濒危植物景东翅子树的萌生特征1)

2012-07-02 00:04袁春明司马永康耿云芬郝佳波毛云玲罗忠华鲁成荣袁德财
东北林业大学学报 2012年3期
关键词:景东人为百分比

袁春明 司马永康 耿云芬 郝佳波 毛云玲 罗忠华 鲁成荣 袁德财

(国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室(云南省林业科学院),昆明,650204)(云南哀牢山国家级自然保护区景东管理局)

更新是种群延续的重要保证,植物通过更新使种群得以增殖、扩散和延续。植物的自然更新可通过种子和萌生更新来实现,这2种更新方式各有优劣。种子更新能提高或维持种群的遗传多样性,对种群进化十分重要;而萌生更新在选择上有优势,对环境具有更强的适应能力[1-2]。近年来,植物萌生的生态学意义越来越被研究者所重视[3],研究干扰条件下植物的萌生过程和种群发展,可为植被恢复和生态重建以及物种多样性的保护提供理论依据。

景东翅子树(Pterospermum kingtungense)属梧桐科(Sterculiaceae)翅子树属,为国家二级重点保护野生植物[4]。由于其分布区狭窄,生境的丧失以及人为砍伐利用的影响,该物种目前正处在濒危状态[5]。景东翅子树具有较强的萌生更新能力,这在一定程度上对其种群的维持与恢复发挥了重要作用。文中对已发现的4个景东翅子树种群进行调查,主要探讨人为干扰条件下:景东翅子树种群的起源(个体来源);景东翅子树萌生的方式与萌生能力。

1 研究地自然概况

调查地点位于云南省景东县无量山东坡的文龙乡山岔河。分布区属山地季风气候。年平均气温16.8℃,≥10℃积温5 000~6 000℃,年降水量1 000~1 100 mm,多集中在雨季的5—10月份;土壤为中亚热带气候条件下发育而成的红壤[6]。景东翅子树主要分布于山地季风常绿阔叶林中,与其伴生的其他乔木树种主要有白头树(Garuga forrestii)、红椿(Toona ciliata)、红果坚木(Dysoxylum binectariferum)、四蕊朴(Celtis tetrandra)、臭椿(Ailanthus altissima)等[7]。

2 材料与方法

4个种群分布的生境特点及人为干扰的状况详见文献[5],其中种群1~3以共优种或单优种的形式分布在季风常绿阔叶林中,种群4分布在次生灌丛中。由于景东翅子树资源数量极少,无法应用生态学取样技术,因而采用全面清查的方法,在野外获取并记录每个种群全部个体数及其胸径(D,存在萌生现象的个体,测定其最大茎干的胸径作为该植株的胸径)。

参照高贤明等[8]的野外调查方法将每个种群的全部个体分为单茎植株(即1个根系上只有1个茎干)和多茎植株(1个根系上具有1个以上的茎干,即萌生株)。种群起源的确定主要依据树干是否出自于伐桩,或是否有与树干大小极不相称的干基。种群1~3分布在常绿阔叶林中,其中根部萌生的多茎个体由于难于确定,本研究中均视为实生起源,但种群4为次生灌丛,由于人为破坏严重伐桩基本去除,但从个体大小、高度等判断根部萌生的多茎个体应为萌生起源。

为了评价景东翅子树萌生更新的能力,统计分析了每个种群萌生的百分比(即多茎个体占总个体数的百分比)和萌生个体萌生的平均茎数[9],本研究中所调查萌枝的基径≥1 cm。2种萌生方式间萌生个体萌生的平均茎数的差异性采用t检验的方法。

3 结果与分析

3.1 种群起源

4个种群中共调查到景东翅子树99株(表1),其中萌生形成的植株35株(残桩萌生33株,枯死后萌生2株),占总株数的35.4%,超过1/3的个体数。萌生个体主要处于幼树(D<2 cm)和小树(2 cm≤D<5 cm)阶段,二者占全部萌生个体的85.7%。种群4中植株的大小相差不大,平均胸径±标准差为(3.1±1.1)cm,全为萌生所形成,其中少数个体甚至发生再次砍伐后萌生的现象。

表1 不同种群景东翅子树的数量及其起源

3.2 萌生方式

在调查过程中发现,萌生的枝条主要分布在母株根部或残桩顶端。由此可见,景东翅子树萌生更新的方式主要是根部萌生和干基萌生2种,它们分别利用树木根系和树桩上的休眠芽或不定芽形成新的植株,以达到更新之目的。干基萌生中,在所有被调查的有明显砍伐残桩中,几乎全部存在萌生现象;另外,个别植株由于本身衰老等原因也存在干基萌生的现象。人为干扰较轻的种群1和种群2以根部萌生为主,干扰较重的种群3中的萌生大多为人为砍伐后的干基萌生,种群4由于人为破坏严重伐桩被去除而表现为根部萌生,少数个体为再次砍伐后的干基萌生(表2)。

表2 不同种群中景东翅子树萌生的方式

3.3 萌生能力

4个种群平均的萌生百分比为50.9%,萌生个体萌生的平均茎数(平均数±标准差)为(2.6±1.9)个。景东翅子树萌生百分比、萌生个体萌生的平均茎数在不同种群之间存在一定的差异(表3)。景东翅子树萌生的百分比与人为干扰的程度有关,干扰越严重的种群中萌生的百分比越高;萌生个体萌生的平均茎数与萌生的方式有关,4个种群中干基萌生个体萌生的平均茎数显著地高于根部萌生的个体(干基萌生为(3.8±2.8)个,根部萌生为(2.0±0.9)个,F1,51=11.88,P=0.001)。

表3 不同种群景东翅子树萌生的百分比和萌生个体萌生的平均茎数

4 结论与讨论

萌生是植物抵抗干扰(例如火灾、采伐、风灾等)的重要方式[10-12]。在遭受比较严重的干扰时,许多植物因为具有较强的萌生能力而保存下来,而一些萌生能力较弱的植物则有可能灭绝[13-14]。本研究表明,萌生作为干扰生境下景东翅子树种群繁衍和稳定的一种途径,可迅速补充其幼树群体,是其顺利通过种群更新瓶颈的策略。

景东翅子树在轻度人为干扰条件下(例如种群1)萌生的百分比也较高,说明其具有较强的萌生更新能力。有研究表明,萌生能力较强的树种常常产生的种子数量较少,缺乏种子库,种子成熟率低,实生苗木较少,实生苗木保存率也较低[15]。因此,景东翅子树具有较强的萌生能力可能是其个体生活史策略,是对其实生苗更新困难的一种补充和适应。

景东翅子树萌生方式和萌生能力的大小与人为干扰的状况有关。人为砍伐干扰能够增加景东翅子树个体萌生的发生率,但高强度的干扰(去除伐桩)又降低了萌生个体萌生的茎干数。例如,受人为干扰严重的种群4,其萌生的百分比最高,但萌生个体萌生的平均茎数却较低,这是因为砍伐残桩被破坏的缘故。景东翅子树萌生更新的方式主要是根部萌生和干基萌生2种,其中根部萌生主要发生在自然状态下,或在人为去除伐桩仅保留根系的条件下。与干基萌生相比,根部萌生的能力要低。

萌生在干扰条件下景东翅子树的更新和种群恢复中起到了重要的作用,但是反复萌生更新必然导致其种群的退化,进而影响到以景东翅子树为主要乔木树种的群落结构与功能。因此,保护景东翅子树,关键是加强其原生境的保护,促使景东翅子树生长发育为成年植株,以保障其实生苗的补充与建立,使景东翅子树种群有一个合理的年龄结构,最终实现种群的自我繁衍。

[1]李小双,彭明春,党承林.植物自然更新研究进展[J].生态学杂志,2007,26(12):2081-2088.

[2]陈沐,曹敏,林露湘.木本植物萌生更新研究进展[J].生态学杂志,2007,26(7):1114-1118.

[3]闫恩荣,王希华,施家月,等.木本植物萌枝生态学研究进展[J].应用生态学报,2005,16(12):2459-2464.

[4]云南省林业厅,云南省林业科学院,国家林业局云南珍稀濒特森林植物保护和繁育重点实验室.云南国家重点保护野生植物[M].昆明:云南科学技术出版社,2005.

[5]袁春明,司马永康,耿云芬,等.濒危植物景东翅子树种群的分布、年龄结构及其动态特征[J].东北林业大学学报,2011,39(5):15-16,33.

[6]喻庆国.无量山国家级自然保护区[M].昆明:云南科学技术出版社,2004.

[7]吴兴华,余昌元.景东翅子树保护现状及拯救措施[J].林业调查规划,2009,34(6):130-132.

[8]高贤明,王巍,杜晓军,等.北京山区辽东栎林的径级结构、种群起源及生态学意义[J].植物生态学报,2001,25(6):673-678.

[9]Nanami S,Kawaguchi H,Tateno R,et al.Sprouting traits and population structure of co-occurring Castanopsis species in an evergreen broad-leaved forest in southern China[J].Ecological Research,2004,19:341-348.

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