湖南省湘潭市花櫚木野生種群資源調(diào)查

周潔塵，朱天才，肖亞琴，吳紅強(qiáng)，段 翔，李學(xué)信，彭 皎，方 亮，文 虹

(1.湘潭市林業(yè)科學(xué)研究所，湖南 湘潭 411206；2. 湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長沙 410004)

花櫚木(Ormosiahenryi)為豆目(Fabales)蝶形花科(Papilionaceae)紅豆屬(Ormosia)常綠喬木，又名花梨木、紅豆樹，主要分布在我國安徽、浙江、福建及兩湖兩廣等亞熱帶地區(qū)，越南和泰國等國也有分布[1-2]，集材用、景觀和藥用多種價(jià)值于一身[3]，因其具有很高的利用價(jià)值，被大量采伐利用。花櫚木種子種皮覆有蠟質(zhì)，堅(jiān)硬致密，透水、透氣性較差，休眠期長，不易發(fā)芽，在自然傳播繁殖情況下，種子1～2 a才能萌發(fā)，自然更新能力弱[4-5]，致使現(xiàn)存野生資源稀缺[6]，被列為國家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物，納入《國家儲(chǔ)備林樹種目錄》重要資源樹種[7]，世界自然保護(hù)聯(lián)盟評估其瀕危等級(jí)為易危(VU)。珍稀植物是生物多樣性不可或缺的組成部分，隨著花櫚木野生資源的日益減少[8-9]，花櫚木野生種群的合理保護(hù)與可持續(xù)利用問題逐漸引起人們的重視[10-12]。

本研究通過走訪、實(shí)地調(diào)查等方式，對湘潭地區(qū)花櫚木野生種群資源狀況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，分析其自然種群地理分布、林齡結(jié)構(gòu)及種群分布格局，以期為花櫚木的保育、可持續(xù)開發(fā)與利用及今后的深入研究提供參考。

1 研究區(qū)概況

調(diào)查區(qū)域位于湖南省中部偏東地區(qū)湘潭境內(nèi)，地理坐標(biāo)為111°58′—113°05′E，27°21′—28°05′N；北連寧鄉(xiāng)市、望城區(qū)、長沙縣，南與衡東縣、衡山縣、株洲縣接壤，東接株洲城區(qū)、株洲縣，西與雙峰縣、漣源縣交界，總面積5015km2。屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，年平均日照為1507.7～1570.5h，年平均溫度在16.9～17.4℃，平均無霜期269～281d；年均降水量1389.4～1437.8mm，年均蒸發(fā)量900～1000mm，年平均降雪日10d。植被主要是常綠闊葉次生林和馬尾松(Pinusmassoniana)林、濕地松(Pinuselliottii)林、火炬松(Pinustaeda)林、杉木(Cunninghamialanceolata)林、油茶(Camelliaoleifera)林、毛竹(Phyllostachysheterocycla)林和灌木林等。

2 研究方法

>于2021年6月—2022年12月，對湘潭市區(qū)、湘潭縣、湘鄉(xiāng)市和韶山市可能有花櫚木野生種群的地區(qū)，通過走訪調(diào)查、實(shí)地調(diào)查等方式進(jìn)行詳細(xì)地調(diào)查。

2.1 走訪調(diào)查

廣泛走訪林區(qū)農(nóng)民、鄉(xiāng)鎮(zhèn)林業(yè)站工作人員、林場技術(shù)員等，了解到可能有花櫚木野生種群的分布點(diǎn)、分布范圍等，進(jìn)行信息處理和資料匯總后，確定野外實(shí)際調(diào)查區(qū)域方案。

2.2 調(diào)查路線

根據(jù)初步走訪，對分布點(diǎn)位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，按照確定的調(diào)查區(qū)域逐一進(jìn)行實(shí)地踏查。對花櫚木野生種群采用實(shí)測法進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，確定湘潭地區(qū)花櫚木野生種群的分布點(diǎn)，對其詳細(xì)信息進(jìn)行記錄和整理。

2.3 實(shí)地調(diào)查

在野生花櫚木分布點(diǎn)進(jìn)行每木調(diào)查，調(diào)查統(tǒng)計(jì)采用實(shí)地踏查、形態(tài)觀測、樹體測量等方式進(jìn)行[13]。詳細(xì)記錄花櫚木每株的樹高、冠幅、胸徑及其種群所處的生境信息，包括分布點(diǎn)的群落組成、經(jīng)緯度、海拔、郁閉度、坡度、坡向、土壤、干擾情況和保護(hù)管理現(xiàn)狀等數(shù)據(jù)[14-15]。參考《中國植物志》[16]對種群分布點(diǎn)植物物種進(jìn)行判定。

2.4 數(shù)據(jù)分析

2.4.1 分布圖制定

根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)的花櫚木經(jīng)緯度坐標(biāo)應(yīng)用ArcGIS 10.2軟件投影到1∶10000地形圖，編制花櫚木種群點(diǎn)位分布圖。

2.4.2 特定時(shí)間生命表編制

以胸徑徑級(jí)代替年齡級(jí)[17]，將花櫚木進(jìn)行以下5個(gè)齡級(jí)的劃分：Ⅰ級(jí)幼苗(D<2.5cm)；Ⅱ級(jí)小樹(2.5cm≤D<5cm)；Ⅲ級(jí)中樹(5 cm≤D<10cm)；Ⅳ級(jí)成年樹(10cm≤D<20cm)；Ⅴ級(jí)老樹(D≥20cm)。根據(jù)特定時(shí)間生命表編制的原理方法，計(jì)算生命表的各項(xiàng)參數(shù)，編制特定時(shí)間生命表。

生命表各特征值及其定義：

存活個(gè)體的百分?jǐn)?shù)：

lx=nx/n1

(1)

式中：x為年齡級(jí)；nx為存活個(gè)體數(shù)。

x到x+1齡級(jí)間隔期內(nèi)的死亡率：

qx=dx/nx

(2)

式中：dx為從x到x+1齡級(jí)間隔期內(nèi)死亡個(gè)體數(shù)。

x到x+1齡級(jí)平均存活個(gè)體數(shù)：

Lx=(nx+nx+1)/2

(3)

從x齡級(jí)至更高齡級(jí)的平均個(gè)體總數(shù)：

Tx=∑Lx

(4)

x齡級(jí)開始時(shí)的平均生命期望值：

ex=Tx/nx

(5)

2.4.3 存活曲線編制

以花櫚木各齡級(jí)為橫坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)化存活數(shù)lg(Lx)為縱坐標(biāo)，制定存活曲線。數(shù)據(jù)采用Office 2010軟件整理并繪制圖表。

3 結(jié)果與分析

經(jīng)野外實(shí)地調(diào)查，花櫚木野生種群調(diào)查結(jié)果見表1。

表1 花櫚木野生種群基本信息Tab.1 Basic information of wild populations of Ormosia henryi編號(hào)調(diào)查點(diǎn)E/(°)N/(°)海拔/m平均胸徑/cmD≥2.5 cmD<2.5 cm株數(shù)/株株數(shù)/株總株數(shù)/株1湘潭縣古塘橋鄉(xiāng)天白村謝家灣112.833 35827.726 23839.6220.601012湘潭縣石潭鎮(zhèn)洪旺村槽門屋場112.775 13027.724 83269.754.55417213湘潭縣石潭鎮(zhèn)同慶村羊古塘112.752 44927.734 82391.724.241221334湘潭縣石潭鎮(zhèn)同慶村羊古塘112.749 70027.735 70075.007.6376125湘潭縣石潭鎮(zhèn)同慶村羊古塘112.749 00027.734 80071.8513.101786湘潭縣分水鄉(xiāng)長豐村王家山112.573 60027.559 10065.859.77128207湘潭縣分水鄉(xiāng)大沖垅村麥子坪112.604 00027.540 80060.3924.05230328湘潭縣梅林橋鎮(zhèn)黃竹村紅旗組112.943 10027.669 30054.2612.62613199湘潭縣梅林橋鎮(zhèn)黃竹村天心組112.698 10027.913 50049.586.167172510湘鄉(xiāng)市白田鎮(zhèn)仁厚村老屋里112.364 11027.944 275138.1613.880811湘鄉(xiāng)市白田鎮(zhèn)仁厚村老屋里112.363 70027.944 400110.0010.276142012湘鄉(xiāng)市白田鎮(zhèn)仁厚村老屋里112.364 20027.944 300124.0014.93318118413湘鄉(xiāng)市白田鎮(zhèn)上麓村玄武沖112.366 81127.880 62571.9224.820214湘鄉(xiāng)市白田鎮(zhèn)白田村沙坪組112.402 44927.929 45771.4224.1020215湘鄉(xiāng)市白田鎮(zhèn)白田村桐子坪112.404 66027.918 59099.48 9.25 20216韶山市清溪鎮(zhèn)永義村楓林沖112.553 70027.884 80045.3947.83101合計(jì)74316390

3.1 空間分布點(diǎn)位

從圖1中可知，花櫚木野生種群在湘潭地區(qū)不同市縣的分布格局不一致。本次調(diào)查共發(fā)現(xiàn)花櫚木野生種群分布點(diǎn)16個(gè)，大部分屬于零散分布。根據(jù)湘潭地區(qū)地理位置劃分，位于湘潭縣的分布點(diǎn)有9個(gè)，位于湘鄉(xiāng)市的分布點(diǎn)有6個(gè)，位于湘潭市的分布點(diǎn)為0個(gè)，位于韶山市的分布點(diǎn)有1個(gè)。湘潭市區(qū)沒有野生花櫚木，可能與其城市建設(shè)有關(guān)，在城建過程中，沒有對野生種群進(jìn)行保護(hù)。根據(jù)分布點(diǎn)所處位置，所有分布點(diǎn)均位于海拔35～140m之間，位于海拔35～60m的有4個(gè)，位于海拔60～110m的有8個(gè)，位于海拔110～140m的有2個(gè)(表1)。

圖1 湘潭市花櫚木野生種群分布圖Fig.1 The profile of wild populations of Ormosia henryi in Xiangtan City

3.2 林齡結(jié)構(gòu)

分析年齡結(jié)構(gòu)能有效探索種群發(fā)展和動(dòng)態(tài)。根據(jù)花櫚木生活史特點(diǎn)，通過實(shí)地調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)野生花櫚木390株，其中老樹(D≥20cm)10株，成年樹(10cm≤D<20cm)21株，中樹(5cm≤D<10cm)22株，小樹(2.5cm≤D<5cm)24株，幼苗(D<2.5cm)313株。有5個(gè)分布點(diǎn)無幼苗存在，最多的1個(gè)分布點(diǎn)也僅有幼苗181株，種群自然更新能力不足。從分布區(qū)域來看，位于湘鄉(xiāng)市的種群個(gè)體數(shù)量也最多，其中幼苗數(shù)量最多。調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)的野生花櫚木只作為群落伴生種存在，能形成優(yōu)勢種的分布點(diǎn)極少；在開荒、采集、種植等人為活動(dòng)強(qiáng)度較大的區(qū)域，花櫚木種群在其分布點(diǎn)中數(shù)量較少，而且各成長期的個(gè)體數(shù)不均，尤其是幼苗在發(fā)育過程中極易死亡。

3.3 特定時(shí)間生命表

從表2可知，各齡級(jí)個(gè)體數(shù)都小于后一齡級(jí)個(gè)體數(shù)，死亡率為正；隨著齡級(jí)增加死亡率先減小后增大；Ⅰ齡級(jí)死亡率達(dá)0.923，說明種群前期生存力極低，存活率低。

表2 花櫚木特定時(shí)間生命表Tab.2 The time-specific life table of Ormosia henryixnxlxdxqxLxTxexⅠ3131.0002900.923168.5233.50.75Ⅱ240.07720.08323.065.02.71Ⅲ220.07010.04521.542.01.91Ⅳ210.067110.52315.520.50.98Ⅴ100.032101.0005.05.00.50 注:x為年齡級(jí);nx為存活個(gè)體數(shù);lx為存活個(gè)體的百分?jǐn)?shù)(存活率);dx為從x到x+1齡級(jí)間隔期內(nèi)死亡數(shù)(死亡數(shù));qx為從x到x+1齡級(jí)間隔期內(nèi)的死亡率;Lx為x到x+1齡級(jí)平均存活個(gè)體數(shù);Tx為從x齡級(jí)至更高齡級(jí)的平均個(gè)體總數(shù);ex為x齡級(jí)開始時(shí)的平均生命期望值。

生命期望值能在一定程度上體現(xiàn)種群個(gè)體生存能力強(qiáng)弱，從表2中期望壽命(ex)一欄中可以看出，湘潭地區(qū)整體花櫚木種群的ex值均較低，存在一定相差值。ex期望值表現(xiàn)出隨著齡級(jí)的增加，先上升到2.71后又下降，說明種群個(gè)體在持續(xù)發(fā)展過程中，生存不穩(wěn)定。幼苗的數(shù)量較多，但生命期望值比較低；小樹、中樹、成年樹數(shù)量較少且相對穩(wěn)定，其中小樹生命期望值最高，表現(xiàn)出較強(qiáng)的生存能力；老樹的數(shù)量很少，且生命期望值較低。這表明花櫚木種群具有幼苗期生長不穩(wěn)定，幼齡樹和中齡樹穩(wěn)定，老齡樹衰退的特點(diǎn)。

3.4 存活曲線

從圖2中可以看出，調(diào)查區(qū)域內(nèi)的花櫚木存活率最高在Ⅰ齡級(jí)，之后存活率隨著齡級(jí)的增加而下降，表明幼苗數(shù)量雖相對較多，但存活到下齡級(jí)的生存力較低，幼苗期死亡率較高，個(gè)體存活數(shù)量急驟減少。整體上存活曲線接近于Deevey-Ⅲ型，表示種群生長發(fā)育過程中早期死亡率很高，但生活到一定的年齡階段，死亡率變得較低而且穩(wěn)定。

圖2 花櫚木種群存活曲線圖Fig.2 Survival curve chart of wild populations of Ormosia henryi

3.5 群落結(jié)構(gòu)

湘潭地區(qū)花櫚木野生種群分布點(diǎn)樹種組成豐富，成層明顯，可分為喬木層、灌木層和草本層，層間植物較少，多樣性較高，優(yōu)勢物種不明顯，常綠物種數(shù)量較多，落葉闊葉成分并存，屬常綠落葉闊葉混交林。由表3可知：分布點(diǎn)調(diào)查到喬木層物種16種，其中常綠物種9種，落葉物種7種。喬木層主要樹種為青岡(Cyclobalanopsisglauca)、樟樹(Cinnamomumcamphora)、苦櫧(Castanopsissclerophylla)、楓香(Liquidambarformosana)、山礬(Symplocossumuntia)、苦楝(Meliaazedarach)、石櫟(Lithocarpusglaber)、馬尾松(Pinusmassoniana)等，其樹型飽滿，枝繁葉茂，蓋度較大。灌木層物種45種，主要由青岡(Cyclobalanopsisglauca)、油茶(Camelliaoleifera)、檵木(Lespedezabicolor)、胡枝子(Lespedezabicolor)、柃木(Euryajaponica)、剛竹(Phyllostachyssulphurea)、鹽膚木(Rhuschinensis)等物種組成。草本層物種較少，僅5種，層高0.5m以下，主要為淡竹葉(Lophatherumgracile)、鐵線蕨(Woodwardiajaponica)、麥冬(Ophiopogonjaponicus)等。

表3 花櫚木野生種群分布點(diǎn)群落組成Tab.3 Distribution point community composition of wild populations of Ormosia henryi層次物種喬木層青岡(Cyclobalanopsis glauca)、樟樹(Cinnamomum camphora)、苦櫧(Castanopsis sclerophylla)、楓香(Liquidam-bar formosana)、山礬(Symplocos sumuntia)、苦楝(Melia azedarach)、馬尾松(Pinus massoniana)、石櫟(Litho-carpus glaber)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、小葉櫟(Quercus chenii)、黃檀(Dalbergia hupeana)、冬青(Ilex chinensis)、南酸棗(Choerospondias axillaris)、藍(lán)果樹(Nyssa sinensis)、白櫟(Quercus fabri)、毛竹(Phyllostachys edulis)灌木層青岡(Cyclobalanopsis glauca)、油茶(Camellia oleifera)、檵木(Lespedeza bicolor)、胡枝子(Lespedeza bicolor)、柃木(Eurya japonica)、剛竹(Phyllostachys sulphurea)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、苦櫧(Castanopsis sclero-phylla)、楓香(Liquidambar formosana)、鹽膚木(Rhus chinensis)、白櫟(Quercus fabri Hance)、黃檀(Dalbergia hu-peana)、冬青(Ilex chinensis)、楊桐(Adinandra millettii)、棕櫚(Trachycarpus fortunei)、吳茱萸(Tetradium ruti-carpum)、山橿(Lindera reflexa)、野薔薇(Rosa multiflora)、莢蒾(Viburnum dilatatum)、木樨(Osmanthus fra-grans)、女貞(Ligustrum lucidum)、杜鵑(Rhododendron simsii)、槲櫟(Quercus aliena)、秤星樹(Ilex asprella)、梔子(Gardenia jasminoides)、虎刺(Damnacanthus indicus)、野漆(Toxicodendron succedaneum)、野茉莉(Styrax ja-ponicus)、六月雪(Serissa japonica)、楤木(Aralia chinensis)、山莓(Rubus corchorifolius)、南燭(Vaccinium bractea-tum)、烏藥(Lindera aggregata)、山胡椒(Lindera glauca)、檫木(Sassafras tzumu)、菝葜(Smilax china)、土茯苓(Smilax glabra)、忍冬(Lonicera japonica)、海金沙(Lygodium japonicum)、南蛇藤(Celastrus orbiculatus)、中華獼猴桃(Actinidia chinensis)、絡(luò)石藤(Trachelospermum jasminoides)、鐵芒萁(Dicranopteris dichotoma)、絡(luò)石(Tra-chelospermum jasminoides)、大青(Clerodendrum cyrtophyllum)草本層鐵線蕨(Woodwardia japonica)、淡竹葉(Lophatherum gracile)、麥冬(Ophiopogon japonicus)、爬山虎 (Partheno-cissus tricuspidata)、異葉蛇葡萄(Ampelopsis heterophylla)

4 結(jié)論與討論

(1)我國物種豐富，但諸多原因致使某些植物瀕臨滅絕。湖南省屬于典型的亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，植物物種資源豐富，但許多珍稀易危植物存在數(shù)量少、分布散等特點(diǎn)，常有老百姓誤伐，因此珍稀易危植物野生種群資源調(diào)查及保護(hù)迫在眉睫。對湘潭地區(qū)珍稀易危植物花櫚木野生種群進(jìn)行了系統(tǒng)地調(diào)查分析，結(jié)果表明湘潭地區(qū)花櫚木野生種群分布較少，分布點(diǎn)集中在湘潭縣、湘鄉(xiāng)市等生境良好、林分郁閉度適中、林內(nèi)透光率較好的林緣邊、山坡、溪谷旁等退化的生境區(qū)域。城市化建設(shè)進(jìn)程較快的岳塘區(qū)、雨湖區(qū)沒有分布；韶山市僅有1處分布，為城市化建設(shè)過程中留存下來的大樹，附近未見其他幼苗或小樹。城市化建設(shè)進(jìn)程可能很大程度上制約了花櫚木野生種群的自然更新和擴(kuò)散，造成野生資源大量被采挖或砍伐。

(2)湘潭地區(qū)發(fā)現(xiàn)野生花櫚木數(shù)量僅有390株，其中313株為幼苗，小樹僅24株。存活曲線接近于Deevey-Ⅲ型，種群生長發(fā)育過程中早期死亡率很高，幼苗存活到下齡級(jí)的生存力較低，存活數(shù)量急驟減少。小樹的數(shù)量對種群自然更新具有極為重要的意義，野生花櫚木分布點(diǎn)小樹數(shù)量極為有限，大部分也是集中生長，急需對其進(jìn)行移栽和保護(hù)；否則，對種群的更新和擴(kuò)散有著嚴(yán)重的制約作用。

(3)從野生花櫚木種群年齡結(jié)構(gòu)、靜態(tài)生命表和存活曲線來看，花櫚木野生種群整體上仍處于一個(gè)較為穩(wěn)定的狀態(tài)，在現(xiàn)有條件下可維持種群的持續(xù)發(fā)展，但更新能力不強(qiáng)。野生花櫚木主要分布形式為聚集分布，可能與其種子傳播方式和生境變化有密切關(guān)系?；澳竟麨榍v果，每莢果種子8粒左右，近圓形，受重力作用，大部分花櫚木種子成熟后自然散落在母樹周圍。在自然環(huán)境中，種子散布在母樹周圍，幼苗表現(xiàn)出更高的聚集強(qiáng)度。但隨著林分的發(fā)展，由于光照、養(yǎng)分等生長因子的供給限制，弱小的更新苗逐漸被淘汰，導(dǎo)致花櫚木野生種群聚集強(qiáng)度隨年齡增長而減弱。

(4)湘潭地區(qū)花櫚木野生種群群落樹種組成豐富，為常綠落葉闊葉混交林。群落中喬木物種種類豐富但富集種少，林分郁閉度較高，林隙較小，灌木層和草本層分布不均；灌木層主要是由喬木層物種更新苗和一些生態(tài)適應(yīng)性較強(qiáng)的廣布種組成；草本層物種種類稀少，但同種株數(shù)較多。絕大多數(shù)的花櫚木只作為群落伴生種存在，野生種群數(shù)量相當(dāng)匱乏。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，湘潭地區(qū)花櫚木野生種群基本零星分布在林緣邊、山坡、溪谷旁等退化的生境區(qū)域。因此，減少人為干擾的影響對花櫚木野生種群的保護(hù)極為重要。

(5)近年來，隨著林業(yè)部門加大保護(hù)力度，部分天然條件下萌生的花櫚木幼樹得以自然生長。但調(diào)查中也發(fā)現(xiàn)存在人為盜伐盜采現(xiàn)象，亟需加大對花櫚木野生種群保護(hù)投入，宣傳生態(tài)保護(hù)政策，將發(fā)現(xiàn)的野生種群分布點(diǎn)作為重點(diǎn)巡護(hù)和監(jiān)測對象，進(jìn)一步掌握其種群數(shù)量、生境變化情況，在加強(qiáng)保護(hù)的同時(shí)，開展花櫚木人工培育，實(shí)施遷地保育，加大推廣力度，不斷擴(kuò)大花櫚木種群數(shù)量。