贵州大沙河濒危植物银杉资源现状及保护策略
2022-11-22冯育才
龙 莉 高 超 杨 瑞 冯育才 勾 伟 王 尤
贵州大沙河濒危植物银杉资源现状及保护策略
龙莉1高超1杨瑞2冯育才3勾伟3王尤3
(1.贵州大学贵州省森林资源与环境研究中心贵州贵阳550025;2.贵州大学林学院贵州贵阳550025;3.贵州大沙河国家级自然保护区管理局贵州遵义563500)
银杉与银杏、水杉并称为“三大活化石植物”,属于我国一级濒危保护植物。天然银杉林仅在中国广西、四川、贵州和湖南四省有零星分布,贵州道真大沙河银杉分布区与其他分布区相比,银杉数量最多,分布范围最广,科研及保护的价值最大。文章阐述了贵州大沙河濒危植物银杉资源的概况,从气候变迁、银杉生物学特性和人类活动分析了银杉种质资源濒危的因素,提出了道真大沙河银杉的保护措施,以期为濒危植物银杉的保护与种群回归提供参考。
大沙河;银杉;资源概况;保护策略
银杉为松科银杉属的常绿植物,与银杏、水杉并称为“三大活化石植物”,属于我国一级濒危保护植物。在第三纪时,银杉曾广泛分布于北半球的亚欧大陆,可现在地球难寻银杉的身影踪迹,其原因在于银杉遭受第四纪冰川袭击[1],对银杉进行研究与保护不仅有助于保护物种多样性,还有利于平衡森林生态系统的稳定性。目前,天然银杉林仅在我国广西、四川、贵州和湖南四省区的8个分布点上有零星分布,银杉个体总数不超过5 000棵[2]。
据统计,在道真大沙河林区方圆20 km2内有800多株银杉分布于此,高10 m的银杉有60多株,最高的银杉树为18.8 m。与其他天然银杉分布相比,大沙河银杉数量较多,分布范围较广,因此科研及保护价值较大[3]。关于大沙河银杉的研究多集中在银杉生长[4-5]、种质资源选优[6]、种群结构研究[7]等方面,尚未涉及大沙河银杉资源现状及保护策略。文章对道真大沙河银杉资源进行调查,从内外因素分析银杉处于濒危的原因,并对其濒危处境提出保护对策,旨在为濒危植物银杉的保护与种群回归提供参考。
1 贵州大沙河银杉资源现状及濒危因素
1.1 贵州大沙河银杉分布区概况
银杉分布区位于贵州大沙河自然保护区内(东经107°21′~107°47′,北纬29°00′~29°13′),该区属中亚热带山地气候,冬季较长无严寒,夏季温凉无酷热,多雨、多雾、湿度大。大沙河自然保护区年温度变化范围为-11.4 ℃~33.1 ℃,年均温为11.2 ℃。其中最冷为1月,最热月为7月,1月和7月平均温度分别为0.5 ℃和21.1 ℃,年积温3 284.4 ℃,无霜期为248 d,年降水量和年蒸发量分别为1 255.2 mm和950 mm左右,每逢阴雨时节,大雾弥漫,尤以冬季为甚。
整个银杉分布区沟壑纵横,悬崖峭壁林立,孤峰呈现,山脊狭窄,坡度较大,相对高度差为300 m~500 m,银杉多生于岩沿、山脊、山顶向阳处。大沙河银杉分布区成土母岩为砂岩、砂页岩、硅质岩和碳酸盐岩,土壤主要为硅铝质黄棕壤,其次为硅铝质黄壤、黄壤和黄棕壤,山脊顶部土层厚20 cm~30 cm,山中下部坡腰地段土层厚50 cm~80 cm,土壤表面有较多枯枝落叶,pH值为5.6~6.2,土质松软、湿润,有机质含量丰富[8]。
1.2 贵州大沙河银杉资源概况
2020年保护区工作人员对三桥、阳溪镇的杠村、四坪、阳坝三个村的长五间、沙河、大水井、陈桌坊四个村民组,共计21个天然银杉分布点进行银杉专项调查,采取设置固定样地调查方式,对样方内及样方外的所有银杉进行胸径(地径)、树高、冠幅的测量,统计样方内和样方外的银杉数量。结果显示大沙河银杉自然保护区现有天然银杉866株,树高1 m~3 m的银杉有199株,树高3 m~5 m的银杉有166株,树高5 m~10 m的银杉有206株,树高10 m以上的银杉有98株,整个分布区银杉以5 m~10 m高的银杉为主,母树有41株,最大一株银杉树高20.5 m,胸径60 cm,树龄高达200年以上。
1.3 贵州大沙河银杉种群空间分布格局
贵州大沙河银杉林均为针阔混交林群落,银杉林内常见的伴生针叶树种主要有大明松、杉木、刺柏;常绿阔叶有青冈栎、贵州青冈、普通油茶、异叶梁王茶、山矾、冬青等;落叶阔叶有小果南烛、枫香、水青冈、杜鹃、中华槭等。乔木层以银杉、杉木、青冈栎为主,次层下乔木包括小果南烛、映山红、异叶梁王茶和油茶等,银杉群落主要包括青冈栎、油茶等常绿落叶树种,与这些树种形成针阔混交林群落。大沙河银杉母树结实晚且少,树冠较大导致郁闭度较大,多数银杉群落的郁闭度在0.7以上,大沙河银杉自然保护区少数银杉群落郁闭度为0.5。这21个分布点银杉群落内主要以乔木层为主,次层下乔和灌木为辅,多数银杉群落郁闭度大导致阳光竞争激烈,因此层下的草本植物较少。
种群空间分布格局包括随机、集群和均匀分布3种类型。物种种类和种群发育阶段的不同会导致种群空间分布格局的差异,空间分布格局变化由内外因素共同决定,其中,内因包括种群密度,外因包括地形地貌和气候条件等。纵贯整个大沙河自然保护区银杉种群群落分布格局,除了银杉-杜鹃-小果南烛群落表现出均匀分布的空间格局,其他银杉种群群落均为集群分布。虽然21个大沙河银杉分布点的优势不尽相同,但均匀分布在大沙河银杉自然保护区种群分布格局中并不少见,银杉-杜鹃-南烛群落一般分布在海拔为1 450 m~1 600 m的山脊和悬崖边上,岩石和土壤类型分别为碳酸岩类和黄壤,土层厚度薄厚不均。
种群空间分布格局不仅与上述内外因素密切相关,群落种类组成、年龄结构和灌木层结构都会对银杉空间分布格局产生影响。经过前期调查发现,银杉群落的分布容易受青冈栎、油茶、冬青等常绿阔叶树种与灌木层的结构的影响,当常绿阔叶树种较多、灌木层盖度较大时,在灌木树冠下几乎探寻不到银杉幼苗,大量的银杉幼苗会成群聚集在银杉母树周围、常绿阔叶树种较少与灌木层盖度较小的地方。
1.4 濒危的因素
谢宗强等[9]通过对银杉濒危机制进行分析,指出银杉面临濒危状态是多种因素共同作用的结果,主要原因是第四纪冰川时期强烈的气候变迁造成银杉种群大幅缩减并仅分布于我国亚热带山区。银杉种群与分布区大幅度减小造成银杉遗传多样性低和基因流受阻,严重近交使银杉适应能力下降,导致银杉种群更新不良,受银杉固有的生物学特性影响,如果实结实率低、幼苗少会导致种群更新困难,天然银杉种群年龄结构多为衰退型进一步加剧银杉的濒危程度。银杉材质优良,可用作上好家具,在市场上具有较高的经济价值,受经济利益的驱使,导致银杉自然分布区遭到人们大肆采掘,以及对珍稀树种认识不清,银杉被人们用作薪材以取火,这些人为破坏和砍伐更是使得银杉资源急剧减少,而这又将引起银杉种群数量下降和分布区缩小,从而形成恶性循环,导致银杉资源愈发减少。
2 贵州大沙河银杉资源的保护策略
2.1 适当的人为干预
银杉在生长过程中与周围的环境相互影响,故需在重视银杉保护的同时,还应对银杉周围的环境加以保护。银杉群落多处于常绿阔叶混交林,大沙河银杉自然保护区阔叶树种更新良好,但银杉在群落的分布易受常绿阔叶树种与灌木盖度的影响,导致大沙河大部分银杉群落缺乏银杉幼树。虽然目前银杉在群落中处于优势地位,但随着群落演替过程的推进,银杉种群的优势地位必将受到阔叶树种的压制。因此在银杉群落中,适当的人为干预较为重要,对于银杉群落来说,总郁闭度在60%左右最佳。当银杉群落郁闭度超过60%时,为达到“伐阔保针”的目的,应对群落进行适当的疏伐,伐去部分阔叶树种和灌木,可促进银杉树种的更新。
2.2 建立大沙河银杉种质资源基因库和苗圃基地
道真大沙河银杉具有重要的科研价值和潜在的生态、经济价值,为满足保存优良的银杉种质资源和大沙河银杉旅游业的需要,可建立大沙河银杉种质资源基因库。首先,调查大沙河21个银杉分布点的资源,记录每个银杉分布点的地理坐标,统计每个银杉种群中银杉的数量、每株银杉的树高、冠幅和年龄等基本信息,并对记录在册的银杉树种进行定期监测和管护,其次,在21个银杉分布区中选择适当的位置与优良的母树建立大沙河银杉种质资源基因库。加强大沙河生境及银杉资源母树管理,建造大沙河银杉苗圃基地,做好银杉资源储备的工作,不仅能有效保护银杉资源,还能满足市场对银杉的需求。
2.3 深入开展银杉科学研究
大沙河银杉天然种群数量少,银杉结实大小年明显,一般3年~5年结一次果。10月中下旬为银杉果实成熟期,该时期大沙河地区多为雨天,果实在阴天或晴天采集,果实采集时间不一,易出现采集到未成熟果实或种子早已脱落现象。银杉抗逆性极差,银杉种子生活力低导致其发芽率低,幼苗须根极少,易出现缺水、感病等问题,上述因素给培育技术研究带来很大困难,目前国内外对银杉的研究较少,对银杉生态生物学特性、分布、育种和基因组型等方面的研究不够深入,使得相关人员对银杉采种、育苗与区划的工作进度缓慢,未从源头上解决银杉濒危的现状,因此,需要深入开展银杉分子、育种的研究工作,实现对银杉种质资源的系统保存、科学评价和有效利用[10],推进银杉保护工作顺利进行。
2.4 加强银杉宣传教育,提高公众保护意识
大沙河流域银杉资源保护与区域自然环境和人民群众对银杉的保护意识密切相关,在改善保护区环境的同时,还应提高人民群众对银杉的保护意识,人们缺乏对银杉的保护意识时,将会影响银杉保护政策的制定和实施。因此,道真大沙河国家级自然保护区管理局不仅要承担起保护濒危植物银杉的责任,还要加强银杉的宣传教育工作。首先,可在大沙河流域普及保护银杉的宣传教育,大力宣传保护银杉的重要意义;其次,重点加强银杉生长的山林周边或村院的宣传教育工作,将制作的各种宣传警示牌树立在银杉旁边或村口、道路边,通过多种形式宣传,使大沙河流域的人民真正认识到保护银杉资源的重要性,使大沙河林区管理人员和群众共同参与到保护银杉的行动中。除了要加强银杉的宣传教育工作外,还要完善银杉保护的各种法律法规和地方银杉保护的规章制度,加大银杉保护的相关法律法规和规章制度的宣传力度,并将相关法规制度落实在银杉保护的具体工作中,实行赏罚分明制,使日常保护工作有法可依,有章度可循[11]。若条件允许,应加大部分银杉分布点对外开放的力度,使人们更加深入了解银杉,间接提升对银杉的保护意识[12]。
2.5 多渠道筹集保护资金
银杉资源的保护是一项社会公益性事业,银杉苗木培育、造林抚育、管护等技术都需要充裕的资金支持,贵州大沙河国家级自然保护区管理局除积极向各级财政申请资金外,可结合实际,以个人或单位认养、认捐的方式登录银杉认养App,填写银杉认养信息,鼓励社会力量积极参与银杉资源的保护工作,以弥补银杉保护资金的不足。此外,还可以通过互联网众筹等方式筹集银杉保护经费。
3 结语
银杉是我国特有的珍稀濒危植物,国家一级重点保护植物,享有“林海里的珍珠”“植物中的熊猫”之美称,保护银杉就是保护物种多样性和维系森林生态系统的稳定性[13]。目前,贵州道真大沙河是银杉的重要分布区,文章阐述了贵州大沙河银杉资源现状,分析了银杉濒危的因素,并针对性地提出贵州大沙河银杉资源保护策略,从而促进对濒危植物银杉的保护[14]。
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Current Situation and Protection Strategy of Endangered Plant Silver Fir in Dashahe in Guizhou Province
Long Li1Gaocao1Yang Rui2Feng Yucai3Gou Wei3Wang you3
(1. Guizhou Provincial Forest Resources and Environment Research Center in Guizhou University, Guiyang, Guizhou, 550025; 2. College of Forestry in Guizhou University, Guiyang, Guizhou, 550025; 3. Guizhou Dashahe National Nature Reserve Administration, Zunyi, Guizhou, 563500)
silver fir, Ginkgo biloba and Metasequoia are also call "three major living fossil plants" and belong to the first-class endangered protected plants in China. Natural silver fir forests are only distributed sporadically in Guangxi, Sichuan, Guizhou and Hunan provinces of China. Compared with other distribution areas, the distribution area of Dasha River in Daozhen, Guizhou has the largest number of silver fir, the widest distribution area, and the largest value of scientific research and protection. This paper describes the general situation of the endangered species of silver fir in Dashahe, Guizhou, analyzes the endangered factors of the germplasm resources of silver fir from the aspects of climate change, biological characteristics and human activities, and puts forward the protection measures of the endangered species of silver fir in Dazhen, in order to provide reference for the protection and population regression of the endangered species of silver fir.
Dashahe River; Silver Fir; Resource overview; Protection strategy
10.3969/j.issn.2095-1205.2022.03.18
S791.19
A
2095-1205(2022)03-55-03
贵州大学培育项目(贵大培育[2019]35号);贵州大学引进人才科研项目(贵大人基合字[2017]41号)
龙莉(1998- ),女,侗族,贵州黎平人,硕士在读,研究方向为经济林栽培育种。
高超(1986- ),男,汉族,贵州贵阳人,博士,副教授,研究方向为经济林栽培育种。