濒危植物秦岭冷杉种群动态研究

秦岭冷杉（Abies chensiensis）为中国特有三级保护植物,仅岛屿化分布于秦巴山地及神农架的高海拔地区,海拔1500～2100 m。秦岭冷杉在水源涵养、生态平衡方面发挥着重要作用。为探索该种群的生态学特性,阐明濒危机理,本研究选择秦岭冷杉分布最为集中的陕西省宁西林业局菜子坪林区,调查样地18 块,系统研究了秦岭冷杉种群的地理分布、生物学生态学特性、种群空间分布格局及动态、种群数量动态及生殖生态学特性,分析了濒危原因,提出了保护对策。 1.秦岭冷杉地理分布区域狭小,多呈零星或团块状分布;秦岭冷杉群落组成以温带成分为主,根据物种重要值,可划分成5 个群丛;秦岭冷杉苗期生长缓慢,个体结实量不高,种群更新困难;该树种喜阴、耐寒、耐旱性较差、喜温凉湿润气候,个体生长缓慢,种群自我更新能力较差。 2.在不同发育阶段和不同生境条件下秦岭冷杉种群格局基本属于聚集型分布,在25 m2、150 m2 和300 m2 的面积上聚集强度较大。天然条件下,种群聚集强度最大取样尺度,可能是其种群更新的最佳面积。随海拔上升,聚集强度降低;聚集性最强的尺度在海拔1500～1700 m较小,在海拔1700～2100 m地区较大;阴坡种群分布聚集强度大于阳坡。随着种群年龄增加,分布格局由聚集型向随机型过渡,聚集强度减弱;聚集性最强的尺度规模在幼、中龄期为50 m2,老龄期为300 m2。 3.多数秦岭冷杉种群幼龄级个体数较少,中老龄个体数量较大,呈衰退趋势;不同秦岭冷杉种群生命表和存活曲线的分析表明,尽管生境条件差异,但存活曲线基本接近Deevey III 型;不同种群偏离典型存活曲线的程度与幼苗缺乏程度有关,一般III--Ⅴ龄级死亡率较高。时间序列分析表明,在未来20、40 和80 年中,不同秦岭冷杉种群均会呈现老龄级株数先增后减的趋势,种群稳定性长期维持困难。 4.秦岭冷杉种子含空粒比例高达31%;饱满的种子中具有生活力者占45%,反映出秦岭冷杉种子有较高的败育率;种子的平均含水量为5.7%左右,自然散播的种子萌发率仅为6.12%,运用主成分分析（PCA） 方法对影响秦岭冷杉种子萌发的10 个环境因子进行了分析,发现乔木层盖度、土壤有机质含量、人为干扰和湿度是影响秦岭冷杉种子萌发最主要的因素。种子在自然环境下受松鼠、鼠和鸟类等动物的破坏和被搬迁率高达94.22%。在同样贮藏条件下,播种环境对种子的发芽率影响显著,质地疏松、透气性好的苗圃地有利于秦岭冷杉种子的萌发,其种子萌发率可达54%。 5.在未来保护管理过程中,应以就地保护为主,促进天然更新;繁育幼苗,扩大人工种群是保护和利用的基本策略;通过间伐、砍灌、清理林下活地被物等抚育措施,建立小面积林窗,营造对秦岭冷杉幼苗发育有利生境。应该促进成年个体结实,提高天然条件下的种子发芽率。