风雪灾害对濒危植物银鹊树种群结构的影响

廖进平，黄帮文，刘菊莲，李成惠



风雪灾害对濒危植物银鹊树种群结构的影响

廖进平，黄帮文，刘菊莲，李成惠

（浙江九龙山国家级自然保护区管理局，浙江 遂昌 323300）

在浙江九龙山国家级自然保护区选择受雪灾破坏严重的银鹊树（）林和基本未受破坏的银鹊树林进行研究，结果表明：①从种群径级结构来看，受雪灾破坏严重的种群，幼苗、幼树、小树数量严重不足，其数量仅为1株，相反未受破坏的样地中则低龄级个体充足；②从种群高度和冠幅来看，受雪灾破坏严重的种群中银鹊树种群高度明显低于未受破坏的种群，前者中中树和大树平均冠幅明显低于后者；③微地形、银鹊树树高和尖削度以及林分特征是银鹊树种群雪实受害严重的原因。

冰灾；雪灾；银鹊树；濒危植物

风雪灾害是森林生态系统重要的非生物干扰因子，对林业的生产和发展起着重大的影响。据气象学家全球气候变化模型预测表明，由于全球气候变化的影响，各种类型风雪灾害的发生频率和强度将有明显的上升趋势。研究风雪灾害对于保护好现有的森林资源和指导林区的经营管理具有重要的意义，而相对于濒危植物更有着非同寻常的意义。目前，国外对风雪灾害的研究较多，但大都集中在人工林，对天然林研究较少。

银鹊树（）又名瘦椒树，省沽油科，是我国特有的第四纪冰川孑遗植物，在研究植物区系与省沽油科的系统发育方面有重要的科学价值。其木材材质轻软、纹理直、刨面光滑，可做家具、板料，同时可用于观赏，是园林种植的理想植物。由于银鹊树现存数量很少，濒临灭绝，故被列为国家III级重点保护植物。目前，国内外关于银鹊树的研究很少，主要集中于银鹊树种子休眠和萌发特性、育苗、解剖学构造等研究。本文旨在研究雪灾对其天然群落的影响，这不仅有助于了解银鹊树的群落特性和种群动态，而且对于银鹊树种群的合理保护和增值具有重要的理论和现实意义，同时也为银鹊树群落生态学及生态系统生态学的进一步研究提供理论依据。

1 研究地区的概况

九龙山是武夷山系仙霞岭山脉的一个分支，主峰大九龙位于118° 52′ E， 28° 21′ N，海拔1 724 m，为浙江省第4高峰，保护区面积5 525 hm。整个山体呈西南-东北走向，地形复杂，谷深坡陡，九脊六壑，区域性地层断裂构造组成九龙山主要山脉及山涧河流的展布，山涧溪流汇入东面的住溪和西面的毛阳溪后，注入钱塘江上游的乌溪江。九龙山属中亚热带季风气候，四季分明，日照充足，雨量充沛，相对湿度大。年均气温16.2℃，极端最高气温36.5℃，极端最低气温－10.5 ℃，年降水量1 855.6 mm，相对湿度80%，年日照时数1 925 h。土壤为中亚热带山地红黄壤，受气候、成土基岩、地形及森林植被等因子的影响，类型较为复杂，大致可分为老红壤、红壤、黄红壤、红黄壤等几个亚类，土壤成土时间长，人为影响较少，土层深厚，粘质粗松，pH值5.0 ~ 5.5，有机质及氮、钾等元素丰富。

银鹊树间断星散分布于我国亚热带及热带少数山区。九龙山银鹊树主要分布在大岩前附近，遍布碎石，生境条件极为恶劣。银鹊树在群落中多居于乔木第一亚层，与杉木（）、山茱萸（）、枫香（）构成混交林，其他优势种类如香果树（）和木荷（）数量较大。林内伴生种有灯台树（）、豹皮樟（）、多脉榆（）等；灌木层和草本层均不发达，灌木层主要有四照花（）、山茱萸、荚蒾（）、薄叶润楠（）、伞形绣球（）等；草本层主要有牛蒡（）、七叶一枝花（）、九龙山鳞毛蕨（）、麦冬（）、三脉叶马兰（）、菝葜（）等；藤本植物主要有大血藤（）、金线吊乌龟（）等。

2 研究方法

2.1 样地设置与调查

4月中旬，在野外踏查基础上，设置一个面积20 m×50 m的受雪灾破坏严重的银鹊树林样方（Q1），在同一坡面上设与Q1相距约400 m的基本不受雪灾破坏的相同面积的银鹊树样方（Q2），根据以往调查濒危植物香果树时的记录，Q1和Q2中银鹊树种群基本一致。采用相邻格子法，以5 m×5 m为样方单位对两个样地进行每木检测，测定、记录所有乔木（直径≥2 cm）的胸径、树高、冠幅、每株银鹊树的坐标（，）。同时在样方中设5个5 m×5 m的小样方，调查灌木（包括直径 < 2 cm的乔木）、草本（包括蕨类植物）和层间植物的种类、株数（或多度）、高度及生长状况。并记录各样地的海拔、坡向、坡度、坡位、群落郁闭度、岩石裸露度等生态因子。

表1 两个种群的生境概况

2.2 龄级结构分析

胸径（DBH）划分标准为：Ⅰ级幼苗高h ≤ 0.33 m；Ⅱ级幼树h > 0.33 m，DBH < 2.5 cm；Ⅲ级小树2.5 cm≤DBH < 7.5 cm；Ⅳ级中树7.5 cm≤DBH < 22.5 cm；Ⅴ级大树DBH≥22.5 cm。高度级划分标准为：0 ~ 2 m、2 ~ 5 m、5 ~ 10 m、10 ~ 15 m（依次每增加5 m为下一个等级）。

2.3 数据处理

运用SPSS14.0进行显著性分析，Excel2003进行作图。

3 结果与分析

3.1 不同林龄林木的损害情况

年龄结构是种群的重要特征之一。种群年龄结构的分析是探索种群动态的有效方法。由于乔木种群其个体年龄难于确定，所以本文采用以立木胸径代替年龄对乔木种群的年龄结构进行分析（图1）。

图1 不同样地银鹊树的径级结构

Figure 1 Diameter structure of

从图1可以看出，2个样方内银鹊树种群的年龄结构差异显著。样方Q1中，银鹊树种群以IV级中树和V级大树为主，缺乏幼苗、小树，仅有一株幼树。样方Q2中，银鹊树种群有大量的I级幼苗和II级幼树，II级幼树的数量达到143。相比较而言，Q1由于受到冰雪、冻雨的破坏，幼苗、幼树和小树组织发生冰冻导致林木遭受冻害而大量死亡，使得其年龄结构不完整。

3.2 种群的高度结构

树木的高度结构是指林分中各组成树种在不同高度级内的株树分布比例，它可以作为龄级估测的一个参数。从图2可以看出，样方Q1中，银鹊树种群的高度结构也反映了幼苗、幼树数量的严重匮乏，其中没有0～2 m 个体，2 ~ 5 m的个体数量仅2株；相反，样方Q2中，银鹊树种群0 ~ 2 m的个体多达90株，2 ~ 5 m的个体数量多达94株，这也反映了Q1中低龄级个体数量严重不足。样方Q1中，银鹊树种群个体高度多集中于5 ~ 10 m，10 ~ 15 m个体数量较少，无15 m以上个体，样方Q2中，银鹊树种群除含有大量0 ~ 2 m、5 ~ 10 m个体外，10 ~ 15 m个体数量较多，5 ~ 10 m 和15 m以上个体数量基本持平。这也与野外调查中，样方Q1中银鹊树种群幼苗、幼树、小树破坏严重，中树和大树树干、树冠受到严重折断，而样方Q2中其保存完好相符合。

图2 不同样地银鹊树的高度级结构

Figure 2 Height structure of

图3 对不同样地不同径级冠幅的影响

Figure 3 Effect of snow disaster on different diameter canopy in different plot

图4 对同一样地不同径级冠幅的影响

Figure 4 Effect of snow disaster on different diameter canopy in the same plot

3.3 种群的冠幅

由于样方Q1中，银鹊树种群I、II、III龄级个体基本全部受到破坏，所以选择IV和V龄级个体冠幅进行比较。由图3可知，样方Q1中银鹊树种群相比样方Q2中银鹊树种群，冰雪灾害对其IV和V龄级个体的冠幅均造成了显著性的破坏（P < 0.05）。

由图4可知：在样方Q1中IV级和V级银鹊树的冠幅相差不大，二者差异未到达显著性水平（P > 0.05），而在样方Q2中银鹊树种群IV、V龄级冠幅差异则达到显著性水平（P < 0.05），说明冰雪灾害对样方Q1中中树和大树具有相同的破坏能力。

4 讨论

4.1 年龄结构

种群年龄结构分析是揭示种群生存现状和更新策略的重要途径之一。从图1可以看出，样方Q1中银鹊树种群基本为中高龄级个体，I、III龄级出现断代现象，II龄级个体数量仅为1株。可以推论，冻雨冰雪导致了银鹊树幼苗幼树的大量死亡。相反，样方Q2中银鹊树种群年龄结构完整，存在大量幼苗、幼树。由于在海拔500 ~ 1 000 m受灾较为严重，海拔1 000 ~ 1 300 m受灾较轻，样方Q1处于受灾严重的地段。这是因为一方面随着海拔的上升，空气中可凝结成冰的水汽含量逐步降低，另一方面是山顶的植物几乎每年都要受一定程度的低温影响，大多数植物在进化过程中已具备较为完善的抵御机制。此外，由于Q2受到大岩前大岩石的遮挡，形成了天然的屏障，可以推论海拔和微地形使得Q2中的幼苗、幼树得以保存完好。因此，从种群年龄结构可以预见，Q1如果没有幼龄个体对中老龄株数的补充，其种群整体稳定性将难于维持。

4.2 高度结构

干冠折是风雪害最常见的类型。由于银鹊树高度可达20 m，树木折断可发生在不同高度处，但距树干基部大约为树高的25% ~ 30%高度处折断较为常见，这也是Q1相比Q2银鹊树种群高度多分布于5 ~ 10 m的原因。Q1中的银鹊树种群虽然发生明显的干冠折现象，但并没有发生掘根现象，这与其浅根系特征不相符。据研究表明：当土壤处于冰冻状态时，干折危害发生的可能性要高于掘根，这是由于冰冻的土壤其根土盘固着力较大，由于冻雨和积雪使得土壤处于冰冻状态，推测这可能是在调查中没有发现掘根现象的原因。此外，银鹊树树干端直，尖削度小。而尖削度（胸径/树高）是影响林木遭受风雪灾害的重要因素。尖削度小的林木易发生由风雪压引起的茎干断裂。这也是样方Q1中银鹊树种群干冠折严重发生的原因之一。

4.3 树木和林分类型

林分结构特征（树种、组成、密度等）是控制树木和林分对风、雪荷载抵抗的主要特征量。一般情况下，阔叶树比针叶树具有较强的抗风性，这是由于在大风吹袭树木时，针叶树是树冠、树干整体摇动的，而阔叶树则树冠随风易于变形，并且其枝条摇摆是很不一致的，其抗风性能的差异与接受风压的方式不同有关。并且针叶树要比阔叶树对雪害的敏感性也高。样方Q1中多杉木，由于杉木密度较大，受到雪灾严重的破坏，这与傅懋毅在江西考察的结论相一致，而杉木林受到严重破坏的同时必然会对银鹊树成年个体造成树冠折断，对银鹊树幼苗造成死亡性的破坏。相反Q2中多枫香，这也一定程度上有利于抵抗风雪灾害。这与北欧研究主要有针叶树组成的林分比主要由桦树组成的林分受雪灾的损伤大相一致。

5 结论和建议

与样方Q2中银鹊树种群相比，样方Q1中银鹊树种群低龄级个体受到严重的破坏，年龄结构不完整，高度和冠幅受到严重破坏，Q1中大量杉木及其它树种出现干折，这将为森林病虫害和森林火灾的爆发埋下隐患，因此应尽可能快的进行清理。

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Effect of Snow Disaster on Population Structure ofin Jiulongshan National Nature Reserve

LIAO Jin-ping，HUANG Bang-wen，LIU Ju-lian， LI Cheng-hui

（）

Study was carried out in Jiulongshan National Nature Reserve on effect of snow disasters in 2008 on population structure of, an endemic species in China. Two plots damaged by snow disasters were chosen, and the age structure was analyzed. The result showed that in seriously damaged population(Q1), there was only one seedling, indicating a declining population. In contrast, the age structure of not damaged population(Q2) was stable with sufficient young-aged individuals. Population height and crown size in Q1 was significantly lower and smaller than that in Q2. Microtopography, tree height, taper and stand character may be the causes of damage in Q1.

snow disaster;; endangered species

1001-3776（2010）01-0074-05

S718.54

A

2009-09-11；

2009-11-05

廖进平（1964－），男，浙江遂昌人，助理工程师，从事自然保护区资源研究和管理。