秦嶺地區(qū)連香樹分布現(xiàn)狀與瀕危機(jī)理1)

楊榮慧 孫寶勝 劉守陽

(西北農(nóng)林科技大學(xué)，楊凌，712100)

連香樹科(Cercidiphyllaceae)只有連香樹屬(Cercidiphyllum)一個屬，該屬僅有連香樹(Cercidiphyllum japonicum)和大葉連香樹(C.magnificum)兩種，分別分布于中國和日本，分布在我國的連香樹為國家二級保護(hù)樹種連香樹(C.japonicum)[1－2]。為了探明陜西秦嶺地區(qū)和秦巴山區(qū)連香樹資源的分布、瀕?，F(xiàn)狀及受威脅的關(guān)鍵因素，在陜西秦嶺和秦巴山區(qū)開展了連香樹種群分布區(qū)域、生存立地環(huán)境、種群徑級結(jié)構(gòu)、自然繁殖更新特征和瀕危因素等的調(diào)查研究，旨在為今后建立就地保護(hù)區(qū)、遷地造林區(qū)及種源采集保護(hù)區(qū)提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

資源分布范圍調(diào)查方法:首先查閱國內(nèi)外對連香樹及秦嶺地區(qū)連香樹的研究進(jìn)展。對秦嶺地區(qū)連香樹資源的分布采取線路實(shí)地調(diào)查與訪問相結(jié)合的方法記錄各地區(qū)連香樹分布地和種群面積，并使用定位儀確定秦嶺地區(qū)連香樹資源的分布范圍及各地區(qū)連香樹分布的地理位置。

分布區(qū)內(nèi)連香樹種群面積確定:用測量的方法計(jì)算實(shí)際面積，為了便于描述種群面積大小，劃分了片狀、塊狀、散生和孤立生存4個等級——片狀面積≥2 hm2，種群株間距離15～20 m;塊狀面積＜2 hm2，種群株間距離20～30 m;散生具有與塊狀相同的面積，但種群株間呈零星分布，不集中;孤立則為1～2株單獨(dú)分布。

種群生存現(xiàn)狀調(diào)查方法:選擇連香樹分布相對集中且有代表性的地區(qū)，根據(jù)立地條件分別設(shè)置50 m×50 m樣地，并對標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)連香樹每株的樹高和胸徑進(jìn)行測量并記錄，調(diào)查連香樹與其他樹種組成的群落結(jié)構(gòu)，觀察連香樹的雌雄數(shù)量和結(jié)果狀況，在樣地內(nèi)和周邊林下調(diào)查連香樹自然繁殖更新狀況、生長生態(tài)環(huán)境條件及人為破壞狀況，并記錄樣地海拔高度、坡度、坡向等。對散生單株也進(jìn)行相同的測量并記錄。

在秦嶺地區(qū)和秦巴山區(qū)分別選擇標(biāo)準(zhǔn)樣地15塊和6塊，對樣地內(nèi)不同徑級連香樹分別進(jìn)行測量并記錄，根據(jù)種群徑級估測實(shí)際年齡的種群結(jié)構(gòu)，根據(jù)種群徑級結(jié)構(gòu)判斷連香樹在不同地區(qū)連續(xù)自然繁殖更新能力。

2 結(jié)果與分析

2.1 連香樹分布與生存現(xiàn)狀

連香樹在上白堊紀(jì)和第三紀(jì)曾廣泛分布于北半球，在第四紀(jì)冰川期后分布區(qū)急劇縮小，現(xiàn)呈星散分布，此種為東亞孑遺植物之一[3－4]。連香樹在中國分布區(qū)域較廣，但種群為遠(yuǎn)距離隔絕分布，分布橫跨溫帶和北溫帶，分布較廣的省份主要有以下10個省區(qū)，即浙江、安徽、江西、湖北、湖南、山西、陜西、甘肅、四川和貴州[5－9]。

用GPS定位儀確定了陜西秦嶺地區(qū)連香樹的分布范圍，陜西連香樹主要分布在秦嶺和秦巴山區(qū)17個縣，分布的地理位置在秦嶺北緯35°30'至秦巴山區(qū)37°48'之間，垂直分布海拔高度在1408～1889 m，分布范圍北至秦嶺周至縣，南至秦巴山區(qū)的利平和鎮(zhèn)平縣，東至眉縣，西延伸至甘肅天水。秦嶺地區(qū)各縣連香樹的主要分布地點(diǎn):戶縣嶗峪母子、車流水、東河石門溝;眉縣湯峪;寧陜縣旬陽壩、火地塘、大水溝，寧西林區(qū)的菜子坪、浦河、兩河及柴家關(guān)一帶;寶雞大王嶺、東溝鄉(xiāng);鳳縣塘藏、辛家山林場;周至縣樓觀臺、厚畛子、大蟒河村;佛坪縣核桃坪善人溝、上沙窩村、東河村、河村及太白縣黃柏原等地。秦巴山區(qū)各縣連香樹分布的主要地點(diǎn):南鎮(zhèn)縣黎平八道河;嵐皋縣滔河鄉(xiāng)、新隆;鎮(zhèn)巴縣巴山林場;利平縣八仙雙河口、馮家亮、龍綱河、千家坪四岔子溝、柏子溝、五架臺、兩河口、光頭山等處;旬陽縣雙四溝;鎮(zhèn)坪縣洪家營、火石坪、圈兒巖、曙光、華家坪以及隴縣等。

根據(jù)連香樹生長立地環(huán)境條件與種群生存現(xiàn)狀調(diào)查可知，連香樹多生于光照條件好、氣候溫良濕潤、土壤肥沃富含腐殖質(zhì)的酸性至中性山地黃棕壤土及自然植被完好的山谷溝溪旁或陰坡，在山坡中部及近山脊處也偶見其生長，但生長與溝底相比甚差。在調(diào)查中，不同立地連香樹種群集中連片大面積生長的地區(qū)很少見，分布區(qū)種群僅有片狀或塊狀、散生小面積遠(yuǎn)距離間斷分布，古建筑內(nèi)多單株散生。在秦嶺地區(qū)和秦巴山區(qū)分別選擇有代表性的縣設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)地，調(diào)查種群生存面積，并按已劃分的4個面積等級對連香樹分布面積分別進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。秦嶺地區(qū)連香樹片狀分布面積明顯少于秦巴山區(qū)，片狀、塊狀、散生和孤立4個面積等級分別占調(diào)查總面積的8.9%、42.0%、42.3% 和 6.8%。秦嶺寧陜縣寧西林區(qū)菜子坪林場的白云溝有保存完好的連香樹自然林分，佛坪、周至、眉縣等地以散生和孤立分布較多。秦巴山區(qū)片狀、塊狀、散生和孤立4個面積等級分別占調(diào)查總面積的 18.0%、47.0%、31.5% 和 3.5%，以利平和鎮(zhèn)平縣連香樹分布區(qū)面積最大，并具有獨(dú)立的自然林分。

2.2 連香樹群落物種組成

根據(jù)秦嶺地區(qū)和秦巴山區(qū)連香樹種群結(jié)構(gòu)調(diào)查資料可知，單個地區(qū)連香樹分布的海拔高差均在250～355 m，因地理高差沒有太大變化，所以單個地區(qū)的連香樹群落樹種組成基本一致。但秦嶺地區(qū)和秦巴山區(qū)兩地區(qū)之間群落種群組成特征存在差異，秦嶺地區(qū)連香樹群落主要是由闊葉樹和針葉樹組成的比較穩(wěn)定的闊葉混交林或針闊葉混交林，秦巴山區(qū)的連香樹群落主要是由常綠落葉闊葉樹和針葉樹組成，林下草本植物多為陰生和濕生植物，林間藤本植物蔓生，明顯反應(yīng)出它的生長環(huán)境極為濕潤，林間相對濕度很高，約達(dá)85%以上。根據(jù)秦嶺地區(qū)和秦巴山區(qū)的地理位置和氣候條件，秦嶺地區(qū)和秦巴山區(qū)連香樹種群特征差異是受地理位置和氣候因素所決定，秦嶺山延綿橫亙于陜西境內(nèi)東西部地區(qū)，秦嶺主峰太白山海拔3767 m，因秦嶺山脈阻隔使秦嶺南北坡形成兩個截然不同的氣候區(qū)。秦嶺以南的秦巴山區(qū)屬北亞熱帶氣候區(qū)，其地帶性植被類型是北亞熱帶常綠落葉闊葉混交林，是我國西北部地區(qū)分布最大的唯一的一片亞熱帶植被類型;秦嶺北坡屬暖溫帶地區(qū)，其代表性植被類型是暖溫帶落葉闊葉林。因秦嶺地區(qū)與秦巴山區(qū)地理位置和地帶性氣候的不同，連香樹種群特征呈現(xiàn)出明顯的差異。

2.3 連香樹種群徑級結(jié)構(gòu)

從秦嶺地區(qū)15塊標(biāo)準(zhǔn)地和秦巴山區(qū)6塊標(biāo)準(zhǔn)地徑級調(diào)查結(jié)果(表2)可知，秦嶺地區(qū)連香樹徑級連續(xù)性較差，秦巴山區(qū)徑級具有一定的連續(xù)性;秦嶺地區(qū)連香樹幼齡植株后續(xù)斷代嚴(yán)重，秦巴山區(qū)連香樹徑級較為完整。秦嶺地區(qū)連香樹標(biāo)準(zhǔn)地1～12 cm徑級的幼齡植株很少，僅有15 cm以上大徑級樹，各標(biāo)準(zhǔn)地徑級無規(guī)律，總體上小徑級僅見于砍伐后基部萌蘗植株，只有寧陜縣寧西林區(qū)的菜子坪15號標(biāo)準(zhǔn)地有小面積徑級完整的種群，說明秦嶺地區(qū)種子自然繁殖能力弱。與秦巴山區(qū)連香樹種群相比，連香樹種群在秦嶺地區(qū)已經(jīng)處于嚴(yán)重衰退和枯竭狀態(tài)，而秦巴山區(qū)連香樹種群目前具有一定的自然更新能力，從徑級結(jié)構(gòu)可以體現(xiàn)出種群自然繁殖更新的完整性。

表1 連香樹群落的主要物種組成

表2 秦嶺及秦巴山區(qū)連香樹徑級結(jié)構(gòu)

2.4 瀕危因素

根據(jù)連香樹自然繁殖更新現(xiàn)狀、成熟林結(jié)果雌雄株比例和生長環(huán)境條件調(diào)查，以及種子發(fā)芽試驗(yàn)和每粒質(zhì)量的測定綜合因素分析，導(dǎo)致秦嶺地區(qū)連香樹瀕?？萁叩囊蛩刂饕幸韵?種:第一，繁殖途徑單一。從一些過去采伐區(qū)連香樹自然繁殖更新途徑調(diào)查看，采伐區(qū)現(xiàn)有幼樹主要以伐后殘樁基部萌蘗株為主，種子繁殖的幼樹很少。長期的單一萌蘗更新，種群擴(kuò)展速度慢，加之人為不斷的破壞導(dǎo)致原生態(tài)環(huán)境的改變，更加大了種子成苗更新的難度。原始種群過去就是片狀分布，由于自然繁殖更新困難，破壞后新的種群不能及時替補(bǔ)，分布逐步由片狀向塊狀、散生和孤立生長過度是必然的。第二，種子繁殖成苗困難。雌雄異株，種群之間遠(yuǎn)距離散生或單株分布，間斷隔距分布會使連香樹花期相互授粉受到限制，發(fā)育不完整的種子一般發(fā)芽率低，加之種子帶翼瘦小(每粒質(zhì)量為0.75 mg)，成熟種子散落時隨風(fēng)飄移距離遠(yuǎn)，不適宜的環(huán)境導(dǎo)致種子自然繁殖能力更差。第三，環(huán)境因素。采伐破壞后一是失去大量母樹，二是生態(tài)環(huán)境的突然改變導(dǎo)致一些幼樹被自然淘汰，破壞后自然林分再次恢復(fù)達(dá)到原生態(tài)環(huán)境比較困難，在森林植被恢復(fù)過程中隨著林齡繼續(xù)增長和林下灌叢大量產(chǎn)生，林間郁閉度加大和地表枯枝落葉長期積累，這時即使有充足的種子，枯枝落葉也會阻隔散落的種子，使其不能與土壤接觸，種子發(fā)芽成苗的幾率很小，但主要原因還是結(jié)果母樹少，據(jù)調(diào)查結(jié)果母樹僅有5%。按森林恢復(fù)規(guī)律，一個樹種的自然更新充足的種源是關(guān)鍵。

3 討論

秦嶺地區(qū)連香樹受自身繁殖的局限性和人為破壞導(dǎo)致的氣候環(huán)境的改變等多重因素的影響，分布面積逐漸縮小，種群生存受到嚴(yán)重威脅。

陜西連香樹分布區(qū)域集中于秦嶺和秦巴山區(qū)17個縣，分布雖廣但種群個體數(shù)量少，種群間均為遠(yuǎn)距離間斷性片狀或散生分布，大片的天然林已少見，自然原始種群保存較好的地區(qū)有秦嶺地區(qū)寧陜、佛坪縣和秦巴山區(qū)利坪和鎮(zhèn)平縣。根據(jù)分布區(qū)種群調(diào)查統(tǒng)計(jì)，以秦巴山區(qū)保存的原始種群多，種群自然更新生長良好。秦嶺地區(qū)除寧陜和佛坪有片狀分布外，其它地區(qū)種群分布均呈塊狀、散生隨機(jī)分布，種群數(shù)量少。

根據(jù)連香樹徑級結(jié)構(gòu)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，種群生存以大徑級占主導(dǎo)地位，15齡級以下小徑級幼樹嚴(yán)重缺失。從種群生存徑級結(jié)構(gòu)分析，該種群在過去生態(tài)環(huán)境好的情況下有自我更新能力，只是人為砍伐破壞后隨著環(huán)境的改變自我繁殖能力才逐漸減退。目前秦嶺地區(qū)連香樹種群已衰退至無完整徑級結(jié)構(gòu)的程度，種群自然更新衰退表明連香樹在森林群落中已處于劣勢地位，加之種群內(nèi)現(xiàn)存?zhèn)€體數(shù)量已十分有限，瀕?，F(xiàn)狀會進(jìn)一步加劇。

由于自然災(zāi)害和人類經(jīng)濟(jì)活動的影響，天然種群遭受嚴(yán)重的破壞，使連香樹資源急劇減少。目前，現(xiàn)存的種群多、個體數(shù)量少，且零星生于其他雜木林中，大量成片的天然林已不多見。一方面，由于連香樹為雌雄異株，而自然界中現(xiàn)存雄株較多，雌株較少，導(dǎo)致結(jié)實(shí)量少，加之連香樹種子極小，每粒質(zhì)量僅0.75 mg，出苗纖細(xì)，難以成苗，造成天然更新能力差;另一方面，由于連香樹人工林資源培育總體發(fā)展水平較低，大規(guī)模的人工造林較少。

調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)，多數(shù)小徑級樹是從基部萌蘗更新的，但僅限于主干基部萌蘗長出小苗，沒有串根萌發(fā)小苗，萌蘗繁殖僅能維持種群現(xiàn)狀。綜合以上分析，連香樹種群逐漸衰退是由于生境異質(zhì)性、連香樹固有的生物學(xué)特性以及人類活動的干擾的結(jié)果。

鑒于此，建議在連香樹等珍稀瀕危植物的保護(hù)工作中，不僅要對植物本身進(jìn)行保護(hù)，更重要的是對其伴生物種和原始生境進(jìn)行有效保護(hù)，杜絕盲目的旅游開發(fā)和亂砍濫伐，應(yīng)積極制定合理的就地保護(hù)方案予以挽救，尤其是要用種子繁殖擴(kuò)大種群建立遷地保護(hù)。但連香樹種群距離大，應(yīng)進(jìn)行人工造林加大密度，培養(yǎng)結(jié)果母樹，提高種子產(chǎn)量和質(zhì)量，重點(diǎn)培育母樹種源是當(dāng)務(wù)之急。

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[2]中國科學(xué)院中國植物志編輯委員會.中國植物志:第27卷[M].北京:科學(xué)出版社，1979.

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