太白山极小种群庙台槭的濒危因素及保护对策
李园园,赵 芳,胡崇德
(陕西太白山国家级自然保护区管理局,陕西 杨凌 712100)
摘要:庙台槭为秦巴山地特有种,被列为国家极小种群野生保护植物,被中国物种红色名录列为易危种,分布区域小、种群数量少,急需进行保护研究。在查阅文献和现地调查的基础上,通过生态学适应性、遗传特征和濒危因素等技术对秦岭太白山林区的庙台槭进行研究,掌握了庙台槭种群的分布现状、生物学特性及濒危原因,提出了保护措施,为实施有效保护提供了科学依据。
关键词:太白山;庙台槭;濒危因素;保护对策
庙台槭(Acer miaotaiense P. C. Tsoong)是我国植物分类学家钟补求先生于1954年在陕西留坝县庙台子留侯庙发现并命名发表的植物新种[1]。庙台槭为渐危种,是秦巴山地特有种,被列为国家极小种群野生保护植物,被中国物种红色名录列为易危种,其存在和发现为丰富我国植物多样性和深入研究秦巴山区植物区系的起源、演化历史具有重要的科学价值[2]。庙台槭叶形十分特殊,可作为庭院绿化树种;树皮、叶、果实均可作栲胶原料;种子可榨油,供工业用;木材白色而坚韧,供建筑和制器具用。
庙台槭天然分布于我国陕西、甘肃两省,产于陕西的宁陕、留坝、太白、凤县和甘肃的天水、徽县、成县,星散分布于海拔1000~2000m的沟谷坡底、山谷丛林或潮湿山岗。近几年,作者及其课题组持续对庙台槭在太白山的资源分布、群落特征及濒危原因进行了研究。
1 庙台槭的特征
庙台槭为槭树科槭树属落叶乔木,高可达15~18m,树皮深灰色,纵裂或片状剥落。幼枝红褐色、平滑,老枝具木栓层而深纵裂。叶轮廓卵状三角形,通常5浅裂,下面一对裂片很小,长6.5~11cm,宽6~10cm,先端钝圆或短渐尖,基部心形,边缘波状或具波状钝齿,上面暗绿色,脉上被短柔毛,下面绿黄色,被褐色短柔毛,有时脉腋有簇毛,基脉5出,网脉明显;叶柄长2~10cm,密被短柔毛。伞房花序。结果量较大,短果枝,翅果长3~3.5cm,两翅水平状开展,呈180度的平角,成熟后从中部断开,随风传播距离在100m范围内;小坚果扁平,近圆形,密被淡褐色短茸毛。花期4~5月,果期6~7月。
庙台槭庙台槭主要分布于海拔1400~1600m的沟边、林缘较平坦区域,对土壤湿度、空气湿度、光照、土壤有较好的适应性;喜生于阳坡夏绿阔叶林或灌丛中,在全光照下生长,叶片变小。
2 太白山庙台槭生长现状
2.1 分布区环境
在太白山地区,庙台槭散生于海拔1350~2000m的蒿坪点兵场、汤浴沟、鹦鸽羊皮沟和厚畛子大黑沟的沟谷坡底河道旁[3]。该区域位于暖温带向亚热带的过渡带上,属于大陆性季风气候,分布区夏季气温稍低,冬春干冷,秋季多雨,年平均温6℃,最低气温在-5.2℃以下,最高气温约21℃左右,年降水量650~1000mm,多集中于7~9月。土壤为山地棕壤。
2.2 群落特征
太白山庙台槭分布区植物种类丰富,该群落的乔木层种类主要有野核桃(Juglans cathayensis)、鹅耳栎(Carpinus turczaninowii)、假稠李(Maddenia hypoleuca)、红桦 (Butula utilis var.sinensis)、白桦(Butula platyphylla)、秦岭槭(Acer tsinglingensis)、枫杨(Pterocarya stenoptera)、漆树(Rhus verniciflua)、锐齿栎(Quercus aliena var. acuteserrata)、山榆(Ulmus Propinqua)、榛子(Corylus heterophylla)、柳树(Salix matsudana)、五角枫(Acer mono Maxim)等,庙台槭处于亚层。灌木有金银忍冬(Lonicera maackii)、葱皮忍冬(Lonicera ferdinandii)、野蔷薇(Rosa multiflora)、棣棠(Kerria japonica)等。草本层的种类有酢浆草、大理苔草、紫花碎米荠、贝加尔唐松草、白花碎米荠、松藩乌头、卵叶茜草、野草莓、穿龙薯蓣、朱砂七、秦岭金腰子、华北鳞毛蕨、深山堇菜等。层间植物有三叶木通、五味子。地被层主要为苔藓类。植物总盖度约为90%。
2.3 种群生长状况
太白山的庙台槭仅见于位于秦岭北坡的眉县蒿坪寺的点兵场(E107.690,N34.130)、眉县汤浴沟(E107.890,N34.050)、周边地区见于太白县鹦鸽羊皮沟(E107.680,N34.050)和周至县厚畛子大黑沟(E107.900,N33.900)河道两旁。在四个分布地区,各有1株已成年结果庙台械,都生长在小溪边或距小溪不足10m的缓坡上。因光照条件好,庙台槭胸径在25~46cm之间,树体高大,生长势好,但仅羊皮沟的树下有3株高约0.3m的实生苗。
2.4 果实及种子
庙台槭结果量较大,果枝为短果枝,花为圆锥状聚伞花序,每果序2~6个双翅果,双翅平展呈180度,成熟后从中部断开,一部分果已变为褐色,一部分果为淡绿色,翅果长度2.5~6cm之间,饱满种子重,随风传播距离在100m范围内。
从周至县厚畛子大黑沟庙台槭树上采种300粒,通过解剖发现:空果实为276粒(其中有54粒有虫危害的痕迹,120粒内有发霉现象,50粒果实中有白色蠕虫,其它为空果实),占92%;有种子的果实共24个,占8%,其中较饱满的有9粒,干瘪种子15粒。庙台槭的果皮木质化,坚硬,灰白色;种子圆饼形,直径0.4mm,种皮红褐色,具光泽,无胚乳,子叶卷曲折叠呈依状。
3 濒危因素分析
3.1 自然环境条件差。庙台槭自然分布于半阳坡光照较好的河岸、海拔1350~2000m较湿润温暖的缓坡地带,这种环境条件有助于庙台槭的结实、萌发、生长,但在一定程度上限制了庙台槭的分布。另一方面,一部分种子会落在较密实的落叶层上不能萌发,或落入湿度较大的河道环境中霉烂,或受到动物的采食,致使庙台槭成苗率极低。
3.2 种群因素隔离。太白山庙台槭个体数量极少,分布范围狭窄,种群间距离大,已成为狭域分布的物种,由此形成小种群。小种群容易受到遗传漂变的影响,如对近交衰退有更大的敏感性,导致居群内遗传多样性减少。除此之外,庙台槭属于长寿命物种,其本身存在一些生殖上的障碍或衰退,如形成败育花粉、败育胚珠,结子率低,畸形种子比例大等,遗传多样性和居群数量的恢复过程十分缓慢,导致庙台槭居群内部的遗传潜力不够丰富,庙台槭种群的维持和恢复没有足够的遗传基础[4-5]。
3.3 种子萌发力低。庙台槭结实年龄至少在20年以上,正常结果达到30年生。太白山区域成年大树极少,尽管结实量较大,但胚珠与小孢子败育率高,结籽率低,较饱满种子所占总比例极低,其它种子为干瘪种子、空果、未正常发育种子残留或被虫所危害。饱满种子随风传播距离在100m范围内,加之果皮木质化、坚硬,第二年种子才能顺利在土壤环境下萌发,容易受到病虫及其它动物的危害。
3.4 人为影响较大。庙台槭生长在沟边较平缓的地带,而这些地带是建植人工林的首选区域,在营造人工林时,庙台槭小苗几乎全部被割灌,较大的被砍伐,有可能在抚育时多次被砍,致使现存庙台槭主要为基部萌生株,植株不能正常生长、结实。另外,几乎每年都有一些科研单位雇佣当地人员采摘庙台槭种子或叶子进行研究,对庙台槭树体破坏极为严重。
4 保护对策
4.1 加强认识,增加保护紧迫感。庙台槭属易危树种,也是我国极小种群树种,庙台槭在近年来的保护更加紧迫。今后应建立太白山珍稀植物联合保护机制,积极开展宣传教育,对野生庙台槭统一编号和挂牌,建立档案信息,把庙台槭管护责任落实到人,并定期开展监测工作。
4.2 就地保护。庙台槭在太白山种群少、小而分散,不仅要保护成熟庙台槭个体的正常生长,而且要维持在同一生境下其他物种的正常生长。因此,要严格禁止放牧、砍灌等人为活动,停止人工造林,恢复自然植被状态。同时,要严格执行《中华人民共和国野生植物保护条例》,加大对非法采摘庙台槭种子及枝叶行为的处罚力度。
4.3 迁地保护。实地调查发现,庙台槭的个体数量十分稀少,生境已不再适宜其自然的更新,很有必要对庙台槭幼树进行迁地保护。栽培试验表明,庙台槭对土壤湿度、空气湿度、光照、土壤有较好的适应性,移植于较原生境年均温高、平均年降雨量低、空气湿度小、全光照、黄土条件下完全能够正常生长。
4.4 人工增殖。可大范围的收集种子,将其撒入居群中,在人工条件下进行种子繁殖或利用营养繁殖、无性克隆等方法维系居群内的遗传多样性,提高生存能力。庙台槭枝条不易生根,生根部位集中在插条基部2~3cm的范围,为皮部生根型,采用1年生枝作插穗、耕种土与腐殖土混合土壤为基质、高塑料棚加遮荫方式扦插效果较好。
4.5 引进种质资源。庙台槭分布于位于甘肃、陕西境内的秦巴山区,可以从甘肃分布区引进植株,移栽于保护区内,使有遗传分化的种群间进行基因交流,改进后代的生存能力。在有可能的情况下,也可引进花粉,进行人工授粉,达到基因交流的目的。
4.6 控制病虫害。危害庙台槭果实的昆虫主要为刺槐种子小蜂,占无种子果实的 27%。该虫春季孵化,成虫在果实幼嫩时已将卵产入,部分虫在秋末化为成虫钻出,主要以幼虫的形态栖息于果皮内越冬,在庙台槭或其它寄主上每年繁殖1代以上。庙台槭种子小蜂的生活史需要进一步研究,并筛选有效的防治方法进行防治。
参考文献
[1]孟庆法,高红莉,李红喜, 徐焕军.珍稀濒危树种庙台槭的生物学及生态学特性研究.河 南 科 学[J].2016,11:1830-1834.
[2]周廷兰,姚德生.珍贵树种----庙台槭.甘肃林业[J],2003,4:41.
[3] 任 毅,刘明时,田联会,等.太白山自然保护区生物多样性研究与管理[M].北京:中国林业出版社,2006.
[4]李珊,王玛丽,赵桂仿.庙台槭总 DNA 提取及鉴定.西北植物学报[J],2001,21(2):232-236.
[5]李珊,王玛丽,赵桂仿.庙台槭的居群遗传结构和遗传多样性.西北大学学报(自然科学版) [J],2005,35(1):71-75.