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浙江楠研究现状及濒危保护建议

2019-01-10王松方芳范正文何理坤陈邦锦

自然保护地 2019年3期
关键词:群落容器种群

王松 方芳 范正文 何理坤 陈邦锦

浙江楠研究现状及濒危保护建议

王松1,2方芳1,2范正文1,2何理坤1陈邦锦1,2

(1 浙江省台州市自然资源和规划局;2 浙江省台州市林业科学研究院 318000)

浙江楠(C.B.Shang)是国家二级珍稀濒危保护植物,我国特有树种。该种群分布狭窄,自然更新能力较差,此外,由于该物种具有较高的经济价值和开发利用前景,人类干扰及盗伐现象严重,致其种群数量减少,逐步走向衰亡。从资源状况和地理分布、种群生态学与生物多样性、种子萌发与生理生化研究、容器苗育苗技术、造林技术以及濒危的原因几个方面介绍了浙江楠目前的研究现状,并在此基础上提出保护对策。

浙江楠;研究现状;濒危;保护建议

浙江楠(C.B.Shang)属樟科,桢楠属,是我国著名的植物分类学家向其柏教授于20世纪60年代在浙江天目山、龙塘山研究发现的一新物种[1]。浙江楠为常绿阔叶高大乔木,树冠雄伟,是理想的行道树、庭荫树和风景树,同时浙江楠还是制作高档家具、雕刻和精密模具的良材[2]。但因其天然野生资源稀少,以伴生种零星分布于我国的中亚热带地区的以壳斗科树种为建群种的天然常绿阔叶林中,加上人为砍伐,现存自然资源已接近枯竭,在1999年8月被国务院列为国家二级重点保护野生植物(《国家重点保护野生植物名录》第一批)[3]。有关浙江楠的研究,国内外科研工作者已经做了大量的工作。本文对近年来有关浙江楠的研究动态进行了分析与总结,旨在为今后浙江楠的研究、利用和保护提供参考。

1 资源状况和地理分布

浙江楠目前在我国的浙江省、福建省、江西省和安徽省南部均有分布,且多生长在海拔小于1000m的丘陵山谷或红壤山坡常绿阔叶林内,喜温暖湿润气候、偏酸性土壤,pH4.3-5.5[4]。在杭州云栖、理安寺分布有以浙江楠为优势种的常绿阔叶林,其余地区均系散生分布[5,6]。

浙江楠分布区的年均气温为 16℃~18℃ ,极端最低气温 -5℃~-9.6℃,极端最高气温 38℃,250 d的无霜期,年降雨量1400mm~1700mm,降雨集中在夏季;土壤(多为红壤)的pH值 4.3~5.5,土壤的有机质含量1.35%[7]。吴县坤[8]利用Maxent模型分析预测了浙江楠现代潜在分布区,认为浙江楠的生境可分成3大类,分别是:基本适生区(0.2

2 种群生态学与生物多样性

吴显坤[9]调查了安徽省祁门地区的浙江楠种群结构和种群数量动态变化,发现该地区浙江楠种群在结构上大致呈“金字塔”形,即大径级的数量最少,中间径级的数量保持在一定水平,而幼树的数量较多。王良衍等通过分析比较林分发育、林木竞争分化、树高/胸径比值和优势木生长等特征,从生态学角度表明与浙江楠人工纯林相比,异龄混交林的生长优势显著[10]。吴小林[11]对浙江省天然浙江楠种群群落的群落类型、植物多样性等方面进行了系统分析,表明浙江楠天然种群分布不论从数量上还是面积上都是极其有限的,群落层次性较强,在自然群落的乔木层占有优势。同一群落不同层次的物种多样性差异较大,杭州仁寿山的浙江楠群落乔木层、灌木层的Shannon- Wiener指数较高;杭州理安寺的浙江楠群落乔木层多样性指数较低,灌木层、草本层多样性指数较高。杭州九溪及云栖浙江楠群落是位于中亚热带北缘的一个常绿落叶阔叶林类型,群落结构复杂,其优势乔木种群有苦槠、浙江楠、青冈、枫香、木荷、浙江桂等,但浙江楠优势树种作用比较明显,在数量和幼苗上占有绝对优势,控制着整个群落的森林环境[5]。通过对浙江楠群落物种多样性分析表明,浙江楠群落物种多样性、均匀度指数较低,反映该群落优势树种作用明显,林下植物种类稀少。此外,浙江楠在群落中表现为增长型种群,林荫下大量的幼苗在天然更新后形成群落幼苗,并逐渐占据主林层,在群落中占据优势地位。

生态位方面,有研究通过对浙江楠 7个不同种群中9个优势种的生态位宽度值进行比较,发现浙江楠的生态位宽度值较大,这说明浙江楠适合在类似研究样地建立建群优势种群,在群落内部其适应群落小生境的能力以及对小生境内资源的利用能力都表现出较强的优势。另外,浙江楠和杉木、木荷的生态重叠值比较高,说明它们的生物生态特征具相似性[12]。也有研究对江西三清山浙江楠群落9个主要乔木种群的生态位特征进行了研究,证明毛竹、枫香、棕榈和浙江楠的生态位宽度较大[13]。

遗传多样性方面,李因刚[14]通过对浙江楠分布区的9个种群的10个表型性状进行分析研究,结果表明: 浙江楠叶片、种子等表型性状在种群间和种群内差异均达到极显著水平,且种群内变异大于种群间变异,表明种群内变异是浙江楠表型变异的主要变异来源。种群间叶片的平均变异系数(16.99%)大于种子的平均变异系数(8.58%), 表明种子的稳定性高于叶片。种子和叶片的各性状间相关性不显著。种子宽、种子体积和种子千粒重随着海拔的增加逐渐减小, 种子体积随着纬度的增大逐渐增大。有研究对6个浙江楠天然群落进行样地调查,结果显示6个群落的相似性为0.0606-0.4,浙江永嘉和江西婺源两个群落的相似性最小,浙江松阳与江西婺源两个群落的相似性最大;6个群落的重要值为16.27%-43.09%,浙江泰顺群落的重要值最小,江西黎川群落的重要值最大;根据叶片表型形状将7个群落进行聚类分析,浙江泰顺和江西太白两个群体的表型特征相近,江西黎川群体与浙江泰顺、江西太白群体较近,聚为一类;浙江永嘉与江西武夷山群体较为相近,为一类;浙江杭州,浙江松阳群体则单独为一类群[15]。

这些研究对为浙江楠物种的保护及资源开发提出合理、科学的建议均有重要意义。

3 种子萌发与生理生化研究

浙江楠种皮中含有ABA,层积处理可以降低ABA含量,用室温 (1.5~11.5℃ )或变温 (15~25℃,15~30℃)层积处理21d,均能打破种子休眠[16]。李珍试验证实浙江楠种子的较佳贮藏方式是低温(4℃)湿砂层积,适宜的光照对浙江楠种子的萌发具有促进作用[17]。

在生理生化水平的研究上,李冬林等[18]对不同光照条件下浙江楠幼苗的生长及相关生理特性进行了研究,结果表明,不同的光照处理,浙江楠幼苗在生长量和生理生化水平上都会出现变化,如在遮荫条件下浙江楠苗木单株分枝数目、叶片数目和冠幅均有所下降,浙江楠单叶面积变化不大,但是单叶干重变化较为明显,比叶面积增大,比叶重减少,叶绿素a、叶绿素b 、叶绿素总量均表现为增加;全光照条件下,单叶干重最大;全光和弱度遮荫条件下,苗木的净光合作用速率较大,苗木生长旺盛,碳水化合物的积累较多,生物量增加;重度遮荫时,苗木的净光合作用速率较小,碳水化合物的积累较少,生长缓慢,生物量下降。由此可见,光照对浙江楠生长发育过程影响明显。此外,该作者还研究了浙江楠留床苗的年生长规律,结果可以将苗木的生长过程划分为3个时期:生长初期(20d)、速生期(180d)和苗木硬化期(60d)[19]。浙江楠苗期生长呈现指数生长规律,第1a生长较慢,从第2a起呈现加速生长趋势。浙江楠幼苗主根发达,表现出深根性树种的早期特性[20]。欧斌的研究结果也证明了7月至10月中旬是浙江楠的生长高峰期,灌溉对苗木的生长具有较大促进作用[21]。

4 容器苗育苗技术

关于浙江楠苗木培育方面的研究主要集中于容器苗培育方面,包括了育苗基质的配比、容器的规格类型、缓释肥加载量和育苗密度等方面。徐文才研究了不同容器规格、不同基肥施入量和不同基质配比对浙江楠轻基质容器苗生长的影响,认为以容器长度10cm、基质体积配比:泥炭∶珍珠岩∶砻糠 =3∶1∶1、每立方米基质中加入APEX18-6-12缓释肥3kg组合的生产成本低且苗木质量好[22]。李因刚的试验以苗高、叶面积、根长和总干物质量4个性状指标为浙江楠容器苗培育措施的选择指标,结合生产与造林成本,筛选出用基质配方泥炭∶蛭石= 6∶4、容器规格10 cm * 20 cm 、缓释肥量2.5 kg/m3、育苗密度100株/m2的组合培育措施[23]。

大量研究发现,不同苗龄的容器苗对基质和缓释肥的需求不同。1年生浙江楠容器苗,以泥炭50%+蛭石30%+阔叶树木片20%为配方的基质培育,容器苗的各项生理特性均优于对照,且该基质配方具有较好的持水和保水性,容重小,便于运输[24]。王艺等采用等量缓释肥来测定分析1年生浙江楠容器苗的生长状况和N、P养分吸收情况,发现3.0 kg/m2施肥量即可实现浙江楠与闽楠氮磷养分库的构建,且生物量较高,符合高品质容器苗培育要求。20mg/株的氮肥不仅是1年生浙江楠容器苗最佳施肥量,同时也是闽楠的最佳氮肥施肥量,而浙江楠最佳磷肥施肥量为60mg/株[25]。李峰卿的研究发现来,随着缓释肥 N/P养分配比增加,明显促进了浙江楠容器苗生长;缓释肥的加载量对2年生浙江楠容器苗生长和干物质积累的影响均达到极显著水平[26]。楚秀丽研究发现基质中黄泥和泥炭的比例变化对2年生浙江楠容器苗生长的影响较小,缓释肥添加量对容器苗生长的影响比较明显。培育高质量容器苗应采用高N低P型缓释肥,培育浙江楠2年生容器苗,N 的施用量不应低于1850mg/株,P的施用量不应高于350mg/株[27]。肖遥则认为2年生浙江楠容器苗宜采用1.67g/株 N素和0.32/株 P素施肥水平[28]。3年生浙江楠容器苗在基质配方为泥炭∶园土∶珍珠岩∶谷壳=2∶4∶2∶2和缓释肥N∶P∶K=21∶6 ∶13,750g/m2条件下生长表现最佳[29]。邱勇斌认为3年生浙江楠优质容器大苗培育以容器规格 (30cmx30cmx30cm)、基质成分和配比(V(泥炭) ∶V(黄心土) ∶V(草木灰)=6∶3∶1)、缓释肥施肥量(每立方米基质施1.0kg复合肥)和复合肥施肥量(每立方米基质施3.0kg复合肥 )最佳,其苗高是对照的1.80倍,地径是对照的1.87倍[30]。

这些育苗技术的研究无疑为今后浙江楠产业化提供了良好的技术支持。

5 造林技术研究

浙江楠为耐阴树种,适合山地丘陵混交造林和林下补植[31]。田苏奎对浙江楠进行了村道路旁种植、杉木采伐迹地造林和马尾松林下补植3种造林方式的比较,结果表明,浙江楠当年成活率和3年保存率均是迹地造林最低,林下补植最高。从生长情况看,平均地径和平均树高同样是迹地造林最低,林下补植最高。因此,浙江楠适合于林下补植[32]。

王军新等探讨比较了火烧迹地条件下不同造林模式对浙江楠的生长效果,结果表明,浙江楠与枫香混交效果最为理想,可以推广应用[33]。浙江楠的光饱和点比较低,生长比较缓慢[34]。而在天然林中,浙江楠和杉木、木荷的生态特征具有相似性,对生境要求比较相近,楠木和杉木混交时生长较好[35-36]。因此,在进行浙江楠人工造林时,可以选择和杉木、木荷一起在针阔混交林和阔叶林中进行大面积人工造林。

虽然浙江楠喜湿耐荫,但较高的荫蔽条件可能导致其生长不良,一定的光照条件才能保证苗木生长旺盛。有试验发现,浙江楠幼苗在林分郁闭度为0.6的条件下生长较好,单株生物量最大。随着主栽树种的生长,林分郁闭度逐渐增大,需进行适当的修枝、间伐等,以改善林内光照条件,保证林下浙江楠的良好生长[37]。

关于浙江润楠造林的研究表明,浙江润楠在前5年内,每年抚育两次,山坡下部及山谷杂草繁茂地带还应适当增加抚育次数。抚育时间安排在每年的 4~5 月和 9~10 月。在浙江润楠的幼年时期严禁打枝,抚育时不得损伤树皮。在树冠完全郁闭、林下杂草稀少、出现较多被压木时,应进行抚育间伐,间伐郁密度可控制在0.7 左右[38]。楠木和杉木混交林间伐的研究表明间伐有利于楠木生长,间伐林分楠木平均胸径、树高、单株材积、蓄积量及林下植被生物量都要高于不间伐的[39]。这些试验结果可以供浙江楠造林参考。

6 濒危现状及保护建议

由于各种因素的影响,浙江楠天然资源和生态环境遭受了严重的破坏,使得浙江楠的种质资源越来越脆弱,已经被列为国家珍稀濒危保护树种。浙江楠的濒危是本身生物学方面的因素和外部环境因素共同影响的结果,其生态适应性范围较窄,零星分布于浙江、江西、安徽、福建等地,且现存生境破碎、种群面积不大,种群不连续,形成岛屿状分隔,造成种群间基因交流较少,种群近亲交配率提高,这有可能造成种群进一步衰退。有研究发现虽然天然林中浙江楠种子数量大以及萌发率高,但是幼苗耐阴性有限且林下竞争激烈,只见幼苗不见幼树的现象严重,使得在自然状态下很难扩大它们的种群。此外,由于浙江楠材质优良,经济价值显著,大量成年植株直接受到破坏和掠夺,长期的采伐造成资源锐减,种群数量大幅下降或消失。在杭州九溪云栖,开荒种茶种竹成为威胁浙江楠生境的最生要人为因素[5]。

调查表明,生境的丧失是威胁浙江楠生存的主要外因,建议对于浙江楠较集中分布的地区可以考虑建立浙江楠保护区或保护点,保证浙江楠的生存环境不受破坏。并加强普及林业知识教育,使全社会对森林的特点、价值和重要作用有明确的认识,以健全的规章制度和法规加强对森林资源的保护,发挥其保护生态环境的效能及其它多种社会功能。收集保存浙江楠优良种质,建立专门的浙江楠异地种质保存基因库,为有效保护和可持续利用浙江楠资源提供科学依据。从不同种源地进行引种,增加种群内部遗传多样性,有效的增加不同地理种群之间的个体交流和扩大种群面积和数目以达到长期保护目的。继续加强浙江楠造林技术研究,建立相关造林技术规程。在现有研究的基础上,对浙江楠的濒危过程及未来种群恢复过程进行跟踪研究,进一步明了其濒危的机制和过程,以便采取更有效的措施,不断扩大其种群。

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The status quo research, the rescue and conservation strategy for

Wang Song1, 2,Fang Fang1, 2, Fan Zhengwen1, 2, He Likun1, Chen Bangjin1, 2

Phoebe chekiangensis C.B.Shang is a rare and endangered plant, and ranked in grade Ⅱkey protected wildlife in China. The species distributed narrow range, and the wild natural regeneration ability is poor. In addition, because of its high economic value and development prospects, the species had serious interference and illegal logging. So the population size of P. chekiangensis is believed to be declining and extinctive. This paper summarized the main results of these studies from the aspects of the resource status and geographical distribution, population ecology and biodiversity, seed germination and physiological and biochemical studies, container seedling breeding techniques, afforestation technology, and endangered causes, and put forward some protection strategies for the further study on P. chekiangensis

Phoebe chekiangensis C.B.Shang; present research situation; endangered plant; protection strategies

S792.24

A

1004-7743(2019)03-0019-06

2019-03-27

王松(1985- ),男,硕士,从事森林培育工作。

方芳(1986- ),女,硕士,从事森林培育工作。

浙江省省级财政农业技术推广项目“珍贵树种育苗技术研究与示范推广”。

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