向祖恒,张日清,李昌珠
(1.中南林业科技大学,湖南 长沙 410004; 2.龙山县林业局,湖南 龙山 416800;3.湖南省林业科学院, 湖南 长沙 410004)
武陵山区北部野生光皮树资源调查初报
向祖恒1,2,张日清1,李昌珠3
(1.中南林业科技大学,湖南 长沙 410004; 2.龙山县林业局,湖南 龙山 416800;3.湖南省林业科学院, 湖南 长沙 410004)
武陵山区地处湖南、湖北、重庆和贵州省交汇处,是光皮树分布的中心区。武陵山区北部光皮树资源分布、生境、产量及其果实含油率调查表明:该区域光皮树主要分布在海拨1050米以下的石灰岩、白云岩,紫色砂岩区,依靠鸟类传播繁衍,影响光皮树自然分布的主要因子是地表光照强度、土壤表层保水能力和肥力;该区域光皮树野生资源丰富,年鲜果总产量330.8t左右,果实含油率高达35.06%,具有较大的开发利用价值。
光皮树;武陵山区;果实含油率;开发利用
光皮树(Swidawilsoniana)属山茱萸科(Cornaceae)梾木属(Swida),落叶乔木。据文献记载,光皮树分布于广东、广西、贵州、四川、江西、福建、湖南、湖北、浙江、江苏、河南、陕西、甘肃[1-2]等省份。武陵山区主要分布于贵州施秉、石阡、江口、梵净山、德江,湖南保靖、花垣、永顺、龙山、大庸,湖北来凤、咸丰、鹤峰、巴东、长阳等地海拔250~1050m的范围[3-6]。光皮树木材坚硬致密、纹理美观,为用材林、防护林和四旁绿化造林树种,特别适合石灰岩山地造林。也是优良的蜜源树种[7];果实富含油脂,是优质食用油料[2,8-9],也是生产生物柴油的优质原料[10-11]。
为摸清武陵山区北部光皮树野生资源状况,促进光皮树资源的开发利用,对该区的光皮树野生资源进行了初步调查。
武陵山脉呈西南至东北走向,西南起于贵州施秉、石阡,东北止于长江,西至贵州、重庆的乌江,北至湖北清江,东南至湖南沅江。广义的武陵山区包括贵州铜仁地区、重庆东部(原四川省黔江地区)、湖北恩施自治州、湖南湘西自治州、怀化市(大部)、张家界市及常德市桃源县、石门县。本文所指武陵山区北部包括重庆东部、湖北恩施自治州、湖南湘西自治州及张家界市。该区域主要水系为长江一级支流的沅江、澧水、清江和乌江。成土母岩主要为石灰岩,其次为板岩、页岩、白云岩、砂岩、紫色砂岩等。最低海拔75m(慈利县东北部苗市界溪河),最高海拔2095.6m(鹤峰县西北部牛池)。全境属中亚热带山地季风湿润气候。低山基带植被为常绿阔叶林,随着海拔的升高,渐次过渡为常绿落叶阔叶混交林、中山针阔混交林、中山落叶阔叶林、山顶阔叶矮林。
2.1调查范围
地理坐标为东经108°40′—111°20′,北纬28°10′—31°02′,包括湖南龙山、永顺、保靖、花垣、古丈、吉首、桑植、永定、武陵源、慈利,湖北来凤、咸丰、恩施、建始、利川、巴东(长江以南部分)、鹤峰、宣恩,重庆酉阳、秀山、黔江共21个县(市、区),区域总面积539.6万hm2。
2.2调查方法
查阅各地资源调查资料,访问州、县、乡林业主管部门、林场、苗圃、自然保护区等相关单位及采种育苗专业户,了解当地的光皮树资源分布、生长环境及果实产量等情况。选择有代表性或特殊性状的光皮树单株编号登记,描述生境和立地,测定树体特征值,分株采集测定单株鲜果产量,测定果实特征值等。
2.3含水率及含油率测定方法
用烘干法分单株测定果实含水率,用核磁共振法(HCY-10核磁共振含油测量仪)分单株测定果实含油率。含油率测定由湖南省林业科学院重点实验室完成。
3.1自然分布区域及鲜果采集量
调查发现,光皮树广布于武陵山区北部的石灰岩、白云岩地区,多沿水系自然分布,主要分布在海拔1000m以下的低山区,分布在大山体的中下部,以散生、自然混交为主要分布形式,在石灰岩高度裸露的石山、石壁、悬崖等其他树木难生存地段表现出了极强的生命力。分布区内年均气温12.3~16.8℃、年降水量1300~1840mm、无霜期232~294d。
该区域光皮树自然繁衍能力强,野生资源蕴藏量大,是光皮树核心分布区。目前发现的最大单株胸径55.5cm、树高31.3m、冠幅16m×8.6m(位于龙山县老兴乡银岭村田家寨)。据不完全统计,2007年桑植等18个县(市、区)光皮树鲜果采集量198.5t(见表1)。
表1 2007年武陵山区北部光皮树鲜果采集量统计表水系县份县域海拔(m)年均温(℃)降水量(mm)无霜期(d)光皮树主产地产地主要母岩鲜果采集(kg)%澧水桑植154~189016 51500250光地坪、四方溪、桥自湾石灰岩、紫砂岩9600048 4溇水鹤峰195~209515 51840233容美、梅坪石灰岩130006 5溇水慈利75~141016 81391268龙潭湾、江垭石灰岩、紫砂岩35001 8澧水永定136~151816 81382268王家坪石灰岩85004 3澧水武陵源200~126416 81382268中湖、协合砂岩15000 8清江建始213~209015 31700232景阳石灰岩15000 8清江恩施220~186015 61680240三岔、沙地石灰岩、砂岩75003 8清江宣恩356~201415 81491294万寨石灰岩25001 3清江巴东67~206015 61500263杨柳池石灰岩15000 8清江、乌江利川315~204112 31400232〛00 0清江、乌江咸丰435~1911141460270〛00 0乌江黔江320~193815 41300290〛00 0酉水来凤380~162115 81400256绿水、百福司石灰岩20001 0酉水、乌江酉阳263~189515 71380288大溪、龙潭、铜鼓石灰岩115005 8酉水秀山245~1631161341290龙池、宋农、石堤石灰岩、白云岩105005 3酉水龙山218~173615 81400280火岩、老兴、里耶、贾市石灰岩、白云岩、板岩、页岩125006 3酉水保靖130~132116 11300288普戎、野竹石灰岩85004 3酉水永顺119~143816 41366286芙蓉镇、青坪石灰岩、白云岩115005 8酉水花垣212~119716 01421270民乐、麻栗场白云岩25001 3酉水古丈147~114616 01471276茄通、断龙石灰岩20001 0武水吉首146~96516 41440286白岩、马颈坳石灰岩20001 0合计〛198500100 注:巴东县只列长江以南部分。
澧水之源的湖南省桑植县是武陵山区北部光皮树野生资源最多的县,有光地坪、四方溪、桥自湾、蹇家坡、龙潭坪等核心分布区。发源于鹤峰县东部经桑植东部到达慈利汇入澧水的溇水流域为光皮树自然资源的重要分布带,与澧水源头的桑植、澧水上游的永定、武陵源分布区连为一体,构成武陵山区北部光皮树自然资源最大的集中分布区。2007年该区域光皮树鲜果采集量约占武陵山区北部总采集量的61.7%。鄂西南的清江流域是武陵山区最北端的光皮树集中分布区,有恩施的三岔、沙地、舞阳,宣恩的万寨和建始的景阳等核心分布区。2007年该区域光皮树鲜果采集量约占武陵山区北部总采集量的6.7%。沅水支流的酉水流域是光皮树自然分布最广的区域,受长期大面积毁林开垦影响,野生光皮树多呈零散分布。2007年该区域光皮树鲜果采集量约占武陵山区北部总采集量的30.7%。利川、咸丰、黔江的光皮树野生资源较少,分布更零散,2007年未收集到果实采集量数据。
3.2结果植株资源估测
由于地域广阔,各地对光皮树认识、利用程度不一,各县光皮树采种实际回收果实的比率存在差异,且统计数据不全,武陵山区北部光皮树实际蕴藏量应大大超过表1统计数。按采种口径统一的鲜果采集量占鲜果实际蕴藏量的60%估算,武陵山区北部18县(市、区)野生光皮树鲜果蕴藏量约为330.8t/年(见表2);按平均株产23.4kg/株(见表3)推测,该区野生光皮树结果植株约1.4万株,其中桑植县最多,约6800株,占该区总量的48.4%。该区结果植株分布密度为26.2株/万hm2,其中,澧水流域70.3株/万hm2(桑植县最大,为196.8株/万hm2),酉水流域22.4株/万hm2,清江流域8.7株/万hm2。
表2 武陵山北部光皮树结果植株资源估测表水系县份县域面积(hm2)2007鲜果采集(kg)2007鲜果总量(kg)平均单株产量(kg)结果植株数分布密度(株/万hm2)澧水桑植3474009600016000023 46838196 8溇水鹤峰289200130002166723 492632 0溇水慈利3481003500583323 42497 2澧水永定21720085001416723 460527 9澧水武陵源390801500250023 410727 3清江建始2660001500250023 41074 0清江恩施39670075001250023 453413 5清江宣恩2740002500416723 41786 5清江巴东2424701500250023 41074 4清江、乌江利川4602000023 400 0清江、乌江咸丰2550000023 400 0乌江黔江2398700023 400 0酉水来凤1339002000333323 414210 6酉水、乌江酉阳517300115001916723 481915 8酉水秀山246000105001750023 474830 4酉水龙山313100125002083323 489028 4酉水保靖175800850014716723 460534 4酉水永顺381000115001916723 481921 5酉水花垣1109002500416723 417816 1酉水古丈1297002000333323 414211 0武水吉首1058002000333323 414213 5合计539579019850033083323 41413826 2
3.3单株产果情况
调查结果表明(见表3):野生状态下,实生光皮树8年生时,单位冠幅面积产果量可超过成年树平均水平,进入盛果期;8~40年生植株,单株鲜果产量3.5~63.5kg,平均23.4kg/株;单位冠幅面积鲜果产量0.42~3.14kg/m2,平均1.49kg/m2;植株间产量变异系数77.4%,单位冠幅面积产量变异系数45.1%,表明单株间产量变幅大、单位冠幅面积产量变幅较大,说明光皮树通过选育良种,推广良种栽培具有很大的增产潜力。
由表3知,8~40年生野生植株平均树高8.4m,平均分枝高4.1m,平均胸径13.4cm,平均冠幅面积15.4m2,说明自然状态下的实生光皮树树体高大、分枝较高,树冠开张,果实采收难度较大。因此,有必要开发针对人工栽培果用林的有效的矮化技术。根据光皮树萌芽能力强的特点[12],改造天然光皮树植株或林分为果用林时,可考虑采取截干、促萌、控干等矮化措施。
表3 实生光皮树鲜果单株产量表株号产地海拔(m)母岩树龄(年)树高(m)分枝高(m)胸径(cm)冠幅面积(m2)株产量(kg)单位冠幅面积产量(kg/m2)0701桑植350紫砂岩214 52 689 3111 180702桑植350紫砂岩213 82 875 891 560703桑植350紫砂岩217 851235 430 50 860704桑植350紫砂岩214 221016 0171 070705桑植380紫砂岩217 85 286 03 50 580706桑植380紫砂岩2163 264 061 500707桑植380紫砂岩214 5289 37 50 810708桑植380紫砂岩213 51 864 24 51 070709桑植450石灰岩2013 54 21817 2150 870710永定680石灰岩1274 51025 532 51 280711恩施500石灰岩84 81 879 3212 260712恩施430石灰岩12731025 0552 200713恩施460石灰岩151181412 016 51 380714恩施350石灰岩14861219 340 52 100715建始450石灰岩2094 81835 0601 710716建始440石灰岩12108109 311 51 240717巴东1030石灰岩1562 5810 222 52 210718巴东1030石灰岩1562 31016 823 51 400719巴东1030石灰岩156383 66 51 810720巴东1030石灰岩15831220 031 51 580721龙山350石灰岩151462113 7433 140722龙山350石灰岩151621521 2532 510723龙山350石灰岩15111 61725 063 52 540801龙山490石灰岩40136 83624 0100 420802龙山490石灰岩401473516 0150 940803龙山300石灰岩2094 51710 07 50 750804龙山300石灰岩2211 57 22012 0151 25平均198 44 113 415 423 41 49CV%〛77 445 1 注:桑植0701~0708号植株系1986年栽植,1997年砍伐后萌芽,处野生状态。
经相关分析,单位冠幅面积产果量与海拔高度不呈相关关系(相关系数0.117),说明海拔高度不是影响光皮树果实产量的限制因子。据此推测,海拔1050m可能还不是果用光皮树栽培的上限。至于适合的海拔范围,还有待进一步探讨。
3.4果实含水率及含油率
龙山、桑植、巴东3个县11个果实样品分析结果
表明(见表4),成熟光皮树鲜果含水率24.93%~49.64%,平均41.66%;成熟干果含油率16.31%~35.06%, 平均27.65%。不同植株间干果含油率存在显著差异,差异取决于遗传和立地两大因子。因此,需对影响含油率的立地因子进行深入研究,同时在选择育种时应将含油率作为一个重要的选择指标。
表4 武陵山区北部光皮树果实含水率及含油率表样号产地海拔(m)鲜果含水率(%)鲜果含水率均值(%)干果含油率(%)干果含油率均值(%)采果时间测定时间1龙山里耶49039 77龙山38 9235 06龙山30 162008 10 202008 112龙山里耶49036 4832 992008 10 202008 113龙山老兴68624 9330 142007 10 182007 114龙山贾市30046 2528 542007 10 202008 115龙山贾市30047 1724 052007 10 202008 116桑植洪家关58043 33桑植40 4829 18桑植31 052005 10 222005 117桑植洪家关58038 2533 832005 10 222005 118桑植洪家关58039 8730 142005 10 222005 119巴东杨柳池103044 05巴东47 4220 27巴东20 082007 10 222007 1110巴东杨柳池103048 5716 312007 10 222007 1111巴东杨柳池103049 6423 662007 10 222007 11平均41 6627 65
据观察,光皮树果实成熟期与海拔高度相关,海拔越高成熟期越迟。低山的成熟期为10月中下旬,中山(巴东杨柳池)光皮树成熟期迟至11月下旬。巴东杨柳池10月下旬采集的样品表现出较高含水率及较低含油率,可能与采集的果实未充分成熟有关,也可能与海拔高度有关,有待进一步研究。
3.5实生林分产量推测
由表3知,野生状态下,8~40年生实生植株,单位冠幅面积鲜果产量0.42~3.14 kg/m2,平均1.49kg/m2,按林冠面积占林地面积的60%推算,光皮树实生林盛果期鲜果产量可达2520~18840kg/hm2左右,平均8940kg/hm2左右。该推测数据最大值比桑植县凉水口镇李家庄村人工栽培点的单位面积产量最大值(27779kg/hm2)[13]小32%,应是合理而可信的。
野生光皮树成林鲜果产量按8940kg/hm2计,根据表4的平均含水率及含油率,按25%的干果出油率推算,单位面积光皮树果油产量约为1238kg/hm2(82.6kg/666.7m2),明显高于油茶产量。如用良种栽培,集约经营,产量还将大幅度提升,光皮树作木本油料开发潜力巨大。
3.6适生环境
光皮树主要分布在石灰岩发育的土壤上[7],也适宜在砂岩红壤上生长,其生长量次于石灰岩土壤[7];适宜在板页岩、紫色页岩土壤上栽培,在板页岩土壤上的表现与石灰岩土壤无显著差异[12]。武陵山区北部,光皮树主要在石灰岩、白云岩地区以散生、自然混交形式分布,在溪沟两旁、道路两侧、村庄周围、田边地角、平地、沟谷、山坡、山顶及多种次生林中均可形成混交群落。野生光皮树主要分布于石灰岩、白云岩区,紫色砂岩、紫色页岩、砂岩区也有较多分布,板、页岩区分布较少。光皮树适应于多种母岩,说明母岩不是影响光皮树自然分布的限制因子。
调查发现,斑鸠、乌鸦、喜鹊、红嘴蓝鹊、画眉等鸟类常成群采食光皮树成熟果实,光皮树自然繁衍主要依靠鸟类传播[13]。光皮树自然繁衍的幼苗、幼树多出现在林缘、散生树下及稀疏透光的林下,岩石裸露比例较大、植被盖度较小的石灰岩、白云岩地有较多光皮树幼苗、幼树,砂粒裸露、植被盖度小的板、页岩地光皮树幼苗、幼树稀少,高度郁闭的林下、杂草等植被盖度大的地块未发现光皮树幼苗、幼树。光皮树是一种强阳性树种[14],光照条件应是影响自然分布的主要限制因子。此外,土壤表层的保水能力及肥力状况也应是影响光皮树自然分布的限制因子。板、页岩地光皮树自然分布稀少的原因,是由于这类土地的中下部土层较厚、肥力强,自然植被盖度大,天然环境里地表光照条件差,不适于光皮树幼苗生长;二是这类土地上部土层瘠薄、大量砂粒裸露、保水能力弱、肥力差,自然植被盖度小,表土干燥,不适于光皮树种子发芽成苗。
文献记载光皮树在武陵山区分布于海拔1050m以下地区[6]。调查发现龙山县桂塘镇前丰村海拔1040m山顶(小地名勃送大)分布有自然繁衍、生长正常、干径达14cm的光皮树植株。巴东县水布垭镇杨柳池人工栽培的光皮树达到海拔1030m,已正常开花结果多年,种子具有正常的发芽力。因此,可考虑将海拔1050m以下区域划为光皮树的适宜栽培区。其适生的海拔能否更高则需寻找新的证据。
(1) 武陵山区北部,光皮树沿水系自然分布在海拔1050米以下的石灰岩、白云岩地区,适生于多种母岩发育的土壤,以散生、自然混交为主要分布形式。
(2) 光皮树主要依靠鸟类传播繁衍,影响光皮树自然分布的主要因子是地表光照条件、土壤表层保水能力和肥力。板、页岩地区光皮树自然分布较少,主要在于其地表光照条件及土壤表层的保水能力和肥力不适于光皮树和自然繁衍,人工栽培或人工促进天然繁衍应该可以解决其难以自然繁衍的问题。
(3) 武陵山区北部光皮树野生资源丰富,常年结果植株约1.4万株,鲜果蕴藏量约330.8t/年,具有较大开发利用价值。澧水流域是武陵山区北部光皮树自然资源最大的集中分布区,与其他流域比,单位面积结果植株密度大,约70.3株/万hm2,流域野生资源约占该区总量的61.7%;酉水流域是光皮树的广泛分布区,但分布较零散;清江流域光皮树分布较集中,但分布地域狭窄,仅在清江两岸成群落分布。
(4) 8~40年生实生光皮树,平均株产鲜果约23.4kg;冠幅面积鲜果平均产量约1.49kg/m2;林分鲜果平均产量约8940kg/hm2、果油平均产量约1238kg/hm2(82.6kg/666.7m2)。光皮树作木本油料栽培具有巨大的开发潜力。
(5) 武陵山区北部光皮树成熟鲜果含水率24.93%~49.64%,平均41.66%;成熟干果含油率16.31%~35.06%, 平均27.65%,高含油率种质资源开发潜力较大。天然植株果实含水率及含油率差异较大,需深入开展良种选育工作,人工栽培应当推广使用良种,以提高果实单产及出油率。
(6) 海拔1050m以下的地区可作为武陵山区北部光皮树适宜栽培区,光照条件应当做为光皮树栽培地选择的首要因子,其次是土壤肥力因子,母岩因子可不予考虑。
致谢: 恩施自治州林业勘察设计院杨威、桑植县细沙坪乡丁安标、龙山县林业局向润平、向高山、向楚华、阳清培等同志参与部分调查工作,湖南省林业科学院肖志红博士帮助分析油脂含量,在此表示衷心感谢!
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PreliminarystudyoninvestigationofwildSwidawilsonianaresourcesinnorthernWulingMountainRegion
XIANG Zuheng1,2, ZHANG Riqing1, LI Changzhu3
(1.Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China; 2.Forestry Bureau of Longshan County, Longshan 416800, China; 3.Hunan Forestry Academy, Changsha 410004, China)
Wuling Mountain Region located at the junction of Hunan, Hubei, Chongqing and Guizhou, which is the distribution center ofSwidawilsoniana. In this paper, the resource distribution, ecological surrounding, yield and fruit oil rate ofS.wilsonianain northern Wuling Mountain Region were studied. The results showed that the wildS.wilsonianaplants which depended on birds for their reproduction were mainly distributed in the areas with soil types developed from limestone, dolomite and purple sandstone at an altitude below 1050m. The illumination intensity on soil surface, topsoil water retention and topsoil fertility were the major factors affecting the distribution ofS.wilsoniana. In this region, the wildS.wilsonianaresources were abundant with annual total fresh fruit yield of about 330.8 tons and with fruit oil rate of 35.06%. The resources ofS.wilsonianain northern Wuling Mountain Region have great value for exploitation and utilization.
Swidawilsoniana; Wuling Mountain Region; fruit oil rate; exploitation and utilization
2010-06-03
2010-06-29
国家高技术研究发展计划(863)《生物柴油关键技术与对策研究》(2003AA214061)和国家科技支撑计划《生物质资源高效培育技术研究》2006BAD07A04。
向祖恒(1963-),男,湖南省龙山县人,在读农业推广硕士,主要从事森林培育工作。
Q 757.2; Q 949.763.4
B
1003-5710(2010)03-0001-05
(责任编辑:谭著明)