北川驢蹄草種群分布格局研究

王 虹，王艷玫，胡進(jìn)耀,2*，朱云東

(1.綿陽師范學(xué)院，四川 綿陽 621000；2.綿陽市蜀創(chuàng)農(nóng)業(yè)科技有限公司，四川 綿陽 621000；3.北川林業(yè)局，四川 綿陽 621000)

北川驢蹄草種群分布格局研究

王 虹1，王艷玫1，胡進(jìn)耀1,2*，朱云東3

(1.綿陽師范學(xué)院，四川 綿陽 621000；2.綿陽市蜀創(chuàng)農(nóng)業(yè)科技有限公司，四川 綿陽 621000；3.北川林業(yè)局，四川 綿陽 621000)

對(duì)北川驢蹄草(Calthadysosmoides)的種群分布格局進(jìn)行相關(guān)研究分析，旨在為更好的保護(hù)和開發(fā)利用提供相關(guān)數(shù)據(jù)。以北川竹林溝保護(hù)站巡護(hù)點(diǎn)(E104°13′20.2″，N32°13′9.5″)為中心設(shè)置9個(gè)樣地，調(diào)查北川驢蹄草174叢共計(jì)796株。通過等距取樣法將其分為20個(gè)樣方，采用方差/均值比率法分析北川驢蹄草的種群分布格局。結(jié)果表明：20個(gè)樣方中1-a，1-d，2-b，2-c，2-d，2-e，2-f，4-a，5-a，6-a，6-b，7-a，7-b，8-a，9-a為集群分布；1-b，1-c，2-a，2-g，7-c為均勻分布。

北川驢蹄草；種群；分布格局

驢蹄草(CalthapalustrisL.)，又名沼澤金盞花、馬蹄草，是毛茛科驢蹄草屬的多年生草本植物。常生長(zhǎng)于山谷溪邊或濕草甸區(qū)，有時(shí)也生長(zhǎng)在林下較陰濕處，我國(guó)多分布于四川省的北部。北川驢蹄草一般高15 cm～50 cm，莖直立，空心；基生葉2片～7片，草質(zhì)，有長(zhǎng)柄，心形或腎形，邊緣具有密生小牙齒；幼苗葉片為深紫紅色，老葉有綠紫兩色；萼片5片～9片，呈倒掛金鐘形，深紅色或略帶黃色?；ㄐ突ㄉ朱n麗，可以供觀賞使用。此外也可供藥用，有除風(fēng)、散寒之效亦可用于治療燒傷，毒蛇咬傷等[1-3]。目前，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)驢蹄草屬植物進(jìn)行研究。趙井云[1]等人，通過對(duì)薄葉驢蹄草形態(tài)特征、生長(zhǎng)習(xí)性等的研究，分析了薄葉驢蹄草在哈爾濱市園林綠化中的應(yīng)用前景與方法。朱斌[2]等人測(cè)定了驢蹄草植株的植物化學(xué)成分，為其植物化學(xué)資源的開發(fā)利用奠定了理論基礎(chǔ)。宋萍[3]等人利用掃描電鏡觀察驢蹄草和川陜金蓮花花器官的發(fā)生和發(fā)育過程，研究結(jié)果表明這兩個(gè)屬不應(yīng)當(dāng)屬于同一個(gè)族等。然而，對(duì)北川驢蹄草的研究十分有限，僅謝歡歡等[4]對(duì)北川驢蹄草的群落特征進(jìn)行了相關(guān)的研究。

北川驢蹄草生境分布十分狹窄、種群和個(gè)體數(shù)量極少，加之北川驢蹄草分布區(qū)內(nèi)生長(zhǎng)有大量高價(jià)值的藥用植物如重樓、天麻等，導(dǎo)致該物種的生境在一定程度上易遭到人為的破壞。而且北川驢蹄草的生境十分特殊，當(dāng)其生境受到破壞時(shí)，其種群也將受到毀滅性的打擊。極小種群野生植物(plant species with extremely small populations,PSESP)指的是生境分布狹窄、或生境破碎化、長(zhǎng)期受到外界因子干擾進(jìn)而出現(xiàn)種群退化，種群和個(gè)體數(shù)量都極少，且低于最小可存活種群水平，甚至隨時(shí)滅絕的野生植物種類[5]。北川驢蹄草雖然是新發(fā)現(xiàn)的物種，但也有著極小種群野生植物的特質(zhì)，如何采取有效措施對(duì)其進(jìn)行深入保護(hù)，防止該種野生滅絕是一個(gè)亟待解決的問題。植物種群的分布格局是植物生態(tài)學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容，它是指種群內(nèi)的個(gè)體在其水平空間的配置狀況或分布情況，是由種群特性及環(huán)境條件等的影響所決定的，是該種群對(duì)其生境長(zhǎng)期適應(yīng)和選擇的結(jié)果，它反映了種群個(gè)體在水平空間上的彼此組配方式以及相互關(guān)系[6～12]。研究北川驢蹄草種群的分布格局，有助于揭示其種群的動(dòng)態(tài)變化和種群格局的形成原因，還可以為其和極小種群野生植物的保護(hù)和PSESP種群調(diào)查和分析方法的完善提供理論依據(jù)[13～16]。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于四川省北川縣片口自然保護(hù)區(qū)，地理坐標(biāo)為：104°10′～104°26′E，32°02′～32°12′N，面積為88.3 km2。保護(hù)區(qū)位于四川盆地西緣，龍門山西側(cè)，青藏高原東南向，岷山中段；與平武泗耳自然保護(hù)區(qū)交界；地勢(shì)東北高，西南低，北端六角頂海拔 3 320 m，南端任仲嶺海拔 1 100 m。氣候?yàn)閬啛釒降貧夂?，空氣較為濕潤(rùn)。全年降水量在800 mm左右，主要集中在7月～10月份，夏季的最高氣溫在25℃左右，冬季的最低氣溫可達(dá)-15℃。保護(hù)區(qū)內(nèi)植被類型有亞熱帶山地常綠落葉闊葉林、亞熱帶落葉闊葉林、中山亞高山竹林、亞熱帶針葉落葉闊葉混交林和亞熱帶常綠針葉林等5種。生態(tài)系統(tǒng)完整，保存了完好的地帶性原生生物群落，植物區(qū)系南北滲透較明顯[17～21]。棲息著大熊貓、金絲猴、羚牛以及多種珍禽異獸。

2 研究方法

2.1 格局類型的判定

在以北川竹林溝保護(hù)站巡護(hù)點(diǎn)(E104°13′20.2″，N32°13′9.5″)為中心進(jìn)行野外調(diào)查的過程中，主要發(fā)現(xiàn)9個(gè)相互獨(dú)立的生長(zhǎng)北川驢蹄草的點(diǎn)。以這9個(gè)點(diǎn)作為樣地，根據(jù)實(shí)際情況采用等距離取樣法將1號(hào)～9號(hào)樣地分為10 m×10 m的樣方。除去等距取樣中只有一叢植株的樣方，剩余的樣方共計(jì)20個(gè)，并對(duì)這20個(gè)樣方進(jìn)行了相關(guān)的數(shù)據(jù)分析。判定種群分布格局的方法眾多，本文采用方差/均值比率法[9],使用取樣所得數(shù)據(jù),計(jì)算方差和均值的比率。

2.2 聚集強(qiáng)度指數(shù)的測(cè)定

聚集強(qiáng)度可用來度量一個(gè)種群分布格局的聚集程度，還可用來比較同一種群在不同的生境或者不同的時(shí)間的聚集強(qiáng)度變化；或比較不同的種群在同類生境或者相同時(shí)間所呈現(xiàn)的聚集情況。不同的指標(biāo)，并不是不同的測(cè)度同一種群的聚集強(qiáng)度的方法，而是從不同的角度來衡量種群的聚集特性[22～25]。本文采用以下6個(gè)不同的聚集指數(shù)對(duì)20個(gè)樣方中的北川驢蹄草種群聚集強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算分析[16]。

2.3 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用軟件Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用t檢驗(yàn)分析均值間差異。

3 結(jié)果與分析

3.1 北川驢蹄草的群落分布情況

通過對(duì)北川驢蹄草的調(diào)查共找到9片獨(dú)立生長(zhǎng)的北川驢蹄草樣地，具體的樣地概況見表1。

表1北川驢蹄草樣地基本情況

Tab. 1 Basic conditiona of theCalthadyaoamoidea

樣地樣地類型經(jīng)度緯度海拔(m)個(gè)體總數(shù)(株)叢數(shù)1林下溝地E104°13'18″N32°13'7.9″242092262林下溝地E104°13'21.7″N32°13'10″24255191113林下溝地E104°13'29.2″N32°13'6.9″2442114林下溝地E104°13'30.7″N32°13'7.6″24362435林下坡地E104°13'33″N32°13'6.6″24162936林下溝地E104°13'31.6″N32°13'6.2″242952107林下溝地E104°13'33.8″N32°13'3.7″240048118林下坡地E104°13'33.7″N32°13'4.3″24332579林下灌木叢E104°13'33.6″N32°13'5.4″241762

3.2 北川驢蹄草種群分布格局

通過對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)的分析得到的表2，表中數(shù)據(jù)顯示1-a，1-d，2-b，2-c，2-d，2-e，2-f，4-a，5-a，6-a，6-b，7-a，7-b，8-a，9-a的A2/(X均大于1；1-b，1-c，2-a，2-g，7-c的A2/(X均小于1，通過t檢驗(yàn)，可確定北川驢蹄草的分布格局。根據(jù)表2中個(gè)樣方的t值大小，可以判斷北川驢蹄草1-a，1-d，2-b，2-c，2-d，2-e，2-f，4-a，5-a，6-a，6-b，7-a，7-b，8-a，9-a趨于集群分布，而1-b，1-c，2-a，2-g，7-c趨于均勻分布。

用6種不同的聚集指數(shù)對(duì)20個(gè)樣方的聚集強(qiáng)度進(jìn)行分析(表3)。從表3-3可知，1-a，1-d，2-b，2-c，2-d，2-e，2-f，4-a，5-a，6-a，6-b，7-a，7-b，8-a，9-a的叢生指數(shù)、負(fù)二項(xiàng)參數(shù)等的指數(shù)均符合集群分布種群的特征，而1-b，1-c，2-a，2-g，7-c的各項(xiàng)指標(biāo)符合均勻分布的特征。

表2方差/均值比率法測(cè)定的北川驢蹄草種群分布格局

Tab. 2 The diatribution pattern of the population ofCalthadyaoamoidea,measured by the variance ratio method

樣地號(hào)樣方號(hào)植株叢數(shù)植株顆數(shù)(XA2A2/(Xt值格局類型11-a14332.368.093.436.20集群分布1-b22010.008.000.800.14均勻分布1-c6183.002.400.800.32均勻分布1-d3113.678.332.271.27集群分布22-a2115.500.500.090.64均勻分布2-b371905.1429.955.8320.50集群分布2-c502725.4428.255.1920.76集群分布2-d161288.0039.074.8810.63集群分布2-e12312.582.991.160.37集群分布2-f18623.4425.447.3918.62集群分布2-g12151.250.750.600.94均勻分布44-a3248.0037.004.633.63集群分布55-a3268.6744.335.124.12集群分布66-a7263.713.901.050.09集群分布6-b22010.00128.0012.808.34集群分布77-a4153.754.921.310.38集群分布7-b4174.2510.922.571.92集群分布7-c242.000.000.000.71均勻分布88-a7253.577.622.131.96集群分布99-a263.008.002.671.18集群分布

表3種群聚集強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果

Tab. 3 Results of aggregation strength determination of population

樣地號(hào)樣方號(hào)叢生指數(shù)負(fù)二項(xiàng)參數(shù)平均擁擠度聚塊性指數(shù)Green指數(shù)Cssaie指標(biāo)11-a2.430.974.792.030.361.031-b-0.20-50.009.800.98-3.00-0.021-c-0.20-15.002.800.93-0.32-0.071-d1.272.884.941.351.830.3522-a-0.91-6.054.590.83-6.00-0.172-b4.831.069.971.940.660.942-c4.191.309.631.770.450.772-d3.882.0611.881.492.000.492-e0.1616.312.741.06-0.050.062-f6.390.549.832.851.231.852-g-0.40-3.130.850.68-0.14-0.3244-a3.632.2111.631.4514.000.4555-a4.122.1112.781.4717.330.4766-a0.0572.433.771.01-0.130.016-b11.800.8521.802.18117.001.1877-a0.3112.054.061.080.060.087-b1.572.715.821.371.890.377-c-1.00-2.001.000.50-3.00-0.5088-a1.133.154.701.320.510.3299-a1.671.804.671.564.000.56

4 討論

群落中的個(gè)體的分布格局，與種群的特性有關(guān)，也受到生境條件或種群間相互作用的影響。同時(shí)植物種群的分布格局會(huì)隨植物群落的發(fā)展，種群內(nèi)部的個(gè)體對(duì)該群落內(nèi)的環(huán)境資源的利用等的競(jìng)爭(zhēng)，形成不同的分布格局[26]。通過對(duì)群落的種群分布格局的測(cè)定，可以揭示群落的空間結(jié)構(gòu)特征和群落內(nèi)物種間的相互關(guān)系和相互影響。

本研究發(fā)現(xiàn)，北川驢蹄草種群的空間分布格局在不同的群落中是不同的，呈集群和均勻分布兩種類型，以集群分布為主，樣方中有5個(gè)樣方測(cè)定結(jié)果為均勻分布，其余為集群分布。這主要與北川驢蹄草的發(fā)生和發(fā)展特性和其所處的生境密切相關(guān)。北川驢蹄草為喜陰植物，9片樣地中所處的群落光照較弱，是北川驢蹄草適宜生長(zhǎng)的生境，隨著其所在的群落的演替進(jìn)程的改變，會(huì)逐步影響北川驢蹄草對(duì)光因子的獲得，由于生存競(jìng)爭(zhēng)，其分布格局也逐漸發(fā)生著變化。另外北川驢蹄草的個(gè)體數(shù)量非常少，種子千粒重約0.37 g，因此種子的散布具有較強(qiáng)的偶然性，如人或動(dòng)物踐踏、攜帶、風(fēng)和水的運(yùn)輸?shù)?，所以在分布上新萌發(fā)的植株固著生長(zhǎng)存在較大的偶然性，但是北川驢蹄草是多年生草本，具有性繁殖和營(yíng)養(yǎng)繁殖兩種繁殖方式，所以在生長(zhǎng)分布上老植株的生長(zhǎng)基本為固著生長(zhǎng)。從年齡結(jié)構(gòu)來看，集群分布的樣方中老植株居多，均勻分布的樣方以新生植株為主，所以北川驢蹄草的生物學(xué)特性和生境決定了北川驢蹄草種群的分布格局類型。加強(qiáng)監(jiān)測(cè)巡護(hù)，尤其是花期的巡護(hù)工作，可有效的保護(hù)北川驢蹄草分布格局不受人為干擾，保障其群落的正常演替。

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StudiesofPopulationDistributionPatternsofCalthadysosmoides

WANG Hong1WANG Yan-mei1HU Jin-yao1,2*ZHU Yun-dong3

(1.Mianyang Normal University,Mianyang 621000,China;2.Mianyang Shu Chuang Agricultural Science and Technology Co.Ltd.，Mianyang 621000,China;3.Beichuan Forestry Bureau,Mianyang 621000,China)

Analysis was made of the population distribution pattern ofCalthadysosmoides,aiming to provide data for the protection and exploitation.A survey was conducted arourd patrolling point of Beichuan bamboo ditch protection station (E104°13′20.2″,N32°13′9.5″).During the investigation,9 plots were set,and there were 796 plants in 174 groves ofCalthadysosmoidea,which were divided into 20 samples by equidistant sampling method,and with variance/mean ratio method,the population distribution pattern of theCalthadysosmoideawas analysied.The results showed that the 1-a,1-d,2-b,2-c,2-d,2-e,2-f,4-a,5-a,6-a,6-b,7-a,7-b,8-a,9-a were clump distribution in 20 samples,and the 1-b,1-c,2-a,2-g,7-c were uniformly distributions.

Calthadysosmoides,Population,Distribution pattern

2017-07-11

片口保護(hù)區(qū)2014年省級(jí)財(cái)政林業(yè)自然保護(hù)區(qū)建設(shè)項(xiàng)目，(2015)29號(hào)。

王虹，(1992-)男，碩士研究生，綿陽師范學(xué)院環(huán)境工程專業(yè)。

胡進(jìn)耀(1978-)男，教授，研究方向：生態(tài)系統(tǒng)安全保護(hù)與維護(hù)。

10.16779/j.cnki.1003-5508.2017.05.023

Q949.746.5

A

1003-5508(2017)05-0097-04