No. 16
Aug. ,2011
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:BGCI中国项目(6206 / R4352);国家科技支撑计划项目(2008BAJ10B03鄄05); 广东省科技攻关计划(2010B020303005);河南科技大学
博士科研基金项目(09001495)
收稿日期:2010鄄09鄄16; 摇 摇 修订日期:2010鄄12鄄27
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: swdyxzy@ yahoo. com. cn
乔琦,秦新生,邢福武,陈红锋,刘东明.珍稀植物伯乐树一年生更新幼苗的死亡原因和保育策略.生态学报,2011,31(16):4709鄄4716.
Qiao Q, Qin X S, Xing F W, Chen H F,Liu D M. Death causes and conservation strategies of the annual regenerated seedlings of rare plant, Bretschneidera
sinensis. Acta Ecologica Sinica,2011,31(16):4709鄄4716.
珍稀植物伯乐树一年生更新幼苗的
死亡原因和保育策略
乔摇 琦1,2,秦新生3,邢福武2,陈红锋2,*,刘东明2
(1.河南科技大学农学院,洛阳摇 471003;2.中国科学院华南植物园,广州摇 510650;
3.华南农业大学林学院,广州摇 510642)
摘要:伯乐树(Bretscheneidera sinensis Hemsl. )是我国特有珍稀的孑遗植物和国家一级重点保护野生植物,在研究被子植物的系
统发育、古地理和古气候等方面具有重要科学价值。 研究发现伯乐树 1 年生更新幼苗的高死亡率是其天然更新困难的主要原
因之一。 采用分区试验监测了不同生境下 1 年生更新幼苗的生长动态;分析了幼苗死亡的共同原因,探讨了土壤酸碱度和不同
光照环境对其生长的影响,并提出有效的保育策略以促进其种群更新。 结果表明,伯乐树作为多年生木本植物,其根尖并无根
毛分化,因此对环境的营养要求较高,并极易受到各种因素影响而导致死亡。 1 年生更新幼苗死亡的原因主要包括三方面,分
别表现在土壤透气性较低时,幼苗易腐烂致死;在夏季炎热天气易受干旱胁迫致死;茎叶内含有黑芥子酶细胞,作为菜青虫发育
的必要场所而易被啃噬致死等。 幼苗较适于弱酸性土壤(5. 0 6. 5),并据中国土壤规律主要分布在长江以南地区。 不同光环
境下对夏季时幼苗的存活率和生长量存在显著区别,表现在全光环境下易造成幼苗的死亡,而极度弱光环境会导致生长迟缓,
只有适度遮荫有利于幼苗的形态生长,其中自然遮荫下的生长量各项指标(苗高、地茎、叶片数和侧枝数等)和幼苗成活率达到
最优。 据此,在保育策略上建议采取适当的水肥管理和适度遮荫等措施,如在大田中遮网 1 层或在中等郁闭度的林下自然
遮荫。
关键词:伯乐树;1 年生更新幼苗;死亡原因;酸碱度;遮荫
Death causes and conservation strategies of the annual regenerated seedlings of
rare plant, Bretschneidera sinensis
QIAO Qi 1,2, QIN Xinsheng 3, XING Fuwu 2, CHEN Hongfeng 2,*,LIU Dongming 2
1 College of Agriculture, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, China
2 South China Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510650, China
3 College of Forestry, South China Agriculture University, Guangzhou 510642, China
Abstract: Bretschneidera sinensis Hemsl. , a tertiary relict tree endemic in China, was listed in National Key Protected Wild
Plants ( Class I) as a rare species. It is significant for the studies on phylogeny, paleogeography and paleoclimate of
angiosperm. It was discovered that natural regeneration of the population was quite difficult and one of the key causes is the
high death rate of its annual regenerated seedlings. Site experimentation was conducted to monitor the growth status of
annual regenerated seedlings in different habitats, in order to discuss the common death causes of the seedlings and to study
the effects of soil pH and different shade treatments on the growth of seedlings, also the effective conservation measures were
advised to promote its natural regeneration. Results indicated that, as a perennial tree, the root tip of B. sinensis has no
root hair differentiated, so it needed special habitats with enough nutrition and would be caused death easily by many lethal
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factors. The main death causes of the seedlings consisted of 3 aspects: the decay of root system because of poor permeability
of soil, water shortage by drought stress in summer, predation risk by cabbage caterpillar because of the myrosin cell in its
stem and leaf which is the necessary development site for the pest, respectively. The seedlings were adapt to weak acidic
soil (pH=5. 0 6. 5), so the species only distributed in the south area of Changjiang river according to the changing rule
of the soil properties in China. Also the diverse light intensity differed significantly in the survival rates in hot summer and
biomass accumulation of annual regenerated seedlings. Results of light control treatment showed that the natural sunlight
would cause the death of seedlings seriously, while severely weak shade conditions would inhibit the biomass accumulation.
Only moderate shade treatment was suitable to the growth of seedlings, and the biomass indexes ( plant height, basal
diameter, number of leaves and number of branches) and the survival rate were all highest under natural shade treatment.
Accordingly, suitable water and fertilizer management and moderate shade treatment were recommended to be utilized on the
annual regenerated seedlings of B. sinensis as conservation strategies, including using shading net by one layer in the field
or natural shade under the forest with middle canopy density.
Key Words: Bretschneidera sinensis Hemsl. ; annual regenerated seedlings; death causes; pH; shading treatments
伯乐树(Bretschneidera sinensis Hemsl. )是我国特有的单种科植物,作为笫三纪古热带植物区系的孑遗种,
在研究被子植物的系统发育和古地理、古气候等方面都具有重要的科学价值[1鄄2]。 该种零星分布在长江以南
各省区的山区地带,因长期以来破坏严重和天然更新困难,处于珍稀濒危的境地,1999 年被国家林业局列为
国家一级重点保护野生植物和国家一级珍贵树种[3鄄5]。 然而,国内外关于伯乐树的研究基础十分薄弱,仅限
于系统发育、播种繁殖、木材解剖、物候研究和园林应用介绍等方面[6鄄13],尤其是关于其保护生物学的研究尚
处于空白。
由种子向幼苗、幼树过渡的生长期是众多珍稀濒危植物的生长瓶颈之一,幼苗的早期生长速率和成活率
影响甚至决定幼苗是否成功定居[14]。 伯乐树属于多年生木本植物,在野外调查中发现伯乐树种群的天然更
新十分困难,1 年生幼苗的高死亡率是主要原因之一[15]。 在广东省南昆山自然保护区的一棵座果率较高的
伯乐树(高度 25 m,胸径 90 cm)周围设立了 50 m伊50 m的固定观测区域,从 2007 年 5 月开始定期监测统计幼
苗的存活情况。 2007 年 12 月曾发现 2 棵当年生幼苗;2008 年 5 月共发现了 16 棵新萌发幼苗,但原来的 2 棵
幼苗已经死亡;而到 2009 年 5 月仅有 2 棵新萌发幼苗,前两年的幼苗已全部死亡,即伯乐树 1 年生幼苗的生
态适应能力极低。 因此本文在已开展的群落调查[15]、种子萌发试验[16]和不同时期叶的结构特征[17]等研究
基础上,采用分区试验监测了不同生境下伯乐树幼苗的生长动态,分析了 1 年生更新幼苗死亡的共同原因,探
讨了酸碱度和遮荫等基本环境条件对幼苗生长的影响,旨在为伯乐树的保护生物学研究提供科学依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 植物材料
2007 年 12 月期间采取了广东省南昆山省级自然保护区的新鲜种子,用长枝剪剪取红色已成熟的蒴果,
装于纸袋中,室温保存,4—16 h后蒴果自然开裂,从中取出种子,去除红色肉质假种皮,4 益下冷藏保存,播种
时将种子水平放置在 2 cm深处的土壤中,或者播种在 13 cm 伊 17 cm的栽培塑料袋中,并根据不同的试验需
要移栽幼苗。
1. 2摇 实验方法
1. 2. 1摇 不同地点、不同管理方式下幼苗的存活率
从 2008 年 5 月到 2009 年 5 月,选取相同龄级的 1 年生幼苗分区栽培,分别包括从化育苗基地、华南植物
园的温室和百草园、东莞清溪林场及洛阳温室等具有不同海拔和水湿条件的地区,其地区物候、土壤基础条件
及营养管理也均有明显不同,专人观察记录幼苗的生长过程,并统计不同地点和不同管理方式下的存活率。
0174 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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1. 2. 2摇 土壤 pH适宜性研究
在华南植物园的温室内进行土壤 pH 适宜性研究,幼苗全部采用夏季单层遮荫和适时浇水的管理方式,
在 13 cm 伊 17 cm的栽培塑料袋中填充 20 g土样(混合 1 颐1 的砂子和百草园的表层土),加入使土样完全湿润
的 0. 2mol / L FeSO4 . 7H2O 或 Ca(OH) 2,分别调整土样的 pH 值至 5. 0、5. 5、6. 0、6. 5、7. 0;将生长 2 周后的伯乐
树幼苗置于栽培袋中,每个处理中各选取 10 株长势相对较好的幼苗,平均初始苗高(5. 83依0. 72) cm,地径
(0郾 786依0. 018) cm,隔日浇水并调整其 pH值,5 周后用直尺和游标卡尺分别量取其苗高和地茎,并进行数据
处理和分析。
1. 2. 3摇 不同光照处理
移栽前完成挖穴,采用穴状整地方式,大小约为 60 cm伊60 cm伊50 cm。 株距和行距均为 1 m。 在穴中混合
1 颐1 的砂子和百草园的表层土,只根据天气情况适时浇水。
本试验分为 4 个光照处理。 于 2008 年 4 月 28 日(入夏)在温室内采用农用黑色遮荫网遮荫处理,分为遮
网 2 层、1 层和无遮网等 3 个处理,由于在自然全光照环境下(露地栽培)的幼苗全部死亡,因此以郁闭度约为
40%—50%的百草园次生林荫下的幼苗为对照,并用 Li鄄6400 便携式光合作用测定仪和 TES1335Light meter
(照度计)测得 4 个处理的相对光强。 从北京时间 8:00 到 17:00,每隔 1 h测定不同地点距离地面 30 cm的光
照强度,在每个测量的时间点记录稳定的光照强度瞬时值 4 次,求平均值即为该时间点当地生境的平均光照
强度。 根据平均光照强度随时间的日变化情况,作时间与光强变化规律图。 以同样的方法测得空旷地全日照
光照强度的累计值,即空旷地全日照照度,以避免因时间及天气变化造成的差异。 相对光照强度 = (测定照
度 /空旷地全日照照度) 伊100% ,其中温室的 3 个处理分别为自然全光照( natural sunlight,NS)的 16. 72%
(s17)、24. 51% (s25)、36. 49% (s36),百草园则为 14. 02% (s14)。 于 2008 年 7 月 28 日统一进行形态和生理
各指标的测定,并在 10 月 18 日(冬季落叶前)统计不同光照下幼苗的存活率。
(1) 伯乐树幼苗形态指标的测定
在每个处理中各选取 10 株长势整齐、健康的幼苗进行测量,用直尺、游标卡尺分别量取其苗高和地径,并
计数每棵的复叶数量和侧枝数。
每个处理从不同植株上选取 3 片长势相对一致的新生成熟叶片,用叶面积测定仪测量其面积,用千分之
一电子天平测量其重量,求得比叶面积。
(2) 伯乐树幼苗生理指标的测定
每个处理摘取新鲜叶子 4 片,用叶面积测定仪测定其面积,用电子天平测定其鲜重,随后将其浸入蒸馏水
中,测其叶子饱和鲜重。 然后在 105 益下杀青 45 min,65 益烘干至恒重,称其干重,计算叶子的相对含水量和
饱和含水量。
然后每个处理取 4 片叶子混合,称取鲜重,用 65%的浓蔗糖溶液在暗处浸泡 5 h,拭去表面糖分,称其脱
水重量,计算其自由水含量和束缚水含量。
对每个处理进行叶绿素的测定,用 80%的丙酮作为提取液提取叶绿素,用棱光紫外可见 752N 分光光度
计测定 645 nm、663 nm两个波段的吸光度,以 80%的丙酮为空白对照测定叶绿素 a、b的含量。
1. 2. 4摇 数据分析
采用方差分析和 LSD进行数据处理和分析,分析软件选用 SPSS13. 0。
2摇 结果与分析
2. 1摇 伯乐树幼苗的形态建成
在有滤纸的培养皿上进行萌发过程的观察,发现冷藏 3 周以后的种子即可打破休眠,有较高的萌发率
(约 70% )。 当伯乐树种子吸取充足水分后,在室温下(15—25 益)萌发。 首先是胚根突破种皮,2—3 d 后即
显著伸长,同时子叶张开并且膨大变绿,4—5 d后胚芽萌动形成幼芽,一直到幼茎伸长和幼叶完全展开,从萌
发到幼叶形成共需要 8—12 d。 在大田播种时可看到幼苗出土时子叶紧贴地面,嫩绿色的幼茎挺直长出,高达
1174摇 16 期 摇 摇 摇 乔琦摇 等:珍稀植物伯乐树一年生更新幼苗的死亡原因和保育策略 摇
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3—6 cm,枝顶形成 2 对生分枝,每个幼枝上形成 3 片嫩叶,再经过 12—15 d后还可继续分枝,新枝上形成 5 片
奇数羽状复叶。
2. 2摇 幼苗的存活率差异及主要死亡原因
从表 1 得知,伯乐树 1 年生幼苗的平均存活率较低,而不同地点、不同管理方式下幼苗的存活率又有较大
区别,主要是栽培地点的营养管理、土壤条件及地区物候的差异造成的。 其中,从化育苗基地和华南植物园林
下自然遮荫的幼苗存活率较高,原因是其地理位置、物候和土壤条件均位于自然分布区附近,加之适当的水肥
和遮荫管理等措施,可以有效地提高幼苗存活率;而最不适宜幼苗的生境是露地栽培,幼苗在夏季的全自然光
照下,全部由于高温和干旱等逆境胁迫而死亡。 综合不同地点的实验结果,造成伯乐树幼苗死亡的共同原因
主要包括 3 个方面:1)幼苗对土壤的透气性要求较高,其根系无根毛,且极易受到腐生真菌或细菌的侵染而腐
烂致死;2)对胁迫环境的抗逆性弱,在干旱、裸露的大田中生长不良,尤其在夏季炎热天气易受灼伤而死亡;
3)虫害致死,常见害虫包括菜青虫,黄守瓜和斜纹夜蛾等,最常见的是菜青虫,在大田和野外都发现许多菜青
虫啃噬伯乐树的嫩茎和幼叶,不但影响幼苗的正常生长甚至造成新生幼苗(2—10 周)的大量死亡,这是由于
在伯乐树的茎叶内含有黑芥子酶细胞,黑芥子酶是芥子油苷鄄黑芥子酶体系中的一个重要成分,而芥子油苷的
存在则是菜粉蝶雌虫产卵和幼虫发育的必要条件[18],尤其是 4—5 龄期的幼虫,进入暴食期后对幼苗的危害
最大。
表 1摇 不同管理方式下幼苗的存活率
Table 1摇 Survival rate of seedlings of Bretschneidera sinensis under different stock methods
地点
Sites
管理方式
Treatments
幼苗存活率 / %
Survival rate of seedlings
幼苗死亡原因和比例
Death causes and ratio of seedlings
从化育苗基地 水、肥、夏季单层遮荫 69 22%根系腐烂、23%干旱胁迫、55%害虫捕食
华南植物园百草园 水、林下自然遮荫 46 18%根系腐烂、33%干旱胁迫、49%害虫捕食
东莞清溪林场 水、夏季单层遮荫 21 29%根系腐烂、25%干旱胁迫、56%害虫捕食
华南植物园温室 水、夏季单层遮荫 20 49%根系腐烂、34%干旱胁迫、17%害虫捕食
洛阳温室 水、夏季单层遮荫 9 61%根系腐烂、23%干旱胁迫、16%害虫捕食
华南植物园 水、露地栽培、无遮荫 0 100%干旱胁迫
2. 3摇 不同 pH对伯乐树幼苗的生长影响
表 2 说明适宜伯乐树生长的 pH范围是 5. 0—6. 5,大于 7 时即生长不良,甚至导致幼苗死亡,我国土壤的
pH大多在 4. 5—8. 5 范围内,并有由南向北 pH值递增的规律性,长江以南的土壤多为酸性和强酸性,长江以
北的土壤多为中性或碱性[19],因此伯乐树主要限制分布在华南、西南地区及部分的华中华东地区。 以河南洛
阳温室栽种的幼苗为例,由于当地土壤 pH值为 6. 5—7. 2,偏高于其适宜范围,第 1 年引种幼苗的成活率仅为
9% ,第 2 年通过适当添加混有 FeSO4的复合肥后,将 pH值控制在 6. 0 左右,能将幼苗的成活率提高至 20% 。
表 2摇 pH对伯乐树幼苗的生长影响
Table 2摇 Effects of pH on the growth indexes of seedlings of Bretschneidera sinensis
pH 平均苗高 / cmAverage height of seedling
平均地径 / cm
Average basal diameter
幼苗成活率%
Survival rate
5. 0 6. 31依0. 72 0. 796依0. 021 70
5. 5 8. 41依1. 52 0. 869依0. 031 80
6. 0 8. 55依1. 40 0. 875依0. 016 80
6. 5 8. 05依1. 40 0. 862依0. 023 80
7. 0 6. 21依1. 07 0. 789依0. 023 60
7. 5 5. 93依0. 52 0. 788依0. 021 30
2174 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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2. 4摇 不同光照环境对伯乐树幼苗生长与生理指标的影响
2. 4. 1摇 不同光照强度对幼苗的生长动态影响
摇 摇 由表 3 得,在苗木生长期末,s36 和 s14 环境下的苗高、叶片数和侧枝数都较其它处理高;地茎生长量 s14
最大;s17 下的叶片数、侧枝数和幼苗成活率高于 s25,其苗高和地茎等指标均为最低。 同时,伯乐树的幼苗极
易死亡,不同光照下的幼苗成活率有显著差别,其中 s36 下成活率最低,仅为 5% ,而 s14 的幼苗成活率最高,
可达 46% 。 上述结果说明在温室特定环境中,弱光环境(s17)对幼苗的生长有所抑制;但是较高的光强(s36)
也会使大部分幼苗遭遇环境胁迫而致死。 s14 虽然光照强度最低,但是作为自然荫蔽的环境,在夏季(6—8
月)时,其各种小气候因子均明显优越于人工光照条件,因此幼苗成活率和各项生长量指标均为最高。
表 3摇 不同光强处理对伯乐树幼苗的生长影响
Table 3摇 Growth effects on the seedlings of Bretschneidera sinensis under different RLI
相对光强
RLI
平均苗高 / cm
The average height
of seedling
平均地茎 / cm
The average basal
diameter
平均叶片数 /片
The average number
of leaves
侧枝数
Number of branches
幼苗成活率%
Survival rate
s14 20. 08依1. 40 a 0. 986依0. 027 a 30. 5依3. 9 a 7. 5依0. 8 a 46 a
s17 8. 70依1. 52 c 0. 914依0. 023 c 23. 2依3. 5 b 5. 7依0. 7 b 30 b
s25 17. 17依1. 41b 0. 932依0. 022 b 15. 5依2. 1 c 4. 5依0. 6 b 25 c
s36 22. 48依2. 62 a 0. 942依0. 034 b 32. 7依8. 9 a 8. 0依1. 2 a 5 d
摇 摇 字母不同代表显著性差异(P < 0. 05)
cc
a
b
13.013.5
14.014.5
15.015.5
16.016.5
17.017.5
s14 s17 s25 s36
光照强度
比叶
面积
/(cm
2 /g)
图 1摇 不同光照强度对伯乐树比叶面积的影响
摇 Fig. 1摇 Effects on the specific leaf area of Bretschneidera sinensis
under different RLI
叶片是植物进行光合作用的最主要器官,也是对光
最敏感的部位。 同种植物在不同的遮荫处理下,叶片的
外部形态都会产生相应的变化以适应不同的光环境。
而比叶面积的变化可以较好的反映植物叶片的厚薄和
同化产物的含量。 比叶面积越大的植物,单位干重的叶
片面积越大,叶片越薄,单位叶面积上的碳投资越少。
从图 1 可看出 s14 和 s17 的比叶面积较大,说明在遮荫
条件下光照不足、叶片变薄,同化物减少。
2. 4. 2摇 不同光照强度对叶片水分指标的影响
从表 4 得,幼苗随着生境光照的增强,含水量、饱和
含水量呈下降趋势。 幼苗在温室内 s25 条件下,自由水
含量高,说明代谢旺盛。 而在温室特定的 s17 条件下,
植物体内的束缚水含量提高,是在过于荫蔽环境下作出的应激性反应。 s14 虽然相对光强最低,由于自然遮
荫下林地土壤水分含量多,地表蒸发比空旷地显著减少,地表温度降低,饱和水汽压下降,同时加上遮挡物对
空气流动的阻碍作用,空气湿度往往较大,从而影响到植物的蒸腾作用和水分含量,其代谢较为旺盛。
表 4摇 不同光强下对伯乐树水分的影响
Table 4摇 Effects on the water content of Bretschneidera sinensis under different RLI
相对光强 / %
RLI
含水量 / %
Water content
饱和含水量 / %
Saturated water content
相对含水量 / %
Relative water content
自由水含量 / %
Free water content
束缚水含量 / %
Irreducible water content
s14 75. 96依3. 31 a 79. 82依2. 95 a 79. 89依2. 09 b 44. 31依1. 99 b 31. 57依1. 69 b
s17 72. 26依2. 62 b 76. 76依2. 07 b 78. 87依2. 45 b 37. 41依1. 78 d 34. 81依1. 92 a
s25 72. 57依2. 40 b 76. 06依1. 99 b 83. 28依2. 73 a 51. 56依2. 32 a 20. 94依1. 07 c
s36 70. 50依2. 19c 73. 97依2. 21 c 84. 10依2. 81 a 40. 40依2. 62 c 30. 20依1. 87 b
3174摇 16 期 摇 摇 摇 乔琦摇 等:珍稀植物伯乐树一年生更新幼苗的死亡原因和保育策略 摇
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2. 4. 3摇 不同光照强度对幼苗叶绿素含量的影响
叶绿素含量是衡量植物利用光能能力的重要指标。 不同的光照条件下,叶绿素含量会发生变化,以使植
物更好的适应环境。 由表 5 可得,随着生境中光强的增加,幼苗单位叶面积的叶绿素含量呈上升的趋势,而叶
绿素 a / b值增大。 在较强光照下,叶绿素含量增加和叶绿素 a / b 值的增大可使植物能充分吸收光合有效辐
射;而在荫蔽环境下,叶绿素 b相对含量的增加也使植物能更多的利用短波长蓝紫光,这是对弱光生境中漫射
光较多的一种适应[20],综合比较 4 种不同的光照环境,s14 下叶绿素总含量居中、a / b 值最高,在自然遮荫的
条件能较为充分的利用周围直射光和漫射光进行光合作用,s25 下叶绿素总含量最高、a / b 值居中,也能充分
利用不同波长的光,而 s17 下对光的利用效率最低,表现在叶绿素总含量和 a / b值最低。
表 5摇 光照强度对伯乐树叶绿素含量的影响
Table 5摇 Effects on the Chlorophyll content of Bretschneidera sinensis under different RLI
相对光强 / %
RLI
叶绿素 a(mg / g鲜重)
Chlorophyll a
叶绿素 b(mg / g鲜重)
Chlorophyll b
叶绿素 a+b(mg / g鲜重)
Chlorophylla+b
叶绿素 a / b值
Chlorophyll a / b
s14 1. 585依0. 013 b 0. 670依0. 032 c 2. 255依0. 037 c 2. 366依0. 011 a
s17 1. 300依0. 027 c 0. 737依0. 019 b 2. 038依0. 042 c 1. 764依0. 031 c
s25 1. 695依0. 005 b 0. 885依0. 017 b 2. 580依0. 011 b 1. 915依0. 042 b
s36 2. 099依0. 050 a 1. 103依0. 089 a 3. 202依0. 127 a 1. 903依0. 131 b
3摇 讨论
伯乐树的 1 年生幼苗是其生活史中的薄弱阶段,需要人类适当的呵护,如果能减少这个阶段的损失,就会
有效促进其种群更新。 由于伯乐树根部没有根毛,对土壤的水肥条件要求较严,受阴湿条件影响较大,环境因
子稍有不同,便会在幼苗死亡率和生长量上存在很大的差异。 在野外调查和东莞的迁地保育中进一步发现,
随着海拔高度的增加,因受气候干燥、风及土壤水肥减弱等环境因素的影响,其幼苗生长量明显下降;即使位
于同一海拔高度,也会因栽植于不同的坡面和地点,而受到阴湿、光照和土壤菌根菌等各种因素的影响,使幼
苗的生长状态产生较大的差异。 因此在就地保护伯乐树时,应选择中山腰靠近沟渠的肥沃地带来抚育幼苗。
在从化基地的大田中,通过复合肥或鸡屎肥进行统一的水肥管理,不但能提高其存活率,而且可有效促进幼苗
生长。 为期 3a的迁地保育实践进一步证明,伯乐树只要安全渡过 2a的幼苗保护期后,其存活率会较高,可逐
渐减少人工管理,使其逐步适应回归的自然环境,最终达到再回归的要求。
干旱胁迫是伯乐树幼苗大批死亡的主要原因,由于没有根毛且极易腐烂,导致其对水分和无机盐的吸收
能力极低,在高温干旱季节期间的死亡率很高,因此需要选择透气良好的土壤以促进菌根的形成[13],同时在
干旱季节适时浇水和遮荫[21],可以缓解土壤水分和营养供应的不足。 害虫的捕食也会造成新生幼苗(3—10
周)的损失,在小规模的大田中进行人工扑捉即可防治。 由于从化育苗基地幼苗达 5000 余棵,不能人工扑捉,
只在受害严重的袋装苗中施加 1 g左右呋喃丹以治理菜青虫和斜纹夜蛾,取得了较好的治理效果。 但是由于
呋喃丹是剧毒和残留性农药,不建议大量投放。 而且化学防治容易使目标生物形成抗药性、误杀天敌生物和
污染环境等,今后还需要探讨使用一些低毒杀毒剂并结合生物防治来适时适量地用药。
不同植物生长对土壤酸碱度(pH值)的适应能力是有限度范围的。 同时各种养分在植物生长吸收过程
中的有效性和土壤 pH值有关。 由于适宜伯乐树生长的 pH值范围是 5. 0—6. 5,主要限制分布在长江以南各
省。 因此在保育实验中均应首先了解土壤基质的酸碱度,并在偏酸或偏碱地区适当施加土壤改良剂。
大量研究证明,林窗中较强的光照有利于幼苗的生长[22鄄23],但当叶片吸收光能过多,不能及时有效地加
以利用或耗散时,植物就会遭受强光胁迫,引起光合能力降低,发生包括耗散过剩光能的光保持机制运转、过
剩光能对光合机构的破坏等光抑制效应[24]。 本试验同样表明在没有任何辅助育苗措施的露地栽培条件下,
伯乐树幼苗会由于遭受强光胁迫及干旱胁迫而全部死亡;而在温室强光下(s36),幼苗一些生长指标虽然超
过或与 s25 持平,但是由于会带来气温和土温过高、土壤湿度较低等其它气候因子的变化,也易使部分幼苗遭
4174 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
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受干旱胁迫而大量死亡;因此伯乐树的幼苗不适于强光照环境。 然而,在温室过于荫蔽的弱光下(s17),伯乐
树的幼苗也会生长发育缓慢,干物质积累少,其束缚水 /自由水比值显著降低,幼苗保水能力较差,因此抵御干
旱的能力也较弱。 伯乐树属于无根毛植物,深根系可以弥补和增强对水分和无机盐的吸收效率,而过于荫蔽
的条件也不适合幼苗的根系向深处生长和扩展。 综合比较后,认为夏季强光照下自然遮荫(s14)及大田中适
度遮荫(s25)较为适合幼苗的存活及生长发育。 野外调查中还发现,伯乐树幼苗一般需要半阴湿环境和丰富
的林下植被;而成株总是处于林冠的上层,属于中性偏阳植物,且在荫蔽条件下发育不良,即要求一定的林窗
效应,具有典型的“少阴大阳冶的生境要求[16]。 因此,随幼苗的生长发育,其根系吸收水分和无机盐的能力及
抵抗干旱胁迫的能力会进一步增强,可以逐步增加光照强度,以满足不同年龄阶段对光照的需求。
致谢:华南农业大学林学院、广东省南昆山自然保护区和东莞林业科学研究所等合作单位在野外调查和迁地
保育实验中提供数据支持;中国科学院植物研究所黄振英研究员对本文写作给予帮助。
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6174 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 16 August,2011(Semimonthly)
CONTENTS
A comparative study on the diversity of rhizospheric bacteria community structure in constructed wetland and natural wetland
with reed domination WANG Zhongqiong, WANG Weidong, ZHU Guibing, et al (4489)………………………………………
Light response of photosynthesisand its simulation in leaves of Prunus sibirica L. under different soil water conditions
LANG Ying, ZHANG Guangcan,ZHANG Zhengkun,et al (4499)
………………
…………………………………………………………………
Effects of colour shading on the yield and main biochemical components of summer鄄autumn tea and spring tea in a hilly tea field
QIN Zhimin, FU Xiaoqing, XIAO Runlin, et al (4509)
……
……………………………………………………………………………
Effects of cadmium on the contents of phytohormones, photosynthetic performance and fluorescent characteristics in tobacco leaves
WU Kun, WU Zhonghong, TAI Fuju, et al (4517)

…………………………………………………………………………………
Comparative physiological responses of cadmium stress on Enteromorpha clathrata and Enteromorpha linza
JIANG Heping, ZHENG Qingsong, ZHU Ming, et al (4525)
……………………………
………………………………………………………………………
Effects of salt stress onglucosinolate contents in Arabidopsis thaliana and Thellungiella halophila rosette leaves
PANG Qiuying, CHEN Sixue, YU Tao, et al (4534)
………………………
………………………………………………………………………………
Effects of long鄄term double鄄rice and green manure rotation on rice yield and soil organic matter in paddy field
GAO Jusheng, CAO Weidong, LI Dongchu, et al (4542)
………………………
…………………………………………………………………………
Nitrogen balance in the farmland system based on water balance in Hetao irrigation district,Inner Mongolia
DU Jun,YANG Peiling,LI Yunkai,et al (4549)
…………………………
……………………………………………………………………………………
Seed characteristics and seedling growth of Spartina alterniflora on coastal wetland of North Jiangsu
XU Weiwei,WANG Guoxiang,LIU Jin忆e,et al (4560)
…………………………………
………………………………………………………………………………
Assessment of non鄄point source pollution export from Zigui county in the Three Gorges Reservoir area using the AnnAGNPS model
TIAN Yaowu, HUANG Zhilin, XIAO Wenfa (4568)
……
………………………………………………………………………………
Effects of Cadmium pollution on oxidative stress and metallothionein content in Pirata subpiraticus (Araneae: Lycosidae) in
different habitats ZHANG Zhengtian,PANG Zhenling,XIA Min,et al (4579)……………………………………………………
The distribution of size鄄fractionated chlorophyll a in the Indian Ocean South Equatorial Current
ZHOU Yadong, WANG Chunsheng, WANG Xiaogu, et al (4586)
………………………………………
…………………………………………………………………
Change of waterbird community structure after the intertidal mudflat reclamation in theYangtze River Mouth: a case study of
NanHui Dongtan area ZHANG Bin, YUAN Xiao, PEI Enle, et al (4599)………………………………………………………
Application of fish assemblage integrity index(FAII)in the environment quality assessment of surf zone of Yangtze River estuary
MAO Chengze, ZHONG Junsheng, JIANG Rijin, et al (4609)
……
……………………………………………………………………
Population age structure of Antarctic krill Euphausia superba off the northern Antarctic Peninsula based on fishery survey
ZHU Guoping, WU Qiang, FENG Chunlei, et al (4620)
……………
…………………………………………………………………………
Validation and adaptability evaluation of rice growth model ORYZA2000 in double cropping rice area of Hunan Province
MO Zhihong, FENG Liping, ZOU Haiping, et al (4628)
……………
…………………………………………………………………………
Coupled energy and carbon balance analysis under dryland tillage systems
WANG Xiaobin, WANG Yan, DAI Kuai, et al (4638)
……………………………………………………………
……………………………………………………………………………
The nitrate鄄nitrogen leachingamount in paddy winter鄄spring fallow period WANG Yongsheng, YANG Shiqi (4653)…………………
The sources of organic carbon and nitrogen in sediment of Taihu Lake NI Zhaokui, LI Yuejin, WANG Shengrui, et al (4661)……
Effect of partial solar eclipse on airborneculturable bacterial community in Urumqi
MA Jing, SUN Jian, ZHANG Tao, et al (4671)
……………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Comparative study on density related intra鄄 and inter鄄specific effects in Laodelphax striatellus (Fallen) and Nilaparvata lugens
(St覽l) L譈 Jin, CAO Tingting, WANG Liping, et al (4680)………………………………………………………………………
Behavior rhythm and seasonal variation of time budget of sun bear (Helarctos malayanus) in captivity
LAN Cunzi, LIU Zhensheng, WANG Aishan, et al (4689)
………………………………
…………………………………………………………………………
Disturbance regimes and gaps characteristics of the desert riparian forest at the middle reaches of Tarim River
HAN Lu, WANG Haizhen, CHEN Jiali, et al (4699)
………………………
………………………………………………………………………………
Death causes and conservation strategies of the annual regenerated seedlings of rare plant, Bretschneidera sinensis
QIAO Qi, QIN Xinsheng, XING Fuwu, et al (4709)
……………………
………………………………………………………………………………
Effects of municipal compost extracted complex microbial communities on physio鄄ecological characteristics of turfgrass under
drought stress DUO Lian,WANG Jingjing, ZHAO Shulan (4717)…………………………………………………………………
Spatiotemporal relationship of leaf area index simulated by CLM3. 0鄄DGVM and climatic factors
SHAO Pu, ZENG Xiaodong (4725)
………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
Analysis of circular economy of Liaoning Province based on eco鄄efficiency HAN Ruiling, TONG Lianjun, SONG Yanan (4732)……
Review and Monograph
The fungal to bacterial ratio in soil food webs, and its measurement CAO Zhiping, LI Depeng, HAN Xuemei (4741)………………
Indicators for evaluating sustainable communities: a review ZHOU Chuanbin, DAI Xin, WANG Rusong, et al (4749)………………
Discussion
Differential expression of PAL multigene family in allelopathic rice and its counterpart exposed to stressful conditions
FANG Changxun, WANG Qingshui, YU Yan, et al (4760)
………………
………………………………………………………………………
Scientific Note
Ecology study on the benthic animals of QinZhou Bay WANG Di,CHEN Pimao,MA Yuan (4768)……………………………………
Change characteristics of soil carbon and nitrogen contents in the Yellow River Delta soil after artificial restoration
DONG Kaikai, WANG Hui,YANG Liyuan, et al (4778)
…………………
…………………………………………………………………………
Estimation and spatial pattern analysis of forest biomass in Fenglin Nature Reserve based on Geostatistics
LIU Xiaomei, BU Rencang,DENG Huawei,et al (4783)
……………………………
……………………………………………………………………………
Study on sap flow in forest of Quercus liaotungensis and Populus davidiana by using the TDP method
SUI Xuhong,ZHANG Jianjun,WEN Wanrong (4791)
…………………………………
………………………………………………………………………………
N2O Emission and its driving factors from typical marsh and shrub swamp in Xiaoxing忆an Mountains, Northeast China
SHI Lanying, MU Changcheng, TIAN Xinmin, et al (4799)
………………
………………………………………………………………………
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 16 期摇 (2011 年 8 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA

(Semimonthly,Started in 1981)

Vol郾 31摇 No郾 16摇 2011
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