安元强, 郑勇奇, 杨正国, 安明态, 周胜维, 肖兴明, 冯邦贤
(1.铜仁市林业局, 贵州 铜仁 554300; 2.中国林业科学研究院林业研究所, 北京 100091; 3.石阡县林业局, 贵州 石阡 555100; 4.贵州大学林学院, 贵州 贵阳 550025)
石阡县林木种质资源调查及其利用研究
安元强1,2, 郑勇奇2, 杨正国3, 安明态4, 周胜维3, 肖兴明3, 冯邦贤1
(1.铜仁市林业局, 贵州 铜仁 554300; 2.中国林业科学研究院林业研究所, 北京 100091; 3.石阡县林业局, 贵州 石阡 555100; 4.贵州大学林学院, 贵州 贵阳 550025)
采用踏查、线路调查和样方调查方法对石阡县林木种质资源进行调查,发现石阡有林木种子植物179科717属1 884种,其中裸子植物8科16属25种,被子植物171科701属1 859种;对野生资源进行区系分析,表明世界分布48科、热带分布73科、温带分布45科,表现出该县野生种子植物区系具有明显的热带亲缘关系特点;按照主要用途和目标价值将林木种子植物资源进行分类、研究。根据资源现状和保存利用情况,提出了进一步挖掘、利用林木种质资源的建议措施。
种质资源; 调查; 保护利用; 石阡县
林木种质资源是指林木遗传多样性资源和选育新品种的基础材料,包括森林植物的栽培种、野生种的繁殖材料以及利用上述繁殖材料人工创造的遗传材料[1]。林木种质资源负载高度的遗传多样性,关系到国家的可持续发展和今后基因工程的基本保障,是国家重大的基础战略资源[2]。种质资源保护与开发利用水平是衡量一个国家和地区经济实力和林业科技能力的重要指标[3]。保护林木种质资源,就是保护生物多样性、保护森林生产力和可持续发展。在林木种质资源研究方面国内许多学者从宏观上充分强调了调查的重要性和保护的原则性[4-8],如何有效保护和合理利用,也有许多分析和评价[9-12],钱长江等[13]对石阡县野生木本观赏植物进行了分类评价。据分类学家估计,全世界现有植物50多万种,其中高等植物23万种,经人类长期驯化栽培,提供人类吃、穿、用等方面所利用的植物种类约2 000多种,仅占1%~2%,在林业生产中用于造林的用材和经济树种也仅占乔木树种的1%左右;绝大多数植物种还处在养在深山人未识的自生自灭状态,缺乏应有的研究和开发[14]。
贵州省石阡县具有明显的中亚热带季风性湿润气候特征,保存和孕育了较为丰富的林木种质资源,古大树资源存量大,植物区系特征明显,资源种类繁多,用途广泛,特色突出,开发利用前景广阔。结合绿色贵州建设三年行动计划(2015—2017年)[15]要求,开展种质资源调查、积极挖掘林木种质潜力,科学合理利用生态资源,加强生物多样性保护,对推动石阡生态文明建设将发挥重要作用。
石阡县位于贵州省东北部,铜仁市西南部,地处云贵高原向湘西丘陵过渡的梯级状大斜坡地带,地理位置为北纬27°17′05″—27°42′50″,东经107°44′55″—108°33′47″,县境东西长80.6 km,南北宽47.6 km,国土面积2 173 km2;境内最高海拔1 869.3 m,最低海拔388.3 m,相对高差为1 481 m;全县地貌形态有山地、山原、低山丘陵、山间小盆地和河谷阶地,喀斯特地貌特征明显。石阡属中亚热带季风湿润性气候类型,雨热同季,年均温15.3 ℃,最热月(7月)平均温24.0 ℃,极端最高气温39.5 ℃;最冷月(1月)平均温4.9 ℃,极端最低气温-9.5 ℃;年均降水量1 174.7 mm,相对湿度约74%,无霜期280天左右[16]。
2.1调查对象
调查对象包括野生树种资源、人工收集保存资源、优良林分和单株、珍稀濒危树种、古树及古树群资源等。
2.2调查方法
石阡县林木种质资源调查工作采用地理信息系统(GIS)、卫星定位系统(GPS),1∶10 000地形图相结合,通过典型线路调查、典型林区调查、典型样地调查、资料查询、实地核查和知情人访谈等方法完成。
2.2.1 踏查 利用森林资源分布图和行政区划图,按照一定线路了解资源分布区林分起源、树种组成、林龄、生长情况、地形地势和立地条件等。
2.2.2 线路调查 按照调查区域地形地貌、树种分布情况,从山脚到山顶选择有代表性的线路,按100 m海拔高度分段,在分段区内作带状标准地调查。在每100 m海拔范围内,用测量绳沿平行于等高线方向量出67 m水平距,调查记载该线段上下两侧各2.5 m范围内所有乔木、灌木、藤本和草本植物。
2.2.3 样方调查 对珍稀树种、优良乡土树种集中分布群落或优良林分,设置面积25~400 m2标准地,进行包括乔木测树因子、立地因子和灌木种类等的调查和记载。
2.3分类评价
在查清资源种类的前提下,按照主要用途和目标价值将林木种子植物资源分为木本植物资源、主要用材树种资源、主要经济植物、主要药用植物、主要观赏植物、珍稀濒危植物、古大树种资源和特色林分等类别进行汇总研究,评价资源现状和保存利用情况,并提出开发利用建议。
石阡县共有林木种子植物179科717属1 884种。其中裸子植物8科16属25种,被子植物171科701属1 859种;在被子植物中双子叶植物147科565属1 566种,单子叶植物24科136属293种。在种子植物资源中有木本植物113科337属1 085种,草本植物89科385属783种。
3.1植物区系
石阡县有野生林木种子植物166科686属1 807种。根据吴征镒对中国种子植物科、属的区系成分划分原则,地理区分见表1。其中世界分布48科、热带分布73科、温带分布45科,分别占总科数的28.92%、43.98%和26.51%,表现出该县野生种子植物区系具有明显的热带亲缘关系特点。植物区系属的分布型更具体反映了植物的演化扩展过程、区域分异及地理特征,石阡热带分布的有293属,占总属数的42.71%,北温带分布的119属,占总属数的17.36%,东亚分布为95属,占13.85%。
从种的地理区系分布看,石阡县具有中国特有分布种327种,占18.1%,东亚分布种298种,占16.49%,北温带分布种221种,占种子植物种数的12.23%。按照热带和温带统计分别为566种和1 094种,占31.32%和60.54%。可见该县野生种子植物有明显的温带性质。在中国特有种中有贵州特有种28种,这也表现出贵州地质地貌和石阡县自然地理与植物分布相关性特点。
表1 石阡县野生种子植物地理分布情况统计Tab 1 WildseedplantgeographicdistributionstatisticsinShiqianCounty序号分布区类型科属种分布数比率(%)分布数比率(%)分布数比率(%)1世界分布4828 92618 891478 142泛热带分布5030 1211516 771266 973热带亚洲和热带美洲间断分布116 63131 89281 554旧世界热带分布31 81456 56593 275热带亚洲至热带大洋洲分布31 81314 52442 436热带亚洲至热带非洲分布10 6202 92713 937热带亚洲分布53 016910 0523813 178北温带分布3018 0711917 3622112 239东亚和北美洲间断分布74 22466 71633 4910旧世界温带分布10 6375 39965 3111温带亚洲分布60 87854 712地中海区,西亚至中亚分布40 5840 2213东亚分布63 619513 8529816 4914中国特有10 6253 6432718 1合计1661006861001807100
3.2主要木本植物及用材树种
林木种子植物中石阡县有木本植物为113科337属1 085种,其中裸子植物8科16属25种,被子植物105科321属1 060种。可作为主要用材树种有269种,分属61科131属。根据主要用材树种木材特征、特性和用途结合木材商品性能划分为红木、白木、硬木和一般用材4类,分别为11种、27种、39种和82种(见表2)。具有代表性的红木类包括红豆杉(Taxuschinensis)、椤木石楠(Photiniadavidsoniae)、光叶石楠(Photiniaglabra)、花榈木(Ormosiahenryi)、黄杞(Eugelhardiaroxburghiana)、榉树(Zelkoraschenidieriana)、香椿(Toonasinensis)和黄连木(Pistaciachinensis)等。
表2 石阡县种子植物中木本植物及主要用材树种资源Tab 2 WoodyplantsandthemaintimberspeciesresourcesofseedplantsinShiqianCounty科属种名种子植物木本植物主要用材树种合计裸子植物被子植物合计双子叶单子叶合计裸子植物被子植物合计裸子植物被子植物红木白木硬木一般用材科17981711472411381056165576938属7171670156513633716321131111208121853种1884251859156629310852510602691425511273982
3.3主要经济、药用及观赏植物资源
作为商品价值开发的主要经济植物达608种,分属129科339属;其中乔木202种,灌木164种,木质藤本59种;作为药用价值的树种有156科522属1 010种,药用植物资源十分丰富;具有开发潜力的野生木本观赏植物有410种,野生草本观赏植物有149种,野生藤本植物208种(见表3)。
表3 石阡县主要经济植物、药用及观赏植物资源Tab 3 Themaineconomicplants,medicinalandornamentalplantresourcesinShiqianCounty科属种名主要经济植物药用植物野生木本观赏植物合计裸子植物被子植物合计双子叶单子叶合计裸子植物被子植物合计裸子植物被子植物野生草本观赏植物野生藤本植物科1296123103201567149814773932属3399330272585221151119051858570种60812596509871010149964108402149208
石阡县经济植物资源丰富,种类繁多。包括了果树类、油脂类、芳香类、纤维、鞣料及染料、蜜源、饮料及饲料等资源植物,涵盖了轻工业原料、农林副产品及日常生活资料的各个领域。从表3可看出,药用植物的种类多达1 010种,其中裸子植物14种,被子植物996种,几乎具有特殊化学成分及生理作用的植物都具有潜在的药用价值,如银杏种子、种仁都具有不同的药用功能,红豆杉枝叶可入药等。具有观赏价值的木本植物资源也非常丰富,绝大部分植物既可观形、观叶、观花和观果,许多蔓木类如常绿油麻藤(Mucunasempervirens)、金银花(L.japonica)等具有较高的观赏价值。
3.4珍稀濒危植物资源
石阡县珍稀植物资源见表4。
表4表明,石阡境内有国家Ⅰ级保护植物5种,Ⅱ级保护植物14种,贵州省保护树种13种,其中Ⅰ级占全国70种的7.14%、Ⅱ级占全国203种的6.9%。
3.5古、大树种及引进资源
石阡县有古树大树677株,分属27科51属67种。资源量较大的是柏木(Cupressusfunebris)、枫香(Liquidambarformosana)、南方红豆杉和朴树(Celtissinensis);树龄较大的是黄连木(Pistaciachinensis)、柏木、榉木;胸径较大的是榉木、杉木(Cunninghamialanceolata)和青钱柳。境内保存有柏木古树群,南方红豆杉古树群,闽楠、黄连木、柏木、桂花和珊瑚古树群,柔毛油杉、枫香古树群,闽楠古树群等。南方红豆杉古树群位于聚凤乡普乐寨村大坪,有南方红豆杉7株,椤木石楠2株,柏木1株,古树生长良好,无断梢和枯枝现象,林分健康。
表4 石阡县珍稀植物资源Tab 4 TherareplantresourcesinShiqianCounty珍稀濒危资源种名(拉丁名)种数国家Ⅰ级红豆杉Taxuschinensis南方红豆杉T chinensis mairei珙桐Davidiainvolucarta伯乐树Bretscheniderasinensis硬叶兜兰PaPhiopedilummicranthum5国家Ⅱ级柔毛油杉Keteleeriapubescens鹅掌楸Lirioden⁃dronchinense厚朴Magnoliaofficinalis香樟Cinnamomumcamphora闽楠Phoebebournei楠木Ph zhennan花榈木Ormosiahenryi水青树Tetracentronsinense榉木Zelkovaschneidieriana伞花木Eurycorymbuscavaleriei香果树Emmenopteryshenryi小八角莲Dysosmadifformis贵州八角莲D majorensis八角莲D versipellis14省级保护三尖杉Cephalotaxcus粗榧C sinensis穗花杉Amentotaxusargrotaenia阔瓣白兰花Micheliaplatypetala川桂Cinnamomumvilsonii紫楠Phoebesheareri檫木Sassafrastzumu白辛树Pterostyraxpsilophylla刺楸Kalopanaxseptemlohus青钱柳Cyclocaryapaliurus青檀Pteroceltistatarinowii金钱槭Dipteroniasinensis银鹊树Tapisciasinensis13
石阡引进外来树种较单一,多为零星栽植的绿化树种,如广玉兰、石榴、柳杉、紫荆、杨树等。引进作为城镇绿化及盆栽观赏的27种,作水果栽培的有7种,作造林用材的树种有10种。
3.6特色林分
调查发现石阡的特色林分包括:坪山乡佛顶山村的小红栲(Castanopsiscarlesii)林,面积约5.0 hm2,林分平均胸径15.5 cm,平均树高15.5 m,最大单株胸径44.5 cm,林分郁闭度0.9;坪山乡佛顶山村尧上钩栲(Castanopsistipetana)林,林分面积4.0 hm2,平均胸径16.5 cm,平均树高12.2 m,最大单株胸径32.9 cm,最高树高21.5 m,林龄约35年;甘溪乡晒溪村的青钱柳林,佛顶山保护区的赤杨叶(Alniphyllumfortune)林;柔毛油杉林、南方红豆杉林、闽楠、椤木石楠、光叶榉、金钱槭、复叶栾树和多穗石栎等。
调查还发现青阳乡毛栗坪村的香果树(Emmenopteryshenryi)林,该片林分生长良好,长势茂盛,常年结实,是目前贵州省发现分布最集中、面积最大、古树最多的区域,具有十多株树龄达100年以上的古树。
(1)石阡县种子植物区系具有明显的热带亲缘关系特点,植物种类较多,资源较丰富。木本植物占中国木本植物种类8 000种[17]的13.56%,主要用材树种和主要经济树种较多,分别达到269种和608种,经济植物资源种类繁多;药用植物资源十分丰富,达1 010种;野生观赏植物多达559种;国家Ⅰ级、Ⅱ级保护植物占全国和全省的比例分别为7.14%,20.83%和6.9%,25%。古树、大树资源量大,风景、风水特色林分较多。
(2)石阡县有较强的林木种质资源保护意识,建立了佛顶山自然保护区和鸳鸯湖湿地公园两处林木种质资源原地保存基地。其中佛顶山自然保护区面积14 032 hm2,保存着原生性较强的中亚热带常绿阔叶林及其生态系统,在植物资源中,列为国家珍稀、濒危重点保护植物有16种,占全国保护植物总种数的4.11%,占贵州省的21.33%;区内保存着大量的红豆杉种群及香果树、伯乐树、花榈木、闽楠等国家重点保护植物和一些重要的林木种质资源[18]。鸳鸯湖湿地公园内分布有国家Ⅰ级保护植物南方红豆杉,国家Ⅱ级保护植物篦子三尖杉、伞花木、樟树、楠木等[19]。近年来,该县建立珍稀濒危和乡土优良树种资源的收集繁育和保存基地达到100 hm2,主要收集繁育红豆杉、铁树、桂花(四季桂)、月季、石榴等多个林木种质(品种)资源。
(3)石阡县在林木种质资源保护方面制定了相关政策和技术措施,但与《全国林木种质资源调查收集与保存利用规划(2014—2025年)》[20]目标要求相差甚远,境内特有、珍稀、濒危、重要树种种质资源保存基地尚未完全建立,资源信息封闭,没有公布资源目录和实现资源共享。对调查发现的具有地域特色的森林植被景观与物种价值缺少保护和研究,建议加大开展珍稀保护植物繁育栽培推广工作力度,充分利用“香果树之乡”[21]名片,建立香果树等珍稀树种繁育示范基地,扩大引进树种资源总量,丰富林木种质资源种类;同时定期开展区域资源监测,掌握林木种质资源动态变化。
(4)加强科研与生产结合,开展品种选育和研究。将调查获得的石阡县林木种质资源按用途或资源特性进行名目编制,公布可供利用开发的资源目录,并与国家林木种质资源平台对接,实现全国林木种质资源数据的汇集和分析处理、信息互通互联、实物种质资源开放共享,为政府管理和决策、科学研究和种苗生产提供有力支撑。开展基层科研技术人才培养,积极推进林木种质资源收集保存与开发利用和种苗生产科技创新,促进科技成果向现实生产力转化。
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InventoryofforesttreegermplasmresourcesinShiqianCountyandstrategiesforconservationandutilization
AN Yuanqiang1,2, ZHENG Yongqi2, YANG Zhengguo3, AN Mingtai4, ZHOU Shengwei3, XIAO Xingming3, FENG Bangxian1
(1.Forestry Bureau of Tongren City, Tongren 554300, China; 2.Institute of Forestry, Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China; 3.Forestry Bureau of Shiqian County, Shiqian 555100, China; 4.College of Forestry, Guizhou University, Guiyang 550025, China)
Random sampling,line sampling and plot sampling were used to investigate forest tree germplasm resources in Shiqian County.The inventory found 1884 species,717 genera and 179 families of seed plants,including 25 species,16 genera and 8 families of gymnosperms and 171 families,701 genera and 1859 species of angiosperms.The analysis of the wild resources in the area shows that the world has 48 families,73 families of the tropic zone and 45 families of the temperate zone.It indicates that the flora of wild seed plants in the county has obvious tropical affinities.According to the main purpose and target value,the tree seed plant resources were classified and studied.Based on the current situation of resources and utilization of resources,the suggestions for further mining and utilization of forest germplasm resources were put forward.
germplasm resources; inventory; conservation and utilization; Shiqian County
2015-06-16
中组部、教育部、科技部、中国科学院2014年“西部之光”人才培养计划项目;“十二五”科技支撑项目(2013BA001B06)。
安元强(1969~),男,贵州省铜仁市人,大学本科,高级工程师,国家“西部之光”访问学者,主要从事林木种苗和林木种质资源调查研究工作。
郑勇奇,博士,研究员,博士生导师;E-mail:zyq8565@126.com。
S 722
A
1003-5710(2016)01-0120-05
10.3969/j.issn.1003-5710.2016.01.000
(文字编校:张 珉)