穗花杉種群結種情況的初步研究

穗花杉種群結種情況的初步研究

穗花杉是中國特有的稀有樹種。資源越來越少，情況就越絕望。由于許多原因，物種來源少，繁殖力低，但糧食的形成還沒有報道。為了了解情況，挽救危機物種，我們在綏寧區(qū)神木山建立了采樣區(qū)，收集相關數(shù)據(jù)，初步探討了穗花杉種群的繁殖規(guī)律及其與環(huán)境的關系，并為主管部門有效保護穗花杉母林資源提供了信息。1穗花杉分布、分布、分布特點湖南省綏寧縣神坡山的地理位置為北緯26°29′52″～26°29′56″,東經(jīng)110°07′30″～110°10′15″,處于雪峰山南端與越城嶺北坡交匯地,屬湖南西南部.主峰神坡嶺海拔1139.1m.穗花杉分布海拔為800～1100m的闊葉林下.據(jù)綏寧縣中山站氣象資料,神坡山年平均氣溫12～14℃,一月平均氣溫5.9℃,七月平均氣溫28.5℃,年降水量1450～1900mm,相對濕度86%～90%,區(qū)內氣候溫暖,雨量充沛,小氣候類型多樣,山地氣候明顯,適宜穗花杉生長.土壤類型為砂巖發(fā)育的黃棕壤,pH值5.4～5.5.地帶性植被為中亞熱帶常綠闊葉林,區(qū)系組成隸屬于81科,168屬,283種.主要是薔薇科Rosaceae、樟科Lauraceae、殼斗科Fagaceae、豆科Legumimosae、山茶科Theaceae等.穗花杉受人為干擾較小,保持了自然種群狀態(tài).2檢查方法2.1不同海拔高度處設置固定樣方穗花杉多集中分布于海拔800～1000m的溝谷地,因此,在沿溝谷不同海拔高度處設置5個固定樣方,每個樣方20m×20m,邊界有明顯固定標志.2.2植物清單將胸徑在3cm以上的穗花杉編固定號并記錄,調查株數(shù)663株.2.3觀察記錄按調查項目制表,定期觀察記錄,春夏5d記錄一次,秋冬10～20d記錄一次.3結果分析3.1泉縣與泉縣結種情況對比的分布情況穗花杉在生產(chǎn)和科研上單性植物雌雄個體的比例均有重要價值,一直倍受關注.因其由遺傳基因決定,本文中只能對穗花杉雌雄比這種現(xiàn)象的記錄資料作一歸納,供參考和借鑒.據(jù)資料記錄,在2000m2的固定樣地內有663株穗花杉,其中雌株148株(含1雌雄同株),雄株515株,雌雄株比為1∶3.5.而在江華大錫進行的一次調查統(tǒng)計中為1∶9,浙江龍泉縣為1∶5.8(1958年資料).以上三地的雌雄比有較大差別.分析其原因,主要有兩方面:(1)連續(xù)調查的累積數(shù)據(jù)十分重要,因為穗花杉結種大小年明顯,間歇年份無一定規(guī)律,雌雄花期相隔1～2周,花期不遇,因此調查時雌雄株略難統(tǒng)計,從穗花杉結種大小年來看,只有通過多年積累調查資料,雌雄株比率才能準確,如據(jù)神坡山148株結種母樹大小年資料,5年內連續(xù)結種有2株(9號,胸徑22cm;160號,胸徑27cm)占總株數(shù)的1.4%,間歇1a的有21株,占總株數(shù)14.2%,間歇2a的有53株,占總株數(shù)35.8%,間歇3a的有44株,占30%,間歇4a有28株,占有18.9%,其中間歇2～3a的植株最多,為總株數(shù)的65.8%;(2)雌雄比與林分結構有一定關系,因在調查訪問中發(fā)現(xiàn),散生木、孤立木以雄株最多,只有穗花杉聚生個體不斷增加,多個世代共存的優(yōu)勢種群中雌株數(shù)量才會增加,才能保持一定的雌雄自然比例以增強種群繁殖力,因此穗花杉雌雄比與群落環(huán)境和群落的完整性有著內在的聯(lián)系,保護好群落結構的相對穩(wěn)定,才有增加雌性植株數(shù)量的可能.另外,雌雄比與穗花杉年齡結構無明顯關系,按徑級列表于下(見表1).3.2穗花杉單株結種與授粉時天氣狀況的關系穗花杉為風媒花,4月中旬～5月上旬受粉.授粉季節(jié)的氣溫、降水和風力直接影響授粉率.而其授粉期正值江南梅雨季節(jié),低溫多雨,從而影響雌株受粉,造成減產(chǎn).我們通過單株結種情況調查反映了這一事實(見表2).從表2中可知,穗花杉單株結種與授粉時天氣狀況關系密切,如1998年授粉天氣以晴天為主,氣溫較高,黃色花粉到處漂浮,雌株受粉機遇高,受粉株數(shù)占總株數(shù)的50.6%;2000年遇上陰雨綿綿,天氣氣溫陰冷持續(xù)20余天的雨霧,使空氣潮濕,花粉隨雨水下降,雌株受粉機遇減少,受粉率只占總株數(shù)的27%,比晴暖天氣下降23.6%,從而嚴重影響當年種子產(chǎn)量.表2中連續(xù)5年的統(tǒng)計表明,穗花杉單株結種率占總雌株數(shù)的37.4%,這說明,多數(shù)母樹不是每年結種,其原因有穗花杉本身生理存在大小年的特性,另外災害性天氣降低了胚珠授精率.3.3穗花杉種子發(fā)育的穩(wěn)定性種子成熟和胚珠發(fā)育是穗花杉生殖發(fā)育的兩個不同階段.從4月中旬開始授粉到第2年5月種子脫離母樹為種子生長成熟期,期間越冬一次,要經(jīng)受冰霜風雪低溫考驗,依據(jù)觀察這一過程應分為5個生長期,即受粉期(4月中旬～5月上旬)、第一次速生期(5月中旬～11月上旬)、緩慢生長期(11月中旬～翌年2月)、第二次速生期(2月中旬～4月中旬)和成熟期(4月中旬～5月中、下旬).在一些資料中誤認為穗花杉種子在受粉的當年10月成熟,而種子成熟的標志是假種皮變成深紅色(非鮮紅色)、種皮變軟呈漿汁.振動樹干自行脫落的種子才能發(fā)芽.穗花杉種子有生理后熟期,胚珠發(fā)育在種子之前為初胚形成階段,種子脫離母樹后,胚繼續(xù)發(fā)育10個月以上才達到生理成熟,少量種子的胚發(fā)育期更長.穗花杉年生殖期長,經(jīng)受風險也大,種子易遭危害,因此,對種子的采集、貯藏、育苗等提出了更高的技術要求.3.4穗花杉生長狀況穗花杉是慢生樹種,單株始花期出現(xiàn)在什么年齡很難確定,而在應用上又是一個十分關注的問題.本次有幸觀察到了一株始花單株,其胸徑3.8cm、樹高4m,2000年開始結種4顆.根據(jù)解析木資料推算,樹齡在40年左右,因此初步認為穗花杉始果年齡可能為40a.在種群中,以胸徑10cm以上個體最盛,即100年以后進入盛果期,胸徑為54cm的母樹仍結種不衰.由此可知穗花杉為長壽樹種,結種期可以持續(xù)數(shù)百年.另外,穗花杉有雌雄同株現(xiàn)象,這一現(xiàn)象出現(xiàn)在樹高8m、胸徑32cm的植株上,在主干1m處生一雌分枝,直徑8cm,余為雄枝,2000年在雄枝上又長一小雌枝,1997年和2001雌枝上結有種子.本單株可作為良種,并對其進行無性繁殖,以探討基因變異的機制.4穗花杉年齡與年齡結構及年殖結果期關系穗花杉是一個結種少、自然繁殖力低的樹種,在具有一定規(guī)模和結構比較完整的種群中,才能表現(xiàn)出其自然繁殖能力.當其生境受到破壞呈現(xiàn)孤立或散生狀態(tài)時,則繁殖能力極為低下,很難恢復形成群落.在種群中,穗花杉雌雄比約為1∶3.5,雌株個體數(shù)量的多少與種群大小、結構完整性成正比,與年齡結構無明顯關系.授粉時,天氣狀況直接影響穗花杉授粉率,晴暖天比陰雨天能提高23.6%.穗花杉多數(shù)個體結種有大小年之分,結實的間歇期的長短無一定規(guī)律,但間歇期為2～3a的植株最多,占總株數(shù)的