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蒜頭果種群結構發展趨勢,和種群的徑級結構,及動态特征變化

作者:初八沒煩惱
蒜頭果種群結構發展趨勢,和種群的徑級結構,及動态特征變化
蒜頭果種群結構發展趨勢,和種群的徑級結構,及動态特征變化

文丨初八沒煩惱

編輯丨初八沒煩惱

蒜頭果種群結構發展趨勢,和種群的徑級結構,及動态特征變化

本次通過調查蒜頭果資源分布中心的雲南省富甯縣現有蒜頭果種質資源分布情況,以野生資源分布最為集中的富甯縣者桑鄉和闆侖鄉兩個分布地的8個樣地為研究區域。

采用樣方法與實測法相結合的調查方法,對兩地區蒜頭果種群年齡結構、種群結構動态特征和未來發展趨勢進行研究。

蒜頭果種群結構發展趨勢,和種群的徑級結構,及動态特征變化

結果表明蒜頭果原生植被具有季雨林常綠闊葉林的典型特征,蒜頭果+麻栎+懸鈎子薔薇+箭竹+金粉蕨+五節芒等組成主要種群結構。

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植物種群結構變化特征

種群結構是種群生态學中的熱門研究主題,是研究植物種群與環境互相适應和選擇的重要切入點,它能綜合反映群落的生态過程并了解群落的演替規律和未來的發展趨勢。

蒜頭果種群結構發展趨勢,和種群的徑級結構,及動态特征變化

種群年齡結構可以很好的反映種群數量的變化以及與環境之間的關系,并揭示種群的動态變化特征。

基于靜态生命表、生存函數曲線的分析以及時間序列預測模型的建立,可以直覺地反映蒜頭果的種群年齡結構和動态變化趨勢。

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近年來,已有不少對瀕危植物種群結構及動态特征的研究,如小花水柏枝、雲南松、南方紅豆杉、西藏沙棘等。

研究發現,這些瀕危植物低齡級個體數量波動大,個體死亡較多,高齡級衰退,應該減少人為幹擾、提升物種種子萌發率及增加幼苗的個體數。

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蒜頭果為鐵青樹科蒜頭果屬植物,是僅分布于中國滇東南的富甯、廣南和廣西西部區域的特有單屬種,國家二級珍稀瀕危保護樹種。

在蒜頭果形态解剖中發現既具有原始性狀,也具有非常進化的性狀特征,表明蒜頭果的相關性狀對研究鐵青樹科的分類系統具有重要價值。

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據統計,目前全國僅存的野生蒜頭果植株約為4萬株。蒜頭果因其種仁高達65%的出油率,是一種古老的木本油料植物。

油脂中含有高達45%左右的神經酸,神經酸是維持人體正常所需的氨基酸之一,證明可以提高腦神經的活躍性,是治療老年癡呆的重要藥物,是以具有重要的經濟和醫藥開發價值。

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目前,國内對于蒜頭果的研究工作多集中在其油脂的提取及開發利用、種苗繁育栽培等方面,種群瀕危機制、資源保護與可持續利用等方面的研究尚屬于空白,研究其種群結構及動态特征對該樹種的保護和可持續利用具有重要意義。

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本次以集中連片的野生蒜頭果群落為研究對象,采用樣方法和實測法相結合的研究方法。

通過對富甯縣域内兩個蒜頭果天然群落存活植株的種群組成結構和數量動态變化進行研究,編制靜态生命表以及繪制存活曲線,建立時間序列預測模型分析種群的數量動态。

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都旨在分析探讨蒜頭果種群的結構特征、數量動态變化規律,預測其未來發展趨勢,并提出相應的保護對策。

在兩片區域的蒜頭果樣地樹種組成上,顯示出以常綠樹種為主體的常綠落葉闊葉林。

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兩個區域蒜頭果群落中主要的喬木層優勢樹種有蒜頭果、麻栎、槲栎、栓皮栎、三角楓、木荷、桤木、條葉榕、青岡、漆樹、紅光樹等高大常綠闊葉喬木樹種。

灌木層主要有潤楠、木荷等喬木幼苗以及箭竹、懸鈎子薔薇、火棘等;草本層主要有腎蕨、金粉蕨、五節芒、鐵芒等。

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蒜頭果種群的徑級結構、動态分析

調查資料顯示兩個區域的蒜頭果種群徑級結構差異不大,種群平均密度為0.256株/m2。

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兩地蒜頭果種群的Ⅰ齡級幼苗在樣地調查中數量較少,而小樹個體數量為71株,占種群數量的22.9%;大樹個體數量為204株,占種群數量的65.81%;而老樹的個體數量為35株,占種群數量的11.29%。

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這說明兩地區蒜頭果種群中的小樹數量都較為充足,但到第V齡級後兩地蒜頭果數量都急劇下降,Ⅱ、Ⅲ齡級均存在目前齡級個體數量少于後一齡級的情況。

說明種群數量存在波動,可能出現了幼苗和幼樹向成年樹轉化過程中轉化率低的現象,而兩地區的大樹到老年過渡期間的種群數量均出現了急劇下降。

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蒜頭果種群個體主要集中在Ⅲ-V齡級,比例之和高達76.77%,兩地區的幼苗和小樹較少,而大樹數量衆多,且大樹、老年樹随齡級增加而減少的紡錘型結構,為穩定型種群。

但由于種群數量配置不合理,随着時間推移,徑級結構基部過于狹窄,成年大樹逐漸轉變為老樹。

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可沒有足夠數量的幼樹補充成年大樹的缺失,如果種群在遭遇較強烈的環境波動影響時,極易造成種群大規模的數量變動。

從富甯縣兩地區的種群年齡結構動态變化指數可以看出,闆侖鄉地區的蒜頭果種群在第Ⅰ齡級時的個體數量動态變化指數V1要顯著小于相鄰齡級V2。

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這就說明第Ⅰ齡級個體數有所減少且少于第Ⅱ齡級,但從整體數量來看,闆侖鄉蒜頭果種群中的幼苗、幼樹數量仍十分充足。

者桑鄉蒜頭果種群的個體數量的動态變化指數值在第Ⅰ到第Ⅳ齡級之間持續遞增,說明該種群的幼苗、幼樹個體數均處于不斷增長的狀況。

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兩地區種群年齡結構的個體數動态變化指數均在第Ⅳ齡級和第Ⅴ齡級間大幅度下降,說明兩地區種群内的幼苗、幼樹在向成年樹過渡時受到了限制。

總體上來說,兩地區蒜頭果種群的年齡結構動态變化指數都為正值且顯著大于0,說明兩地區蒜頭果種群均為穩定型。

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蒜頭果種群生存函數曲線分析

種群靜态生命表及存活曲線由兩地蒜頭果種群的特定時間生命表計算結果可知,兩地區蒜頭果種群随着年齡的增加,标準化存活數lx都不斷減少。

者桑鄉和闆侖鄉兩地區蒜頭果種群的死亡量和死亡率高峰出現在第Ⅳ齡級,死亡率達到75.1%和89.6%,消失率Kx分别達到1.391和2.261。

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也就說明兩地區蒜頭果種群在幼樹向成年樹轉化的過程中受到幹擾而導緻轉化率較低。

通過對兩地區的存活曲線的分析顯示,兩地區蒜頭果種群内的植株早期死亡率較高,标準化存活量随着齡級的增大而不斷減少。

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直到第Ⅳ齡級後死亡率開始出現減緩且呈現逐漸下降的趨勢,說明兩地的存活曲線類型都為Deevey-Ⅲ型。

根據蒜頭果靜态生命表繪制生存函數曲線可知,兩地區蒜頭果種群的生存率函數S均随齡級的增大而呈現下降趨勢,且都在第Ⅳ齡級後下降速度才逐漸放緩。

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兩地區蒜頭果種群的生存率函數S和累計死亡率函數F曲線變化呈互補現象,兩地區蒜頭果種群的死亡密度函數F和危險率函數λ曲線變化幾乎一緻。

這也說明闆侖鄉和者桑鄉蒜頭果種群在第Ⅳ後成年樹和老年樹的數量稀少并且死亡率上升緩慢。

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采用蒜頭果種群各齡級個體數為原始資料,使用一次平移推移法對未來2、4、6、8個齡級時間後的各齡級個體數進行預測。

闆侖鄉種群在經過2個齡級時間後,第Ⅱ齡級的蒜頭果個體數從40株上升到49株,而者桑鄉蒜頭果種群的蒜頭果個體數則從82株下降到78株。

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說明兩地區雖然小樹基數都很龐大,但闆侖鄉種群小樹數量卻有所衰減,可能是由于人工砍伐以及開墾林地為耕地的行為所導緻。

兩地區種群經過4個齡級時間後,在第Ⅲ齡級出現了個體數先增後減的情況。

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雖然目前兩地區的蒜頭果種群都屬于穩定型結構,但都存在着幼苗、小樹向成年樹轉化期間出現大面積死亡的情況。

蒜頭果種群結構發展趨勢,和種群的徑級結構,及動态特征變化

兩地蒜頭果種群徑級和年齡結構研究表明,該種群呈倒梯形,種群内部存在一定的小樹,種群結構動态量化分析結果表明随着蒜頭果植株的生長,其種群年齡結構和徑級結構将逐漸轉變成金字塔型結構,為增長型種群。

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種群中的成年樹和老年樹植株數量稀少,反映出在種群中大齡植株出現生存困難的現象,種群生長對環境反應敏感,受外部因素幹擾的影響較大,種群數量随齡級的增加而逐漸減少。

闆侖鄉木都村分布的種群從小樹到大樹不同徑級或齡級的個體均有分布,這主要與該分布區的生境有關,該分布區内蒜頭果主要分布在保護相對較好的劃片保護區内。

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當地對所有蒜頭果植株都進行了挂牌登記造冊,當地居民自發地保護,是以該分布區内的植被破壞相對較小,成齡樹或大樹個體才得以儲存下來。

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由于蒜頭果自身存在的“千花一果”現象,結實率極低,種群更新困難,單純的就地保護隻能延緩蒜頭果種群的衰退趨勢。

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是以我們應該進行人工育苗回歸返林以增加種群個體數量,加快其種群更新程序,維持蒜頭果植物生态系統及其生物多樣性資源培育與可持續利用。

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而且蒜頭果所擁有的巨大經濟價值應推動保護與高效利用相結合,通過組培育苗等相關研究解決種苗繁育産業化的技術難關,在有效保護的基礎上開發利用植物資源。