八大公山國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物繁殖特性

李有志, 張燦明, 李錫泉

(湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004)

八大公山國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物繁殖特性

李有志, 張燦明*, 李錫泉

(湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004)

以八大公山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)35種國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物為研究對(duì)象，對(duì)植物的科屬、保護(hù)級(jí)別(I級(jí)、II級(jí))、生活型(喬木、灌木、草本)、自然條件下繁殖屬性(有性繁殖、無性繁殖)以及種子傳播方式(脊椎動(dòng)物傳播、螞蟻傳播、鳥類傳播、風(fēng)傳播)進(jìn)行分類。結(jié)果表明：八大公山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的35種國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)植物隸屬于22科27屬，有國(guó)家I級(jí)保護(hù)植物6種，國(guó)家II級(jí)保護(hù)植物29種，喬木為28種，占80%，灌木與草本較少；自然條件下，35種保護(hù)野生植物均為有性繁殖，其中金毛狗為有性孢子繁殖，其余為種子繁殖；種子(孢子)傳播方式中脊椎動(dòng)物傳播為18種，鳥類傳播為14種，風(fēng)傳播為3種，分別占總物種數(shù)目的51.43%、40.00%和8.57%?？梢姡舜蠊絿?guó)家自然保護(hù)區(qū)脊椎動(dòng)物和鳥類的減少導(dǎo)致植物繁殖擴(kuò)散困難可能是國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物數(shù)量進(jìn)一步減少的重要原因之一。

八大公山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)； 國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物； 繁殖特性； 種子傳播

植物繁殖是種群維持與擴(kuò)散的基礎(chǔ)，也是植物瀕危的關(guān)鍵因子之一。植物繁殖可分為有性繁殖與無性繁殖兩大類，其中有性繁殖主要通過種子來完成，而無性繁殖也稱克隆繁殖，主要通過營(yíng)養(yǎng)體或器官來完成[1]。自然界大部分植物主要依靠有性繁殖來完成生活史，也有植物同時(shí)具有有性繁殖與無性繁殖的特征，如蘆葦、苔草等。在森林生態(tài)系統(tǒng)中，高環(huán)境因子異質(zhì)性以及復(fù)雜的生物關(guān)系，致使植物在長(zhǎng)期的被選擇與進(jìn)化中形成了穩(wěn)定的繁殖方式。以有性繁殖為例，根據(jù)果實(shí)與種子特點(diǎn)，可將種子擴(kuò)散方式分為脊椎動(dòng)物傳播、螞蟻傳播、鳥類傳播、風(fēng)傳播等途徑[2]。因此，開展重要保護(hù)物種的繁殖特性研究，對(duì)于物種保護(hù)與種群恢復(fù)具有重要意義[3]。

八大公山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于湖南省桑植縣境內(nèi)，屬于武陵山系，是華中植物區(qū)系成分分布的核心地段，保存著許多古老孑遺植物類群，是亞熱帶林相保存最完整、面積最大的原生性林區(qū)之一，被譽(yù)為“天然博物館”和“物種基因中心”，有種子植物1775種，蕨類植物151種，苔蘚植物291種[4-5]。然而，受人為過度干擾及全球氣候變化，八大公山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境發(fā)生了明顯改變，最顯著的變化是以亮葉水青岡為優(yōu)勢(shì)植物群落的減少以及外來物種的增多[6-7]。生態(tài)環(huán)境的顯著變化對(duì)本土植物，尤其對(duì)國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)植物種群的維持與生存構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，我們以八大公山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物為研究對(duì)象，對(duì)其繁殖屬性、種子擴(kuò)散與傳播方式進(jìn)行分析，揭示導(dǎo)致國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物瀕危的繁殖特性，為植物種群的恢復(fù)提供理論依據(jù)。

1 保護(hù)區(qū)概況

八大公山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)位于湖南省張家界市桑植縣北部邊陲，與湖北省鶴峰縣和宣恩縣交界，地理位置為109°41′45″—110°09′50″E，29°39′18″—29°49′48″N。保護(hù)區(qū)地處武陵山脈的北端，澧水水系和清江水系分水嶺南翼，中亞熱帶北緣，東西長(zhǎng)75km，南北寬20km，總面積4.5萬hm2，屬于森林生態(tài)系統(tǒng)類型自然保護(hù)區(qū)[8]。保護(hù)區(qū)于1982年經(jīng)湖南省人民政府批準(zhǔn)建立, 1986年經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)為我國(guó)首批國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，1993年被列入全球200個(gè)重要生態(tài)保護(hù)區(qū)之一[5]。

八大公山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地質(zhì)屬揚(yáng)子地臺(tái)八面山褶皺帶，白堊紀(jì)燕山運(yùn)動(dòng)形成的地貌骨架經(jīng)第三紀(jì)地殼的剝蝕和抬升，形成嶺高、頂平、溝谷深切的中山山原地貌。最高山為斗篷山，海拔1890m。巖石為寒武系頁(yè)巖、砂頁(yè)巖、硅質(zhì)巖、板頁(yè)巖及砂巖。土壤在海拔1000m以上為黃棕壤和山地生草黃棕壤，土層較厚，有機(jī)質(zhì)含量高，pH為4.0～4.8。海拔1300m氣候特征為：年平均氣溫11.5℃，1月與7月平均氣溫分別為0.1℃和22.8℃，極端低溫為-10℃，≥10℃的有效積溫為3621℃，年平均降水量為2105.4mm，最高達(dá)2840.1mm，年降雨日為176d，年霧日為145d，相對(duì)濕度85%[6,9]。

2 研究方法

根據(jù)《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》的保護(hù)級(jí)別分類，對(duì)八大公山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的35種國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物分為I級(jí)和II級(jí)[8]；依據(jù)生活史，將植物分為喬木、灌木、草本；依據(jù)其自然條件下繁殖方式，將植物分為有性繁殖與無性繁殖類[1]；依據(jù)果實(shí)或種子(孢子)特征，將植物種子(孢子)擴(kuò)散方式分為脊椎動(dòng)物傳播、螞蟻傳播、鳥類傳播、風(fēng)傳播4種途徑[2]。

3 結(jié)果與分析

3.1 國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物類群

八大公山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的35種國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物隸屬于22科27屬，有國(guó)家I級(jí)保護(hù)植物6種，國(guó)家II級(jí)保護(hù)植物29種(見表1)。其中6種國(guó)家I級(jí)保護(hù)野生植物隸屬于4科4屬，紅豆杉科與珙桐科各2種，伯樂樹科與銀杏科各1種；29種國(guó)家II級(jí)保護(hù)野生植物隸屬于18科23屬，樟科、豆科、紅豆杉科、木蘭科、楝科分別為4、4、3、3、2種，三尖杉科、安息香科等各1種。35種保護(hù)野生植物中，喬木為28種，占80%，灌木3種，占8.57%，草本4種，占11.43%，其中6種國(guó)家I級(jí)保護(hù)植物均為喬木。

3.2 國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物繁殖特性

35種國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物自然條件下繁殖方式均為有性繁殖，其中金毛狗為有性孢子繁殖，其余物種為種子繁殖。植物種子(孢子)傳播與擴(kuò)散方式主要有脊椎動(dòng)物傳播、鳥類傳播與風(fēng)傳播3種，其中脊椎動(dòng)物傳播為18種，鳥類傳播為14種，風(fēng)傳播為3種，分別占總物種數(shù)目的51.43%、40.00%和8.57%。

表1 八大公山國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物自然繁殖特性Tab.1 NaturalpropagationcharacteristicsofnationalkeyprotectedwildplantsinBadagongshan種名科名屬名保護(hù)級(jí)別生活型主要繁殖類型主要種子擴(kuò)散方式紅豆杉紅豆杉科紅豆杉屬I喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播南方紅豆杉紅豆杉科紅豆杉屬I喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播光葉珙桐珙桐科珙桐屬I喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播珙桐珙桐科珙桐屬I喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播伯樂樹伯樂樹科鐘萼木屬I喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播銀杏銀杏科銀杏屬I喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播白豆杉紅豆杉科白豆杉屬II灌木有性繁殖鳥類傳播榧樹紅豆杉科榧樹屬II喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播巴山榧樹紅豆杉科榧樹屬II喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播香樟樟科樟屬II喬木有性繁殖鳥類傳播

續(xù)表1 八大公山國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物自然繁殖特性ContinuedTab.1 NaturalpropagationcharacteristicsofnationalkeyprotectedwildplantsinBadagongshan種名科名屬名保護(hù)級(jí)別生活型主要繁殖類型主要種子擴(kuò)散方式油樟樟科樟屬II喬木有性繁殖鳥類傳播楠木樟科楠木屬II喬木有性繁殖鳥類傳播閩楠樟科楠木屬II喬木有性繁殖鳥類傳播山豆根豆科山豆根屬II灌木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播野生大豆豆科大豆屬II草本有性繁殖鳥類傳播花櫚木豆科紅豆屬II喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播紅豆樹豆科紅豆屬II喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播鵝掌楸木蘭科鵝掌楸屬II喬木有性繁殖鳥類傳播厚樸木蘭科木蘭屬II喬木有性繁殖鳥類傳播凹葉厚樸木蘭科木蘭屬II喬木有性繁殖鳥類傳播紅椿楝科香椿屬II喬木有性繁殖鳥類傳播毛紅椿楝科香椿屬II喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播蓖子三尖杉三尖杉科三尖杉屬II灌木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播長(zhǎng)果安息香安息香科長(zhǎng)果安息香屬II喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播川黃檗蕓香科黃檗屬II喬木有性繁殖鳥類傳播黃杉松科黃杉屬II喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播連香樹連香樹科連香樹屬II喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播櫸樹榆科櫸樹屬II喬木有性繁殖鳥類傳播傘花木無患子科傘花木屬II喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播水青樹水青樹科水青樹屬II喬木有性繁殖脊椎動(dòng)物傳播喜樹藍(lán)果樹科喜樹屬II喬木有性繁殖鳥類傳播香果樹茜草科香果樹屬II喬木有性繁殖鳥類傳播中華結(jié)縷草禾本科結(jié)縷草屬II草本有性繁殖風(fēng)傳播金毛狗蚌殼蕨科金毛狗屬II草本有性繁殖風(fēng)傳播金蕎麥蓼科蕎麥屬II草本有性繁殖風(fēng)傳播

4 結(jié)論與討論

八大公山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)擁有國(guó)家I級(jí)保護(hù)野生植物6種，II級(jí)保護(hù)野生植物29種，擁有珙桐、銀杏、喜樹、鵝掌楸等中國(guó)特有孑遺植物，體現(xiàn)了其在保護(hù)特色植物資源中的重要地位。35種國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物以闊葉喬木為主，占80%，體現(xiàn)了八大公山以保護(hù)常綠落葉闊葉混交林為特色的自然保護(hù)區(qū)。

自然條件下，八大公山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的35種國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物中，除金毛狗為有性孢子繁殖外，其余物種均為種子繁殖，表明植物的更新與種群維持可能更多依賴于種子繁殖。研究表明，種子擴(kuò)散與傳播是種群維持與更新的關(guān)鍵過程[10-12]，八大公山的35種國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物種子(孢子)主要為鳥類與脊椎動(dòng)物傳播，占總物種數(shù)的91.43%。在熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)中，動(dòng)物傳播方式占70%以上，而在熱帶河濱森林中，以脊椎動(dòng)物傳播方式占60%[13]。因此，植物種群的維持能力依賴于動(dòng)物傳播種子的能力。以鳥類為例，主要通過果核嘔出、消化道排除、儲(chǔ)存等3種方式，從而在較大范圍內(nèi)將種子傳播到適宜于種子萌發(fā)和幼苗定居的生境[14]。研究表明，烏鶇、黑臉噪鹛、黑領(lǐng)噪鹛、紅嘴藍(lán)鵲和灰喜鵲取食湘楠果肉后，嘔出種子有利于提高種子的出苗以及種群的擴(kuò)散[15]；白頭鵯、領(lǐng)雀嘴鵯和紅嘴藍(lán)鵲3種留鳥對(duì)美洲商陸果實(shí)的取食，通過消化道排除種子，有利于物種的入侵與擴(kuò)散[16]。然而，在過去幾十年，八大公山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境發(fā)生了明顯的變化，如水青岡為優(yōu)勢(shì)植物群落的減少以及外來物種的增多，生境的改變導(dǎo)致植物自身生存與繁殖能力的降低，而動(dòng)物多樣性的降低導(dǎo)致植物擴(kuò)散能力的下降，引起國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物的瀕危[17-18]。因此，保護(hù)生物多樣性，尤其是傳播植物種子的鳥類與脊椎動(dòng)物，可能是八大公山自然保護(hù)區(qū)國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物種群維持與恢復(fù)的重要過程。

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(文字編校：張 珉)

PropagationcharacteristicsofnationalkeyprotectedwildplantsinBadagongshan

LI Youzhi, ZHANG Canming*, LI Xiquan

(Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China)

The 35 national key protected wild plants in Badagongshan National Nature Reserve were classified according their traits: (1) family and genera; (2) protection levels as grade I and grade II; (3) life forms as trees, shrubs, herbs; (4) propagation models in natural condition as sexual propagation and asexual propagation; (5) dispersal models of seeds as vertebrates-dispersed, ants-dispersed, jays-dispersed, wind-dispersed. Results showed that 35 national key protected wild plants belonged to 22 families and 27 genera, in which 6 plants were in grade I and 29 plants in grade II. The number of trees was 28, which accounted to 80% of the total plants, and less was shrubs and herbs. In natural conditions, plants were all sexual propagation, including sexual spore inCibotiumbarometzand seeds in other plants. The number of plant seeds or spores dispersed by vertebrates, jays and wind were 18, 14 and 3, which accounted to 51.43%, 40.00% and 8.57%, respectively. Therefore, low propagation of plants caused by decreased number of jays and vertebrates may be one of important factors for decreased number of national key protected wild plants in Badagongshan.

Badagongshan National Nature Reserve; national key protected wild plants; propagation characteristics; seeds dispersal

2013 — 07 — 04

古林地管理與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)價(jià)技術(shù)引進(jìn)(2009-4-46)。

* 為通訊作者。

Q 945

A

1003 — 5710(2013)04 — 0053 — 04

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2013. 04. 013