建始红椿种群结构及时间序列研究.docx
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建始红椿种群结构及时间序列研究 冷艳芝 谭艮山 苏长江 程德华 汪洋摘要：对建始县2个不同人为干扰的红椿天然群落进行了样地调查，采用“空间替代时间法”，将林木依胸径大小分级，对种群的龄级结构、动态指数和时间序列进行了分析，结果表明：2个种群结构除第2龄级外，趋势基本一致；T1种群在4和11龄级波动，T2种群在4和8龄级出现波动，Vpi均大于50%，种群为增长型随时间推移，低龄级存活数量虽然在相应龄级有所增加，但总体趋势递减，老龄个体逐渐增多对现存种群及生境保护，采取适当的人工林窗措施是红椿种群恢复的关键关键词：建始；红椿；种群结构；数量动态：S718.5 ：A ：1674-9944（2016）06-0094-031 引言红椿（Toona ciliata Roem）为楝科（Meliaceae）香椿属，国家二级保护濒危种，素有“中国桃花心木”之称，天然分布范围从印度经缅甸、老挝、巴基斯坦、泰国、马来西亚、印度尼西亚等国至澳大利亚红椿主要分布于我国华南地区的低山丘陵区，东经10016′～11940′，北纬2421′～3031′由于多年过度利用和砍伐，多数红椿天然林已经退化，有些地区已经消失。
红椿的濒危状况引起国内不少学者关注，研究领域包括红椿种质资源、遗传结构、植物生理、育种造林、化学及药理等方面，但红椿生态学研究相对不足本文通过样地调查和相关统计分析，对红椿不同生境的种群结构动态进行了分析，并对种群未来发展做了时间序列预测，目的是探索红椿种群龄级动态特征与环境竞争的关系，为种群恢复和有效保护提供依据2 研究地概况建始县属亚热带季风湿润型气候，雨量充沛，雨热同季，立体气候特征十分显著年均气温16.O℃，年均降雨量1250mm，年均相对湿度78%，无霜期270d，年日照时数1500h土壤为质地疏松的山地黄壤，土壤自然含水率较高2015年在建始县青龙河村首次发现红椿天然群落青龙河村地形复杂，红椿种群零星分布，多以16～200m2为分布规模，尺度在20m20m的极少选择的两个典型研究样地：夹沟（T1）样地为40年以上次生林；桃树坡（T2）样地位于山边公路旁，群落虽然被公路切断，但恢复部分保存良好样地物种多样性丰富，除人为干扰因素以外，群落结构较为完整两样地红椿为各自群落优势种与建群种，已经占据群落上层3 研究方法3.1 样地调查经充分踏查后，考虑不同群落类型和生境条件的代表性，尤其是人为干扰强度对红椿种群的影响程度，在不同典型群落中共设置夹沟（T1）和桃树坡（T2）两个的样地，每样地取样20m20m。
每块样地按10m10m的大小分成4个样方，对乔木物种进行调查统计；分别在每个20m20m样地的四角和中心位置，按5m5m设置5个灌木层样方，再在每个灌木样方区域内按1m1m设置5个相应草本层样方调查内容：地形地貌、人为干扰强度、土壤、气象、郁闭度等，见表1群落学和种群学特征：包括群落组成、高度、盖度等；对胸径（DBH）≤2.5cm的植株测定地径、高度；对胸径≥2.5cm的植株记录树高、胸径、冠幅、枝下高、分枝角等指标3.2 龄级划分及动态特征参照红椿胸径与年龄的相关性方面的研究结果，结合恩施州各地红椿实际调查数据，采用“空间替代时间法”，将林木依胸径大小分级，以立木级结构代替种群年龄结构分析种群动态，从第2径级开始，以胸径5cm为步长增加一级，即幼苗级Ⅰ（2.5cm
P为种群对外界干扰所承担的风险概率，当P的值为最大时对种群动态Vpi构成最大的影响4 结果与分析4.1 红椿种群年龄结构及动态分析图1和图2分别表示青龙河村T1和T2不同红桔群落天然种群的年龄结构从图1和图2可以看出，该地区红椿种群年龄结构从整体上看属于增长型种群，不同的群落类型中的红椿种群的年龄结构有差别体现在T1种群的完整龄级结构为12级，T2种群结构仅为9级；种群T1中Ⅰ龄级个体数高于T2龄级Ⅰ龄级个体数；T1第Ⅱ龄级存活数量明显低于T2种群Ⅱ龄级数量，说明T2种群幼苗个体存活率更好，T2种群的环境条件更适应Ⅱ龄级红椿通过环境筛选和竞争2种群其他龄级数量结构趋势基本相同表2为种群相邻级间个体数量的变化动态结果T1种群在第4、8龄级出现衰退波动，其他龄级个体数量增长整个种群年龄结构的数量变化动态指数Vpi=53.88%>0，种群属于增长型考虑种群的外部干扰因素时，Vpi=4.49%>0，整体表现出稳定T2种群在第4、11龄级出现衰退波动，其他龄级个体数量增长，Vpi=53.78%>0，种群属于增长型Vpi=5.98%>O，整体表现出稳定两个种群幼苗库较为丰富，且生殖阶段的大树占有较大比例，可以维持种群稳定。
种群结构对干扰抗敏感性指数p值分别为0.083和0.111，表明红椿种群对外界干扰较为敏感，T2种群敏感度高于T1种群，在超出极限状态的干扰出现时，种群稳定存在风险4.2 红椿种群数量动态的时间序列预测分析以红椿2个种群各龄级株数为原始数据，按照一次平均推移法计算出各龄级在未来12年，24年，36年后的株数（T2种群仅为24年），年龄与存活株数关系图3和图4图中可以看出，红椿T1和T2种群各龄级株数峰值在预测序列中依次向后推移随时间推移，低龄级存活数量虽然在相应龄级有所增加，但总体趋势递减，老龄个体逐渐增多因此，幼龄株数的补充更显重要最终老龄株数也急剧减少，两个种群呈现出衰老因此，丰富的幼苗数量是维持种群更新的保证；创造红椿种群适生的林窗环境，保证第1和4龄级个体顺利通过环境筛，种群的健康发展才能持续5 结语红椿龄级存活数量分析表明，存活植株与龄级之间变化关系存在着一种显著的波动规律，这种波动是种群与环境相互选择的过程两个种群均在第4龄级表现为波动，说明红椿个体受环境制约较强，在第4龄级发展到第5龄级时，个体数量损失较大从群落特征分析，红椿所在群落属于常绿落叶阔叶林，红椿群落优势种但群落以阔叶乔木为主，对空间、环境资源都具有一定的竞争要求。
环境条件决定了红椿个体间以及与其它种群间对光照、水分、养分和空间生态位竞争，种群自疏作用增强，环境筛的选择强度增大，对红椿幼树及成年植株造成一定程度的损失这与红椿龄级结构和数量动态分析结论一致通过对建始红椿资源调查发现，与恩施州其他红椿种群相同，红椿种群基本处于在相应的群落边缘，2、4龄级的植株大多存在于群落边缘，能获得较强的光照，得以存活因此，对现存种群及生境保护，适当的人工林窗措施是红椿种群恢复的关键
