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随着人类生产和经济活动的日益加剧,经济作物种植面积的不断扩大,森林的过度砍伐以及毁林开荒等严重的人为干扰,植被遭受了严重破坏,以致原有的生境片段化或破碎化,从而形成了许多互不相连、相互隔离的小的局部种群,加大了局部种群灭绝的可能性。本文以残存分布于西双版纳的国家一级保护植物-望天树(Parashorea chinensis)为研究对象,在对其分布区进行实地考察的基础上,从22个破碎化的斑块中选取8个有代表性的斑块建立固定样地,对各局部种群不同大小个体的生长与死亡、个体数量或密度及内在结构的动态变化进行了9年的定位观测。同时对3个斑块望天树各局部种群的种子数量、萌发特性、自我更新及扩散能力进行了4次不同年份的观测;探讨了该树种迁地保护后其个体的生长状况及其与种植密度的关系,分析了望天树林破坏后的恢复过程及群落特点,并提出了望天树保护的途径与对策,以期为生境破碎化后的望天树种群的有效保护提供科学依据。
1.对西双版纳望天树分布区的实地考察表明,随着经济生产活动的进一步加剧,目前的望天树林以大小不一的22个斑块呈破碎的条状和块片状残存分布于总面积不到12500 hm2的范围内,较之1992年的16个斑块更为破碎化。最小斑块约为0.45 hm2,最大的斑块约有350 hm2,且周围均被农田所包围,同时大部分斑块中都种植有砂仁。
2.望天树具有很强的生态适应性,既能在酸性土壤上生长,也能在石灰岩土壤上生长,同时具有很强的抗寒性和抗风能力。其物候特性为:3月开始换叶,4月份老叶全部凋落,被新叶所替代。4月中旬现蕾,4月下旬或5月初始花,盛花期为5月;7月下旬部分果实成熟,8月上旬至中旬为果熟期并进入落果高峰。一般3~5年结实1次,体现出龙脑香科植物开花、结实次数少和无规律性的特点。
3.三个斑块在不同年份结实的种子性状有显著差异,而且不同年份种子的千粒重有所不同,为1972~2292 g/千粒。除南沙河斑块在3个不同年份的种子千粒重差异显著外,各斑块之间以及各斑块的不同年份之间差异并不显著。单株结实量在不同年份有很大差异,在结实大年每株母树的结实量约为结实小年的3~6倍。种子随风传播的最远距离为55m,而80~90%的种子主要散落在离母树30~35m的范围内。
4.因各斑块望天树结实的母树数量以及每株母树的结实数量不同,不同斑块以及同一斑块的不同年份间,其种子密度、萌发率及死亡状况均有较大的差异。不同斑块望天树种子的千粒重与发芽率显著相关,但与死亡率无显著相关。而不同斑块望天树种子萌发后的死亡率与密度呈显著相关。
5.不同斑块种子萌发后的幼苗,不论高度生长还是基径生长都非常缓慢。同一年份不同斑块的幼苗高度生长虽有所差异,但并不显著。而不同年份幼苗的高度生长有显著差异。种子萌发后的幼苗在14个月的时间内,死亡率达70~80%,这主要是由于旱季水分短缺造成了幼苗较高的死亡率。
6.不同斑块上的望天树幼苗和幼树的密度差异很大,且死亡率也各不相同。不论基径生长还是高度生长都非常缓慢,并具有较大的差异。受人为干扰较严重、群落中部分乔木被砍伐的斑块中,幼苗和幼树生长较快;而位于保护区受到较好保护的斑块中,生长相对较慢。各斑块小树以上个体的死亡率都很低,并没有显著差异,且主要集中在胸径40cm以下的个体。在胸径小于80 cm前,各斑块的望天树个体的胸径生长随着径级的增加,生长逐渐加快;而胸径大于80cm的个体生长速度有所减慢。随着径级的增大,整个生长过程呈现出“慢-快-慢”的生长特点。
7.不同斑块的望天树种群密度差异很大。人为干扰严重、群落中部分乔木被砍伐的斑块的初始种群密度是受到较好保护的斑块种群的3.7~5.7倍,是林下种植砂仁斑块种群密度的19~25倍。但幼苗、幼树的死亡率较高,其种群密度在持续地下降,并呈幂函数的方式递减。而位于保护区受人为干扰较少的斑块的种群密度则基本上围绕一个平衡值上下波动。受到严重人为干扰且面积最小的斑块,其种群缺乏小树以上各龄级的个体,年龄结构已呈不连续状态,已濒于灭绝的边缘。而林下种植砂仁的斑块,其种群呈现衰退的趋势。其它各斑块的种群年龄结构呈金字塔型,存活曲线都近似一条直线,为稳定增长型种群。
8.虽然各地的自然条件以及种植密度不同,其生长有所差异。但不同地区营造的望天树人工林的生长良好。20年生的平均标准木的带皮胸径、树高和带皮材积的年均生长量分别达到0.97cm、0.99m和0.0149 m3,分别是天然林中个体生长的2.7倍、2.3倍和13.2倍。
9.望天树林经刀耕火种撂荒后天然更新恢复起来的3个次生群落,物种组成复杂丰富,优势种显著,且结构层次分化明显。在其区系成分组成上,热带分布属、种约占总属、种数的90%以上,且以热带亚洲分布属、种尤其是印度-马来西亚分布的属种占居首位,其区系组成与其原生植被的区系成分比例基本一致,群落的恢复正向着其原生植被类型的方向发展。随风散布至刀耕火种撂荒地上的望天树种子,经萌发、生长及母树种子源源不断地补充及更新,幼苗幼树丰富,各龄级都具有一定量的个体,为稳定增长型种群,并已发展成为次生群落中的优势种,显示出较强的再定居能力。
10.本研究分别拟合组建了自然条件下和人工林中的望天树个体生长与年龄的回归模型,其模型的相关系数都很高,且达到极显著水平。所组建的这些生长模型可作为自然条件下望天树个体生长与年龄以及相似立地条件下人工望天树林生长量估测的参考。