濒危物种珙桐(Davidia involucrata)自然更新机制研究

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:godheihei
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珙桐是国家一级保护珍稀濒危物种。通过对四川5个不同地区植物群落的珙桐种群结构调查后发现,珙桐种群年龄结构均呈现为衰退型,并且种群面临着自然环境不断破坏、人为干扰程度的不断增加和种群自然更新困难等严峻形势。本研究以四川卧龙国家自然保护区的天然珙桐群落为研究对象,从种群有性、无性繁殖特性与种群动态变化特征等方面研究种群自然更新特征;从种子结实、种子雨、种子散布、种子库、幼苗更新等方面从纵向系统研究珙桐种子命运,揭示种群有性繁殖更新特征;从根基萌生和伐桩萌生两方面研究种群无性繁殖更新特征;通过研究群落环境因子和珙桐自身特征对有性繁殖更新和无性繁殖更新各环节的影响,探寻制约其种群繁衍更新的关键因子,揭示珙桐种群自然更新机制,进一步探究珙桐种群致濒机理。主要研究成果如下:(1)卧龙自然保护区三江镇白泥岗珙桐天然群落和种群特征研究结果表明:珙桐为该群落的建群种,优势种,同时珙桐群落内还有很多古老的珍稀植物。珙桐种群的年龄结构呈现为“倒金字塔”的衰退型结构。在灌木层和草本层,珙桐幼苗和幼树与其它物种存在资源竞争。(2)珙桐株间结实量存在差异,但种群整体结实量年变化稳定,种子产量相对较高,能够为种群更新提供充足的种源,珙桐结实空间分布呈“塔型”,主要分布在植冠外层。珙桐果实具有的果大、椭圆球体、果肉厚等特征;珙桐核果具有坚硬种壳和“一核多种”的生物学特征。(3)珙桐种子雨散布集中在冠径之下0-5 m处,种子雨强度平均为14.4粒/㎡,果实的完整性为77%,种子雨持续时间约60 d左右,1850 m海拔种群种子雨开始时间比和1975 m海拔种群时间早。珙桐种子的初级散布靠种子自身重力进行初级散布,84%的种子散布距离集中在母树冠径下5 m的范围内;经历食种动物啃食(前期啃食果肉和后期啃食种子)后,有23%丢失或扩散至距离母株冠径5 m范围之外。(4)珙桐的土壤种子库水平分布较窄,集中分布在冠径+5 m范围内;种子库时间动态显示,种子数量、种子生活力和萌发率逐步降低;种子库空间结构显示珙桐种子在土壤种子库中集中分布在地表和地下3 cm处。珙桐植冠种子存留时间为6个月,保持了较高的种子生活力,持续为土壤种子库输入有效的种子。在自然状态下,珙桐核果的萌发率低,仅为19%;埋藏在土表0-3 cm深度时,种子萌发率高,为64.2%;植冠存留种子的萌发率高于前期进入土壤种子库种子的萌发率;种子在林窗下、冠径下、沟壑内的萌发率依次递减;单个核果种子在0-3 cm埋藏深度出苗数最多。珙桐幼苗更新第一年是关键时间段,受环境和病虫害等影响,死亡率达到97.2%;幼苗的更新范围集中在冠径+5 m范围内;采收种子等人为干扰对珙桐幼苗的更新影响较大。(5)除种子繁殖外,珙桐种群还存在萌生繁殖方式,具有萌生幼树的母株约占整个种群的四分之一,珙桐萌生苗和实生苗的比值为1.24,萌生苗数量和母株的高度和冠径呈正相关;珙桐幼苗的年龄结构呈现出纺锤形模式,实生苗和萌生苗在龄级上对种群进行了不同龄级的互补;珙桐伐桩萌苗存在龄级差别,伐桩萌发幼苗的基径、树高和冠径都随着母株直径的增加而增加。珙桐实生和萌生两种繁殖方式产生的幼苗其生态特征、生长动态及其受环境因子的影响程度不同。萌生幼苗的数量和平均高度显著高于实生幼苗的高度,且其年度分支数量、胸径增长量和高度增长量显著低于实生幼苗的相应指标。实生幼苗的分枝数与温度、空气湿度、光照强度、草本层厚度、凋落物层厚度、腐殖质层厚度呈显著相关,而萌生幼苗的分枝数只与土壤湿度呈显著的相关。实生幼苗分枝数的生长速度与光照强度和土壤湿度具有显著的相关性,而萌生幼苗的分枝数生长速度与光照强度、土壤湿度和空气湿度具有显著的相关性。另外,实生幼苗的胸径与草本层盖度和腐殖质厚度、胸径生长速度与温度、大气湿度和光照、株高与草本层厚度和凋落物厚度、株高生长与草本层盖度具有显著的相关性,而萌生幼苗的这些生长特性与上述因相关性不显著。综上所述,种子萌发和幼苗建成为珙桐种群自然更新过程中的关键阶段,有性繁殖更新和无性繁殖更新共同维持种群的自然更新。研究揭示了珙桐自然更新机制和珙桐濒危制约因素,为制定科学的保护策略和种群恢复研究提供理论与实践指导。
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