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濒危植物黄檗的生存压力研究

王泳腾 黄治昊 王俊 张童 郎立华 孙国明 崔国发

王泳腾, 黄治昊, 王俊, 张童, 郎立华, 孙国明, 崔国发. 濒危植物黄檗的生存压力研究[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(1): 49-57. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200130
引用本文: 王泳腾, 黄治昊, 王俊, 张童, 郎立华, 孙国明, 崔国发. 濒危植物黄檗的生存压力研究[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(1): 49-57. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200130
Wang Yongteng, Huang Zhihao, Wang Jun, Zhang Tong, Lang Lihua, Sun Guoming, Cui Guofa. Survival pressure of endangered species Phellodendron amurense[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2021, 43(1): 49-57. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200130
Citation: Wang Yongteng, Huang Zhihao, Wang Jun, Zhang Tong, Lang Lihua, Sun Guoming, Cui Guofa. Survival pressure of endangered species Phellodendron amurense[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2021, 43(1): 49-57. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200130

濒危植物黄檗的生存压力研究

doi: 10.12171/j.1000-1522.20200130
基金项目: 国家重点研发计划项目(2018YFC0507203)
详细信息
    作者简介:

    王泳腾,博士生。主要研究方向:生物多样性保护与利用。Email:wyt526433273@qq.com 地址:100083北京市海淀区北京林业大学生态与自然保护学院

    通讯作者:

    崔国发,教授,博士生导师。主要研究方向:自然保护区建设与管理。Email:fa6716@163.com  地址:同上

  • 中图分类号: S718.5

Survival pressure of endangered species Phellodendron amurense

  • 摘要:   目的  从不同径级、地区和植被类型等3个方面探讨燕山地区野生黄檗个体的生存压力强度,为珍稀濒危物种的保护提供理论依据。  方法  采用典型抽样法设置25个面积为20 m × 20 m的样地,利用“一种珍稀濒危树种个体生存压力计算方法”分析野生黄檗个体所受的生存压力强度。  结果  研究结果表明:(1)本次调查到的黄檗共计140株并散生于8个自然保护区,其中在北京百花山国家级自然保护区密度最大,在河北大海陀国家级自然保护区最小,分别为5.63株/m2和1.25株/m2;(2)燕山地区小树阶段(第Ⅰ ~ Ⅲ径级)的黄檗数量最多,并且受到的种内及种间生存压力最大,分别为13.897和48.135,随着胸径的增大,生存压力变小;(3)黄檗种群在河北雾灵山国家级自然保护区受到的生存压力最大,在河北茅荆坝国家级自然保护区最小,分别为30.363和1.763;(4)黄檗种群在紫椴林、胡桃楸林和黄檗油松混交林中受到的生存压力较大,在大果榆林和大果榆−蒙古栎−花曲柳混交林中较小。  结论  燕山地区黄檗的生存压力主要来自于种间,因此需要对一些距离较近的以及具有较强竞争力的高大乔木,如油松和胡桃楸进行修枝或者择伐,减缓黄檗的竞争压力,促进黄檗天然林的更新。
  • 图  1  自然保护区位置分布图

    Figure  1.  Location map of nature reserves

    图  2  研究区黄檗树高与胸径关系图

    Figure  2.  Relation map of tree height and DBH of Phellodendron amurense in research area

    表  1  研究区概况

    Table  1.   General situation of research area

    地区
    Region
    年均温度
    Annual average temperature/℃
    年降雨量
    Annual rainfall/mm
    无霜期
    No frost period/d
    土壤类型
    Soil type
    大海陀 Dahaituo 5.5 483.3 120 褐土、棕壤、草甸土
    Cinnamon soil, brown earth, meadow soil
    八仙山 Baxian Mountain 10.1 968.5 195 褐土、棕壤
    Cinnamon soil, brown earth
    白狼山 Bailang Mountain 9.0 430.0 180 褐土、棕壤
    Cinnamon soil, brown earth
    百花山 Baihua Mountain 10.2 624.0 110 褐土、棕壤、草甸土
    Cinnamon soil, brown earth, meadow soil
    虹螺山 Hongluo Mountain 8.7 618.0 165 褐土、棕壤
    Cinnamon soil, brown earth
    茅荆坝 Maojingba 7.9 537.6 145 褐土、棕壤、草甸土
    Cinnamon soil, brown earth, meadow soil
    松山 Song Mountain 8.5 493.0 140 褐土、棕壤、草甸土
    Cinnamon soil, brown earth, meadow soil
    雾灵山 Wuling Mountain 7.6 763.0 130 褐土、棕壤
    Cinnamon soil, brown earth
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    表  2  黄檗调查样地的基本概况

    Table  2.   Basic information of sample plots of Phellodendron amurense

    编号
    No.
    坡位
    Slope position
    坡度
    Slope degree/(°)
    坡向
    Slope aspect
    海拔
    Altitude/m
    人为干扰
    Anthropogenic destroy
    百花山1 Baihua Mountain 1 上坡位 Upper slope 17 ~ 22 西北 Northwest 1 295 无 No
    百花山2 Baihua Mountain 2 上坡位 Upper slope 10 ~ 16 西北 Northwest 1 293 无 No
    百花山3 Baihua Mountain 3 上坡位 Upper slope 3 ~ 8 北 North 1 179 无 No
    百花山4 Baihua Mountain 4 沟谷 Valley 1 174 轻微 Slight
    松山5 Song Mountain 5 沟谷 Valley 962 无 No
    松山6 Song Mountain 6 上坡位 Upper slope 16 ~ 22 东北 Northeast 1 174 无 No
    大海陀7 Dahaituo 7 下坡位 Lower slope 30 ~ 34 北 North 1 008 无 No
    茅荆坝8 Maojingba 8 中坡位 Middle slope 3 ~ 7 东南 Southeast 1 081 严重 Severe
    茅荆坝9 Maojingba 9 中坡位 Middle slope 28 ~ 33 北 North 836 轻微 Slight
    雾灵山10 Wuling Mountain 10 中坡位 Middle slope 23 ~ 28 东北 Northeast 964 无 No
    雾灵山11 Wuling Mountain 11 中坡位 Middle slope 18 ~ 23 西北 Northwest 332 无 No
    雾灵山12 Wuling Mountain 12 中坡位 Middle slope 11 ~ 16 西北 Northwest 281 无 No
    白狼山13 Bailang Mountain 13 上坡位 Upper slope 3 ~ 8 东南 Southeast 701 无 No
    白狼山14 Bailang Mountain 14 沟谷 Valley 707 无 No
    白狼山15 Bailang Mountain 15 中坡位 Middle slope 4 ~ 9 东南 Southeast 671 无 No
    白狼山16 Bailang Mountain 16 沟谷 Valley 578 无 No
    虹螺山17 Hongluo Mountain 17 沟谷 Valley 331 无 No
    虹螺山18 Hongluo Mountain 18 下坡位 Lower slope 17 ~ 22 北 North 341 无 No
    虹螺山19 Hongluo Mountain 19 下坡位 Lower slope 29 ~ 34 西北 Northwest 413 无 No
    虹螺山20 Hongluo Mountain 20 下坡位 Lower slope 28 ~ 35 北 North 385 无 No
    八仙山21 Baxian Mountain 21 上坡位 Upper slope 33 ~ 39 东北 Northeast 915 无 No
    八仙山22 Baxian Mountain 22 上坡位 Upper slope 38 ~ 43 东南 Southeast 897 无 No
    八仙山23 Baxian Mountain 23 上坡位 Upper slope 18 ~ 23 东南 Southeast 910 无 No
    八仙山24 Baxian Mountain 24 上坡位 Upper slope 28 ~ 34 北 North 850 无 No
    八仙山25 Baxian Mountain 25 中坡位 Middle slope 17 ~ 22 北 North 535 无 No
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    表  3  研究区黄檗情况

    Table  3.   Phellodendron amurense condition in research area

    地区
    Region
    数量
    Number
    平均胸径
    Average DBH/cm
    平均树高
    Average tree height/m
    密度/(株·m−2)
    Density/(plant·m−2)
    大海陀 Dahaituo 5 16.72 5.00 1.25
    八仙山 Baxian Mountain 18 25.82 13.63 2.40
    白狼山 Bailang Mountain 21 11.55 5.85 3.75
    百花山 Baihua Mountain 25 14.05 7.52 5.63
    虹螺山 Hongluo Mountain 18 15.33 8.73 3.19
    茅荆坝 Maojingba 4 8.30 5.23 3.00
    松山 Song Mountain 5 13.92 6.52 2.50
    雾灵山 Wuling Mountain 44 9.01 7.30 3.67
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    表  4  不同径级的黄檗生存压力指数

    Table  4.   Survival pressure indexes in Phellodendron amurense of different DBH classes

    径级
    DBH class
    胸径
    DBH/cm
    种内生存压力指数
    Interspecific survival pressure index (PIintra)
    σintra种间生存压力指数
    Intraspecific survival pressure index (PIinter)
    σinter
    4 ~ 8 8.064 11.895 28.137 32.696
    8 ~ 12 2.550 2.503 9.410 10.445
    12 ~ 16 3.284 7.594 10.588 25.976
    16 ~ 20 1.469 0.930 4.271 2.712
    20 ~ 24 1.629 1.084 1.960 1.406
    24 ~ 28 1.300 1.257 1.102 1.360
    28 ~ 32 1.871 1.650 1.291 1.547
    32 ~ 36 1.159 1.013 0.394 0.217
    > 36 0.064 1.245
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    表  5  不同保护区的黄檗生存压力指数

    Table  5.   Survival pressure indexes in Phellodendron amurense in different natural reserves

    地区 Area种内生存压力指数 PIintraσintra种间生存压力指数 PIinterσinter
    大海陀 Dahaituo 1.643 0.955 6.342 4.203
    八仙山 Baxian Mountain 1.461 1.107 2.696 1.114
    白狼山 Bailang Mountain 1.556 1.667 3.279 0.711
    百花山 Baihua Mountain 3.821 3.829 21.463 15.659
    虹螺山 Hongluo Mountain 2.129 1.200 2.402 2.416
    茅荆坝 Maojingba 1.261 3.524 0.502 0.555
    松山 Song Mountain 1.044 0.257 23.655 6.186
    雾灵山 Wuling Mountain 8.106 14.401 22.257 11.297
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    表  6  不同植被类型的黄檗生存压力指数

    Table  6.   Survival pressure indexes of Phellodendron amurense under different vegetation types

    植被类型
    Vegetation type
    种内生存压力指数
    PIintra
    种间生存压力指数
    PIinter
    紫椴林 Tilia amurensis forest16.06539.693
    黄檗林 Phellodendron amurense forest12.90212.188
    胡桃楸林 Juglans mandshurica forest2.57958.824
    暴马丁香林 Syringa reticulata var. amurensis forest1.0934.436
    元宝槭林 Acer truncatum forest0.3651.135
    北京丁香林 Syringa pekinensis forest0.0004.801
    大果榆林 Ulmus macrocarpa forest0.0001.170
    黄檗油松混交林 Phellodendron amurense-Pinus tabuliformis mixed forest6.25042.482
    黄檗大果榆混交林 Phellodendron amurense-Ulmus macrocarpa mixed forest3.0084.736
    黄檗山杨混交林 Phellodendron amurense-Populus davidiana mixed forest1.8861.701
    黄檗山杏混交林 Phellodendron amurense-Armeniaca sibirica mixed forest0.6469.037
    黄檗元宝槭混交林 Phellodendron amurense-Acer truncatum mixed forest1.3983.368
    黄檗−大果榆−蒙古栎混交林 Phellodendron amurense-Ulmus macrocarpa-Quercus mongolica mixed forest1.1674.434
    黄檗蒙古栎混交林 Phellodendron amurense-Quercus mongolica mixed forest1.2486.544
    黄檗胡桃楸混交林 Phellodendron amurense-Juglans mandshurica mixed forest0.9422.069
    黄檗北京丁香混交林 Phellodendron amurense-Syringa pekinensis mixed forest0.00522.774
    大果榆−蒙古栎−花曲柳混交林 Ulmus macrocarpa-Quercus mongolica-Quercus mongolica mixed forest0.0001.106
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  • [1] 李博, 陈家宽, A.R.沃金森. 植物竞争研究进展[J]. 植物学通报, 1998, 15(4):18−29.

    Li B, Chen J K, Watkinson A R. A literature review on plant competition[J]. Chinese Bulletin of Botany, 1998, 15(4): 18−29.
    [2] 宋保伟, 张宗勤, 宋西德, 等. 中国红豆杉种内和种间竞争关系的研究[J]. 西北林学院学报, 2009, 24(3):12−16.

    Song B W, Zhang Z Q, Song X D, et al. Intraspecific and interspecific competition of Taxus chinensis of Liuba in Shaanxi Province[J]. Journal of Northwest Forestry University, 2009, 24(3): 12−16.
    [3] 邵国凡. 关于林木竞争指标[M]. 哈尔滨: 东北林业大学出版社, 1985.

    Shao G F. About forest competition index[M]. Harbin: Northeast Forestry University Press, 1985.
    [4] 杜秀芳, 汤孟平, 潘建勇, 等.临安区不同森林类型竞争指数比较研究[J/OL].生态学报, 2020, (12): 1−9 [2020−05−01]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2031.q.20200408.1952.042.html.

    Du X F, Tang M P, Pan J Y, et al. Study on competition index of different typical forest types on Lin’an region[J/OL]. Acta Ecologica Sinica, 2020, (12): 1−9 [2020−05−01]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2031.q.20200408.1952.042.html.
    [5] 段仁燕, 黄敏毅, 吴甘霖, 等. 天柱山黄山松种内与种间竞争的研究[J]. 广西植物, 2008, 28(1):78−81. doi:  10.3969/j.issn.1000-3142.2008.01.014.

    Duan R Y, Huang M Y, Wu G L, et al. Study on intraspecific and interspecific competition of Pinus taiwanensis[J]. Guihaia, 2008, 28(1): 78−81. doi:  10.3969/j.issn.1000-3142.2008.01.014.
    [6] Maleki K, Kiviste A, Korjus H. Analysis of individual tree competition on diameter growth of silver birch in Estonia[J]. Forest Systems, 2015, 24(2): 1−13.
    [7] Weiner J. A symmetric competition in plant population[J]. Trends in Ecology and Evolution, 1990, 5(11): 360−364. doi:  10.1016/0169-5347(90)90095-U.
    [8] 杜峰, 梁宗锁, 胡莉娟. 植物竞争研究综述[J]. 生态学杂志, 2004, 23(4):157−163. doi:  10.3321/j.issn:1000-4890.2004.04.032.

    Du F, Liang Z S, Hu L J. A review on plant competition[J]. Chinese Journal of Ecology, 2004, 23(4): 157−163. doi:  10.3321/j.issn:1000-4890.2004.04.032.
    [9] 秦彦杰. 黄檗主要药用成分的分布规律研究[D].哈尔滨: 东北林业大学, 2005.

    Qin Y J. Sutdy on the distribution of principal medicinal compositions in Amur Corktree[D]. Harbin: Northeast Forestry University, 2005.
    [10] 祖元刚, 王延兵, 王慧梅, 等. 黄檗(Phellodendron amuranse)叶片总RNA提取方法研究[J]. 植物研究, 2007, 27(5):593−595. doi:  10.3969/j.issn.1673-5102.2007.05.019.

    Zu Y G, Wang Y B, Wang H M, et al. The method for RNA isolating from leaves of Phellodendron amuranse[J]. Bulletin of Botanical Reserach, 2007, 27(5): 593−595. doi:  10.3969/j.issn.1673-5102.2007.05.019.
    [11] 高杨, 刘铭, 张洪文. 珍稀植物黄檗的药用价值及可持续利用[J]. 中国保健营养, 2012, 22(3):22−24.

    Gao Y, Liu M, Zhang H W. The medical value and sustainable utilization of rare medicinal materials of Phellodendron amuranse Rupr.[J]. Chinese Journal of Health Care Nutrition, 2012, 22(3): 22−24.
    [12] Lis A, Boczek E, Góra J. Chemical composition of the essential oils from fruits, leaves and flowers of the Amur cork tree (Phellodendron amuranse Rupr.)[J]. Flavour and Fragrance Journal, 2004, 19(6): 549−553. doi:  10.1002/ffj.1349
    [13] 刘琰璐, 戴灵超, 张昭. 黄檗繁殖技术研究进展[J]. 中央民族大学学报(自然科学版), 2011, 20(2):84−87.

    Liu Y L, Dai L C, Zhang Z. Research review on propagation techniques of Phellodendron amurense Rupr.[J]. Journal of Minzu University of China (Natural Sciences Edition), 2011, 20(2): 84−87.
    [14] 黄治昊, 周鑫, 张孝然, 等. 我国大陆黄檗潜在分布区及分布适宜性评价[J]. 生态学报, 2018, 38(20):7469−7476.

    Huang Z H, Zhou X, Zhang X R, et al. Suitability assessments of potential distribution areas for Amur corktree in mainland China[J]. Acta Ecologica Sinica, 2018, 38(20): 7469−7476.
    [15] 张建亮, 刘方正, 崔国发. 一种珍稀濒危树种个体生存压力计算方法[P]. 中国: CN104094814A2014−10−15.

    Zhang J L, Liu F Z, Cui G F. A method for calculating the individual survival pressure of rare and endangered tree species[P]. China: CN104094814A, 2014−10−15.
    [16] 吴记贵, 周昊, 侯成林. 北京松山国家级自然保护区有毒大型真菌物种多样性研究[J]. 首都师范大学学报(自然科学版), 2020, 41(4):52−56.

    Wu J G, Zhou H, Hou C L. Diversity of poisonous macrofungi in Beijing Songshan National Nature Reserve[J]. Journal of Capital Normal University (Natural Science Edition), 2020, 41(4): 52−56.
    [17] 张蔷, 张立坤, 姜磊, 等. 百花山自然保护区典型群落结构及物种多样性特征[J]. 北京师范大学学报(自然科学版), 2020, 56(1):122−131.

    Zhang Q, Zhang L K, Jiang L, et al. Species diversity and structural characteristics of typical forest communities in the nature reserve of Baihua Mountain[J]. Journal of Beijing Normal University (Natural Science), 2020, 56(1): 122−131.
    [18] 郝淑莲, 杨春旺, 刘亚洲, 等. 天津蓟县八仙山自然保护区螟蛾总科昆虫物种多样性和区系分析[J]. 凯里学院学报, 2019, 37(3):53−60. doi:  10.3969/j.issn.1673-9329.2019.03.12.

    Hao S L, Yang C W, Liu Y Z, et al. Species diversity and fauna analysis on Pyraloidea in the nature reserve of Tianjin Baxian Mountain[J]. Journal of Kaili University, 2019, 37(3): 53−60. doi:  10.3969/j.issn.1673-9329.2019.03.12.
    [19] 赵娜, 鲁绍伟, 李少宁, 等. 北京松山自然保护区典型植物群落物种多样性研究[J]. 西北植物学报, 2018, 38(11):2120−2128.

    Zhao N, Lu S W, Li S N, et al. Study on plant diversity of typical plant communities in Songshan Nature Reserve, Beijing[J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2018, 38(11): 2120−2128.
    [20] 陈国平, 俎丽红, 赵铁建, 等. 八仙山不同立地条件落叶阔叶林群落结构和特征分析[J]. 南开大学学报(自然科学版), 2018, 51(5):8−17.

    Chen G P, Zu L H, Zhao T J, et al. Analysis of community structure and characteristics of deciduous broad-leaved forest with different site conditions of Baxian Mountain[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Nankaiensis, 2018, 51(5): 8−17.
    [21] 武占军, 宋超, 林田苗, 等. 河北大海陀自然保护区大型真菌资源及生态分布[J]. 中国食用菌, 2017, 36(4):8−14.

    Wu Z J, Song C, Lin T M, et al. Resource and ecological distribution of microfungi in Dahaituo National Nature Reserve of Hebei Province[J]. Edible Fungi of China, 2017, 36(4): 8−14.
    [22] 张梅. 辽西走廊白狼山保护区植物区系及其与邻近山地的关系[J]. 西北植物学报, 2015, 35(8):1669−1675. doi:  10.7606/j.issn.1000-4025.2015.08.1669.

    Zhang M. Floristic compositions of spermatophyte in Bailangshan Natural Reserve and the similarity with other mountains[J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2015, 35(8): 1669−1675. doi:  10.7606/j.issn.1000-4025.2015.08.1669.
    [23] 张春田, 许雯婧, 张焱森, 等. 辽宁白狼山国家级自然保护区寄蝇资源调查报告[J]. 环境昆虫学报, 2015, 37(4):726−734.

    Zhang C T, Xu W J, Zhang Y S, et al. Faunistic investigation of Tachinidae in Liaoning Bailang Mountain National Nature Reserve of China[J]. Journal of Environmental Entomology, 2015, 37(4): 726−734.
    [24] 余琦殷, 于梦凡, 宋超, 等. 河北大海陀自然保护区植物区系及其与相邻保护区的关系[J]. 西北植物学报, 2014, 34(6):1269−1275. doi:  10.7606/j.issn.1000-4025.2014.06.1269.

    Yu Q Y, Yu M F, Song C, et al. Flora in Dahaituo Nature Reserve and its relationship with surrounding reserves[J]. Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 2014, 34(6): 1269−1275. doi:  10.7606/j.issn.1000-4025.2014.06.1269.
    [25] 卢振启, 黄秋娴, 杨新兵. 河北雾灵山不同海拔油松人工林枯落物及土壤水文效应研究[J]. 水土保持学报, 2014, 28(1):112−116. doi:  10.3969/j.issn.1009-2242.2014.01.022.

    Lu Z Q, Huang Q X, Yang X B. Research on hydrological effects of forest litters and soil of Pinus tabuliformis plantations in the different altitudes of Wuling Mountains in Hebei[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2014, 28(1): 112−116. doi:  10.3969/j.issn.1009-2242.2014.01.022.
    [26] 丛明旸, 石会平, 张小锟, 等. 八仙山国家级自然保护区典型森林群落结构及物种多样性研究[J]. 南开大学学报(自然科学版), 2013, 46(4):44−52.

    Cong M Y, Shi H P, Zhang X K, et al. Analyses on community structure and species diversit of typical forest in Baxianshan National Natural Reserve[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Nankaiensis, 2013, 46(4): 44−52.
    [27] 董泽生. 辽宁虹螺山自然保护区生态环境质量评价[J]. 辽宁林业科技, 2013(4):21−25. doi:  10.3969/j.issn.1001-1714.2013.04.007.

    Dong Z S. Ecological environment evaluation on Liaoning Hongluoshan Natural Reserve[J]. Liaoning Forestry Science and Technology, 2013(4): 21−25. doi:  10.3969/j.issn.1001-1714.2013.04.007.
    [28] 牛玉璐, 赵建成. 茅荆坝自然保护区种子植物区系研究[J]. 江苏农业科学, 2010(3):397−400. doi:  10.3969/j.issn.1002-1302.2010.03.163.

    Niu Y L, Zhao J C. Study on the flora of seed plants on Maojinba Natural Reserve[J]. Jiangsu Agricultural Sciences, 2010(3): 397−400. doi:  10.3969/j.issn.1002-1302.2010.03.163.
    [29] Hegyi F. A simulation model for managing jack-pine stands[J]. Growth Models for Tree and Stand Simulation, 1974(30): 74−90.
    [30] 张跃西. 邻体干扰模型的改进及其在营林中的应用[J]. 植物生态学与地植物学学报, 1993, 17(4):352−357.

    Zhang Y X. Application and improvement of the neighborhood interference model[J]. Chinese Journal of Plant Ecology, 1993, 17(4): 352−357.
    [31] 宋超, 余琦殷, 于梦凡, 等. 北京地区黄檗种群数量结构及空间分布特征[J]. 生态学杂志, 2015, 34(11):3040−3049.

    Song C, Yu Q Y, Yu M F, et al. Population structure and spatial distribution characteristics of Phellodendron amurense in Beijing[J]. Chinese Journal of Ecology, 2015, 34(11): 3040−3049.
    [32] Ducey M J, Knapp R A. A stand density index for complex mixed species forests in the northeastern United States[J]. Forest Ecology and Manage, 2010, 260(9): 1613−1622.
    [33] 周晏平, 雷泽勇, 赵国军, 等. 沙地樟子松不同树高-胸径模型比较分析[J]. 华南农业大学学报, 2019, 40(3):75−81. doi:  10.7671/j.issn.1001-411X.201806032.

    Zhou Y P, Lei Z Y, Zhao G J, et al. Comparing different height-diameter models of Pinus sylvestris var. mongolica in sandy land[J]. Journal of South China Agricultural University, 2019, 40(3): 75−81. doi:  10.7671/j.issn.1001-411X.201806032.
    [34] 樊伟, 许崇华, 崔珺, 等. 基于混合效应的大别山地区杉木树高−胸径模型比较[J]. 应用生态学报, 2017, 28(9):2831−2839.

    Fan W, Xu C H, Cui J, et al. Comparisons of height-diameter models of Chinese fir based on mixed effect in Dabie Mountain area, China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2017, 28(9): 2831−2839.
    [35] 徐庆华, 杨进良, 黄练忠, 等. 次生常绿阔叶林群落林冠结构对林下植被的影响[J]. 浙江农林大学学报, 2019, 36(6):1151−1157. doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.012.

    Xu Q H, Yang J L, Huang L Z, et al. Influence of canopy structure on understory vegetation of secondary evergreen broadleaf forest communities[J]. Journal of Zhejiang A&F University, 2019, 36(6): 1151−1157. doi:  10.11833/j.issn.2095-0756.2019.06.012.
    [36] 李海奎, 法蕾. 基于分级的全国主要树种树高−胸径曲线模型[J]. 林业科学, 2011, 47(10):83−90. doi:  10.11707/j.1001-7488.20111013.

    Li H K, Fa L. Height-diameter model for major tree species in China using the classified height method[J]. Scientia Silvae Sinicae, 2011, 47(10): 83−90. doi:  10.11707/j.1001-7488.20111013.
    [37] 周晓峰, 王义弘, 赵惠勋, 等. 关于三大硬阔的适生条件[J]. 东北林学院学报, 1980, 24(4):1 − 10, 123 − 124.

    Zhou X F, Wang Y H, Zhao H X, et al. The favorable conditions for the growth of three important hardwood trees[J]. Journal of Northeast Forestry University, 1980, 24(4): 1 − 10, 123 − 124.
    [38] 马建路. 水曲柳、胡桃楸、黄波罗和紫椴适生立地条件的对比研究[J]. 林业资源管理, 1996(4):53−57.

    Ma J L. Comparative study on the suitable site conditions of Fraxinus mandshurica, Juglans mandshurica and Phellodendron amurense[J]. Forest Resources Management, 1996(4): 53−57.
    [39] 王立龙, 王亮, 张丽芳, 等. 不同生境下濒危植物裸果木种群结构及动态特征[J]. 植物生态学报, 2015, 39(10):980−989. doi:  10.17521/cjpe.2015.0095.

    Wang L L, Wang L, Zhang L F, et al. Structure and dynamic characteristics of Gymnocarpos przewalskii in different habitats[J]. Chinese Journal of Plant Ecology, 2015, 39(10): 980−989. doi:  10.17521/cjpe.2015.0095.
    [40] 李静贤. 中国野生黄檗资源研究和保护现状[J]. 安徽农业科学, 2013, 41(7):2896−2897. doi:  10.3969/j.issn.0517-6611.2013.07.029.

    Li J X. Current situation of study and protection of wild Phellodendron amurense resource in China[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2013, 41(7): 2896−2897. doi:  10.3969/j.issn.0517-6611.2013.07.029.
  • [1] 王俊, 王泳腾, 段洋波, 谢磊, 崔国发.  广东南岭国家级自然保护区华南五针松种内和种间关系研究 . 北京林业大学学报, 2020, 42(5): 25-32. doi: 10.12171/j.1000-1522.20180436
    [2] 张智勇, 王瑜, 艾宁, 刘广全, 刘长海.  陕北黄土区不同植被类型土壤有机碳分布特征及其影响因素 . 北京林业大学学报, 2020, 42(11): 56-63. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200013
    [3] 白莹, 胡淑萍.  基于CART决策树的自然保护区植被类型分布研究 . 北京林业大学学报, 2020, 42(6): 113-122. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190269
    [4] 张参参, 吴小刚, 刘斌, 施雪文, 陈伏生, 裘利洪, 卜文圣.  江西九连山不同海拔梯度土壤有机碳的变异规律 . 北京林业大学学报, 2019, 41(2): 19-28. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180383
    [5] 罗梅, 陈绍志.  不同龄组长白落叶松种内及种间竞争研究 . 北京林业大学学报, 2018, 40(9): 33-44. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180126
    [6] 丁康, 徐学远, 陈文媛, ShahmirAli Kalhoro.  长武塬边坡不同植被下土壤团聚体及入渗特征 . 北京林业大学学报, 2017, 39(12): 44-51. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170219
    [7] 陈永辉, 张晓丽, 刘会玲, 王书涵.  甘肃大野口青海云杉距离加权大小比竞争指数研究 . 北京林业大学学报, 2017, 39(2): 40-48. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160210
    [8] 李际平, 房晓娜, 封尧, 孙华, 曹小玉, 赵春燕, 李建军.  基于加权Voronoi图的林木竞争指数 . 北京林业大学学报, 2015, 37(3): 61-68. doi: 10.13332/j.1000-1522.20140310
    [9] 刘彤, 夏春梅, 胡燕妮, 徐丽娇, 周志强.  天然黄檗不同季节主要生物碱含量差异的研究 . 北京林业大学学报, 2013, 35(4): 27-33.
    [10]
    林勇明, 俞伟, 刘奕, 吴承祯, 洪伟, 陈灿, 李键, 
    汶川震区典型区不同受损阶段群落多样性特征——以北川县为例 . 北京林业大学学报, 2012, 34(6): 75-79.
    [11] 覃炳醒, 姚丽萍, 周志强, 张玉红.  干旱胁迫对黄檗幼苗生理及叶片中小檗碱含量的影响 . 北京林业大学学报, 2012, 34(3): 26-30.
    [12] 李晓松, 李增元, 高志海, 白黎娜, 王琫瑜, 李世明.  基于Hyperion植被指数的干旱地区稀疏植被覆盖度估测 . 北京林业大学学报, 2010, 32(3): 95-100.
    [13] 周荣伍, 安玉涛, 王浩, 任云卯, 王奇峰, 何宝华, 陈鹏飞, 林大影.  西山国家森林公园人工侧柏林种内与种间竞争的数量关系 . 北京林业大学学报, 2010, 32(6): 27-32.
    [14] 张振明, 余新晓, 徐娟, 甘敬, 王小平, 李金海.  不同植被类型土壤碱解氮空间变异性及预测 . 北京林业大学学报, 2009, 31(5): 12-18.
    [15] 魏强, 张秋良, 代海燕, 郭鑫, .  大青山不同植被下的地表径流和土壤侵蚀 . 北京林业大学学报, 2008, 30(5): 111-117.
    [16] 林勇明, 崔鹏, 葛永刚, 王道杰, 谢贤健, .  泥石流频发区人工恢复新银合欢林种内竞争——以云南东川蒋家沟流域为例 . 北京林业大学学报, 2008, 30(3): 13-17.
    [17] 史宇, 余新晓, 岳永杰, 王小平, 秦永胜, 陈俊崎, .  北京山区天然侧柏林种内竞争研究 . 北京林业大学学报, 2008, 30(supp.2): 36-40.
    [18] 胡淑萍, 余新晓, 王小平, 秦永胜, 陈俊崎.  人工神经网络在流域植被类型优化中的应用 . 北京林业大学学报, 2008, 30(supp.2): 1-5.
    [19] 冯朝阳, 吕世海, 高吉喜, 刘尚华, 林栋, .  华北山地不同植被类型土壤呼吸特征研究 . 北京林业大学学报, 2008, 30(2): 20-26.
    [20] 王顺忠, 何亚平, 宋颖琦, 李瑞, 白新祥, 王旭, 惠刚盈, 徐基良, 齐实, 王尚德, 耿玉清, 姚洪军, 雷加富, 任琴, 王清奎, 武广涛, 马尔妮, 徐向舟, 余雁, 周成理, 刘秀萍, 白翠霞, 云琦, 康向阳, 徐海, 俞国胜, 王飞, 陈丽华, 崔国发, 赵广杰, 张克斌, 汪思龙, 刘大庆, 胡可, 费本华, 费世民, 石玉杰, 周国逸, 杨莉, 杨谦, 史军义, 蒋俊明, 宋维峰, 冯宗炜, 张波, 张红武, 赵铁蕊, 戴思兰, 秦跟基, 李代丽, 王百田, 徐秉玖, 陈晓鸣, 胡艳波, 孙阁, 张恒明, 孙阁, 胡永建, 李忠, 张慧, 王戈, 王树森, 王亮生, 陈华君, 瞿礼嘉, 代力民, 朱金兆, 董占地, 杨晓晖, 高荣孚, 易传辉, 陈秀明, 张德强, 朱明东, 武波, 余英, 石雷, 闫俊华, 王庆礼, 乔锋, 金幼菊, 肖玉保, 陈峻崎, 赵辉, 杨俊杰, 陈晓阳, 李镇宇, 杨海龙, 唐森强, SteveMcNulty, 杨莉.  北京八达岭地区土壤酶活性及其与土壤肥力的关系 . 北京林业大学学报, 2006, 28(5): 7-11.
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-05
  • 修回日期:  2020-06-02
  • 网络出版日期:  2020-12-14
  • 刊出日期:  2021-02-05

濒危植物黄檗的生存压力研究

doi: 10.12171/j.1000-1522.20200130
    基金项目:  国家重点研发计划项目(2018YFC0507203)
    作者简介:

    王泳腾,博士生。主要研究方向:生物多样性保护与利用。Email:wyt526433273@qq.com 地址:100083北京市海淀区北京林业大学生态与自然保护学院

    通讯作者: 崔国发,教授,博士生导师。主要研究方向:自然保护区建设与管理。Email:fa6716@163.com  地址:同上
  • 中图分类号: S718.5

摘要:   目的  从不同径级、地区和植被类型等3个方面探讨燕山地区野生黄檗个体的生存压力强度,为珍稀濒危物种的保护提供理论依据。  方法  采用典型抽样法设置25个面积为20 m × 20 m的样地,利用“一种珍稀濒危树种个体生存压力计算方法”分析野生黄檗个体所受的生存压力强度。  结果  研究结果表明:(1)本次调查到的黄檗共计140株并散生于8个自然保护区,其中在北京百花山国家级自然保护区密度最大,在河北大海陀国家级自然保护区最小,分别为5.63株/m2和1.25株/m2;(2)燕山地区小树阶段(第Ⅰ ~ Ⅲ径级)的黄檗数量最多,并且受到的种内及种间生存压力最大,分别为13.897和48.135,随着胸径的增大,生存压力变小;(3)黄檗种群在河北雾灵山国家级自然保护区受到的生存压力最大,在河北茅荆坝国家级自然保护区最小,分别为30.363和1.763;(4)黄檗种群在紫椴林、胡桃楸林和黄檗油松混交林中受到的生存压力较大,在大果榆林和大果榆−蒙古栎−花曲柳混交林中较小。  结论  燕山地区黄檗的生存压力主要来自于种间,因此需要对一些距离较近的以及具有较强竞争力的高大乔木,如油松和胡桃楸进行修枝或者择伐,减缓黄檗的竞争压力,促进黄檗天然林的更新。

English Abstract

王泳腾, 黄治昊, 王俊, 张童, 郎立华, 孙国明, 崔国发. 濒危植物黄檗的生存压力研究[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(1): 49-57. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200130
引用本文: 王泳腾, 黄治昊, 王俊, 张童, 郎立华, 孙国明, 崔国发. 濒危植物黄檗的生存压力研究[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(1): 49-57. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200130
Wang Yongteng, Huang Zhihao, Wang Jun, Zhang Tong, Lang Lihua, Sun Guoming, Cui Guofa. Survival pressure of endangered species Phellodendron amurense[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2021, 43(1): 49-57. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200130
Citation: Wang Yongteng, Huang Zhihao, Wang Jun, Zhang Tong, Lang Lihua, Sun Guoming, Cui Guofa. Survival pressure of endangered species Phellodendron amurense[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2021, 43(1): 49-57. doi: 10.12171/j.1000-1522.20200130
  • 物种共存是一个古老而常新的话题,至今仍然吸引着众多的生态研究者。竞争是塑造植物形态、生活史以及植物群落结构和动态的主要动力之一[1]。自然界中的生物,对资源、空间和食物等表现出的竞争关系贯穿了整个生长发育和进化过程[2]。在生态系统中,林木竞争十分常见,主要表现在地上部分的枝叶和地下部分的根系对有限资源和生存空间的竞争[3-5]。竞争既是植物个体本身的重要属性,也是自然选择的原因之一[2]。植物间的竞争影响着群落演替、种群的空间分布、动态和物种多样性[6-7],也是植物种内和种间的主要表现形式,在达尔文的自然选择学说中一直占据重要位置[8]

    黄檗(Phellodendron amurense),为芸香科(Rutaceae)黄檗属(Phellodendron)落叶阔叶乔木,是一种珍贵的用材树种,也是一种重要的药用植物资源。自1980年以来,由于人们开采严重,野生黄檗资源数量急剧减少。目前,对黄檗的研究主要集中在药用成分的分析、提取以及药效学上[9-12]。此外,在人工栽培繁育技术[13]和潜在适宜分布区预测[14]等方面也产生了部分研究,而有关野生黄檗种群生存压力的研究仍处于空白状态。本研究运用“一种珍稀濒危树种个体生存压力计算方法”[15],对燕山山脉范围内8个国家级自然保护区的野生黄檗种群进行不同径级、不同地区和不同植被类型下的生存压力指数计算,明确黄檗个体承受的来自各竞争木的生存压力大小,为珍稀濒危个体优先拯救和竞争树种的定株清除、控制提供依据,为黄檗自然种群提供有效合理的保护对策和理论依据。

    • 2019年6月至8月,对燕山范围内野生黄檗种群分布较集中的8个国家级自然保护区(图1)进行实地调查,包括天津八仙山自然保护区(以下简称八仙山)、北京百花山国家级自然保护区(以下简称百花山)、北京松山国家级自然保护区(以下简称松山)、河北大海陀国家级自然保护区(以下简称大海陀)、河北茅荆坝国家级自然保护区(以下简称茅荆坝)、河北雾灵山国家级自然保护区(以下简称雾灵山)、辽宁白狼山国家级自然保护区(以下简称白狼山)和辽宁虹螺山国家级自然保护区(以下简称虹螺山),根据文献[16-28]和当地气象部门以及相关资料了解的各保护区的概况见表1

      图  1  自然保护区位置分布图

      Figure 1.  Location map of nature reserves

      表 1  研究区概况

      Table 1.  General situation of research area

      地区
      Region
      年均温度
      Annual average temperature/℃
      年降雨量
      Annual rainfall/mm
      无霜期
      No frost period/d
      土壤类型
      Soil type
      大海陀 Dahaituo 5.5 483.3 120 褐土、棕壤、草甸土
      Cinnamon soil, brown earth, meadow soil
      八仙山 Baxian Mountain 10.1 968.5 195 褐土、棕壤
      Cinnamon soil, brown earth
      白狼山 Bailang Mountain 9.0 430.0 180 褐土、棕壤
      Cinnamon soil, brown earth
      百花山 Baihua Mountain 10.2 624.0 110 褐土、棕壤、草甸土
      Cinnamon soil, brown earth, meadow soil
      虹螺山 Hongluo Mountain 8.7 618.0 165 褐土、棕壤
      Cinnamon soil, brown earth
      茅荆坝 Maojingba 7.9 537.6 145 褐土、棕壤、草甸土
      Cinnamon soil, brown earth, meadow soil
      松山 Song Mountain 8.5 493.0 140 褐土、棕壤、草甸土
      Cinnamon soil, brown earth, meadow soil
      雾灵山 Wuling Mountain 7.6 763.0 130 褐土、棕壤
      Cinnamon soil, brown earth
    • 由于黄檗在野外零散分布,采用典型抽样法,在八仙山选取了5个样地,区内黄檗的主要木本伴生种有元宝槭(Acer truncatum)、蒙古栎(Quercus mongolica)和大果榆(Ulmus macrocarpa)等;在百花山选取了4个样地,区内黄檗的主要木本伴生种有胡桃楸(Juglans mandshurica)、油松(Pinus tabuliformis)和山杨(Populus davidiana)等;在松山选取了2个样地,区内黄檗的主要木本伴生种有胡桃楸和暴马丁香(Syringa reticulata var. amurensis)等;在大海陀选取了1个样地,区内黄檗的主要木本伴生种有胡桃楸、黑桦(Betula dahurica)和白桦(Betula platyphylla)等;在茅荆坝选取了2个样地,区内黄檗的主要木本伴生种有大果榆和胡桃楸等;在雾灵山选取了3个样地,区内黄檗的主要木本伴生种有紫椴(Tilia amurensis)、山杏(Armeniaca sibirica)和槲树(Quercus dentata)等;在白狼山选取了4个样地,区内黄檗的主要木本伴生种有大果榆和花曲柳(Fraxinus rhynchophylla)等;在虹螺山选取了4个样地,区内黄檗的主要木本伴生种有秋子梨(Pyrus ussuriensis)等,共设置了25个黄檗分布较集中的样地,样地面积为20 m × 20 m,对样地内所有(DBH ≥ 4.0 cm)的乔木树种进行每木检尺,记录其胸径和树高等指标。并以样地左下角为坐标原点(0,0),记录每一株乔木的坐标(X,Y),坐标值用样方投影距离表示,并编号标记以免重复。同时记录各样方的环境数据,例如经纬度、海拔、坡度、坡向、坡位以及郁闭度等(表2)。

      表 2  黄檗调查样地的基本概况

      Table 2.  Basic information of sample plots of Phellodendron amurense

      编号
      No.
      坡位
      Slope position
      坡度
      Slope degree/(°)
      坡向
      Slope aspect
      海拔
      Altitude/m
      人为干扰
      Anthropogenic destroy
      百花山1 Baihua Mountain 1 上坡位 Upper slope 17 ~ 22 西北 Northwest 1 295 无 No
      百花山2 Baihua Mountain 2 上坡位 Upper slope 10 ~ 16 西北 Northwest 1 293 无 No
      百花山3 Baihua Mountain 3 上坡位 Upper slope 3 ~ 8 北 North 1 179 无 No
      百花山4 Baihua Mountain 4 沟谷 Valley 1 174 轻微 Slight
      松山5 Song Mountain 5 沟谷 Valley 962 无 No
      松山6 Song Mountain 6 上坡位 Upper slope 16 ~ 22 东北 Northeast 1 174 无 No
      大海陀7 Dahaituo 7 下坡位 Lower slope 30 ~ 34 北 North 1 008 无 No
      茅荆坝8 Maojingba 8 中坡位 Middle slope 3 ~ 7 东南 Southeast 1 081 严重 Severe
      茅荆坝9 Maojingba 9 中坡位 Middle slope 28 ~ 33 北 North 836 轻微 Slight
      雾灵山10 Wuling Mountain 10 中坡位 Middle slope 23 ~ 28 东北 Northeast 964 无 No
      雾灵山11 Wuling Mountain 11 中坡位 Middle slope 18 ~ 23 西北 Northwest 332 无 No
      雾灵山12 Wuling Mountain 12 中坡位 Middle slope 11 ~ 16 西北 Northwest 281 无 No
      白狼山13 Bailang Mountain 13 上坡位 Upper slope 3 ~ 8 东南 Southeast 701 无 No
      白狼山14 Bailang Mountain 14 沟谷 Valley 707 无 No
      白狼山15 Bailang Mountain 15 中坡位 Middle slope 4 ~ 9 东南 Southeast 671 无 No
      白狼山16 Bailang Mountain 16 沟谷 Valley 578 无 No
      虹螺山17 Hongluo Mountain 17 沟谷 Valley 331 无 No
      虹螺山18 Hongluo Mountain 18 下坡位 Lower slope 17 ~ 22 北 North 341 无 No
      虹螺山19 Hongluo Mountain 19 下坡位 Lower slope 29 ~ 34 西北 Northwest 413 无 No
      虹螺山20 Hongluo Mountain 20 下坡位 Lower slope 28 ~ 35 北 North 385 无 No
      八仙山21 Baxian Mountain 21 上坡位 Upper slope 33 ~ 39 东北 Northeast 915 无 No
      八仙山22 Baxian Mountain 22 上坡位 Upper slope 38 ~ 43 东南 Southeast 897 无 No
      八仙山23 Baxian Mountain 23 上坡位 Upper slope 18 ~ 23 东南 Southeast 910 无 No
      八仙山24 Baxian Mountain 24 上坡位 Upper slope 28 ~ 34 北 North 850 无 No
      八仙山25 Baxian Mountain 25 中坡位 Middle slope 17 ~ 22 北 North 535 无 No
    • 一种珍稀濒危树种个体生存压力计算方法,与Hegyi单木竞争模型[29]以及张跃西改进后的邻体干扰模型[30]相比,不仅考虑了濒危树种与具有竞争效应植株的距离,还考虑了树高和胸径等其他重要测树因子。本研究对其计算公式进行了优化,具体公式如下:

      (1)珍稀濒危树种个体承受的来自某一株竞争木的单株生存压力指数PIij

      $${\rm{P}}{{\rm{I}}_{i\!j}} = \frac{{{D_{i\!j}}}}{{{D_i}}} \times \frac{{{H_{i\!j}} - {L_{i\!j}}}}{{{H_i}}}$$

      式中:PIij为单株生存压力指数,即珍稀濒危树种第i株个体承受第j株竞争木的生存压力,PIij ≥ 0;Dij为第j株竞争木的胸径,单位为cm;Di为珍稀濒危树种第i株个体的胸径,单位为cm;Hij为第j株竞争木的树高,单位为m;Lij为第j株竞争木与珍稀濒危树种第i株个体的距离,单位为m;Hi为珍稀濒危树种第i株个体的树高,单位为m;当某树种的树高H大于等于其与珍稀濒危树种个体距离L时,确定此植株为竞争木。

      (2)珍稀濒危树种个体承受的来自某个竞争树种即t的生存压力指数PIit

      $${\rm{P}}{{\rm{I}}_{it}} = \sum\limits_{j = 1}^m {{\rm{P}}{{\rm{I}}_{i\!j}}} $$

      式中:PIit为树种生存压力指数,即珍稀濒危树种第i株个体承受的来自竞争树种t的生存压力;PIij为单株生存压力指数,即珍稀濒危树种第i株个体承受的来自竞争树种t内第j株竞争木的单株生存压力;m为竞争树种t的竞争木的株数。

      (3)珍稀濒危树种个体承受的来自所有竞争树种的生存压力指数PIi

      $${\rm{P}}{{\rm{I}}_i} = \sum\limits_{t = 1}^n {{\rm{P}}{{\rm{I}}_{it}}} $$

      式中:PIi为生存压力指数,即珍稀濒危树种第i株个体承受的来自所有竞争树种的生存压力;PIit为树种生存压力指数,即珍稀濒危树种第i株个体承受的来自竞争树种t的生存压力;n为竞争树种总数。

    • 在径级划分时,参考前人对黄檗径级的划分方法[31]并根据此次实地调查情况将其划分为10个径级:第Ⅰ径级(4 cm < DBH ≤ 8 cm)、第Ⅱ径级(8 cm < DBH ≤ 12 cm)、第Ⅲ径级(12 cm < DBH ≤ 16 cm)为小树阶段;第Ⅳ径级(16 cm < DBH ≤ 20 cm)、第Ⅴ径级 (20 cm < DBH ≤ 24 cm)、第Ⅵ 径级 (24 cm < DBH ≤ 28 cm)为中树阶段;第Ⅶ径级 (28 cm < DBH ≤ 32 cm)、第Ⅷ径级 (32 cm < DBH ≤ 36 cm)、第Ⅸ径级 (DBH > 36 cm)为大树阶段,以分析不同径级的个体数量以及生存压力指数。

    • 在本次调查中,黄檗在不同保护区呈现零散分布且数量不同。其中,雾灵山的数量最多,为44株,茅荆坝的数量最少,仅4株;百花山的密度最大,为5.63株/m2,大海陀的密度最小,仅1.25株/m2。胸径和树高是两个重要的测树因子,是单木材积计算、生物量和林分结构中不可或缺的数据[32-36],本次研究发现两因子存在一定的线性相关度(y = 0.271 3x + 4.235 6,R2 = 0.447 5);此外,黄檗的平均胸径主要集中在8 ~ 16 cm范围内,最大平均树高为13.63 m,位于八仙山,其他地区的平均树高相差不大,均在5 ~ 9 m范围内。总体而言,燕山地区小树阶段的黄檗种群数量丰富且树高增长明显,在中树和大树阶段,随着胸径的增加,其树高增长趋势趋于平缓(图2表3)。

      图  2  研究区黄檗树高与胸径关系图

      Figure 2.  Relation map of tree height and DBH of Phellodendron amurense in research area

      表 3  研究区黄檗情况

      Table 3.  Phellodendron amurense condition in research area

      地区
      Region
      数量
      Number
      平均胸径
      Average DBH/cm
      平均树高
      Average tree height/m
      密度/(株·m−2)
      Density/(plant·m−2)
      大海陀 Dahaituo 5 16.72 5.00 1.25
      八仙山 Baxian Mountain 18 25.82 13.63 2.40
      白狼山 Bailang Mountain 21 11.55 5.85 3.75
      百花山 Baihua Mountain 25 14.05 7.52 5.63
      虹螺山 Hongluo Mountain 18 15.33 8.73 3.19
      茅荆坝 Maojingba 4 8.30 5.23 3.00
      松山 Song Mountain 5 13.92 6.52 2.50
      雾灵山 Wuling Mountain 44 9.01 7.30 3.67
    • 表4所示,除第Ⅵ ~ Ⅷ径级黄檗种群的种间生存压力强度小于种内生存压力强度,其他径级的种间生存压力强度均大于种内生存压力强度;第Ⅰ、Ⅲ径级种内及种间生存压力的标准差较大,说明Ⅰ、Ⅲ径级中不同个体之间的种内和种间竞争强度差别较大,其他径级个体之间竞争强度差异较小,总体上黄檗的生存压力主要来自于种间,这与自然状态下该物种数量稀少且呈散生分布的特性相一致。

      表 4  不同径级的黄檗生存压力指数

      Table 4.  Survival pressure indexes in Phellodendron amurense of different DBH classes

      径级
      DBH class
      胸径
      DBH/cm
      种内生存压力指数
      Interspecific survival pressure index (PIintra)
      σintra种间生存压力指数
      Intraspecific survival pressure index (PIinter)
      σinter
      4 ~ 8 8.064 11.895 28.137 32.696
      8 ~ 12 2.550 2.503 9.410 10.445
      12 ~ 16 3.284 7.594 10.588 25.976
      16 ~ 20 1.469 0.930 4.271 2.712
      20 ~ 24 1.629 1.084 1.960 1.406
      24 ~ 28 1.300 1.257 1.102 1.360
      28 ~ 32 1.871 1.650 1.291 1.547
      32 ~ 36 1.159 1.013 0.394 0.217
      > 36 0.064 1.245

      在黄檗生长过程中,小树阶段的黄檗种内生存压力指数为13.898,种间生存压力指数为48.135,分别占总体的64.97%和82.43%。此后,生存压力强度随着黄檗径级的增大呈现下降趋势,这与实际调查的黄檗情况相符。在本次调查中,黄檗小树数量居多,在生长过程中黄檗个体之间、个体与伴生种之间不断发生资源竞争,竞争能力从而不断提高,到了中树阶段,生存能力较强的个体存活了下来,能够充分利用空气、水分、光照、热量以及土壤养分等资源,伴生种对其施加的生存压力逐渐减弱并趋于稳定状态。

    • 表5可知,黄檗在不同地区受到的生存压力差别较大,在河北雾灵山国家级保护区的生存压力指数最大,并且具有较大的标准差,可能与所设样地的典型性和人为干扰有关。在本地区调查中,所设样地(雾灵山10、雾灵山11、雾灵山12)为无人干扰、排水良好的中坡位,正是最适宜紫椴生长的地段,此处的黄檗与紫椴为争夺生存空间发生强烈的竞争,导致种间生存压力较大;在北京百花山国家级自然保护区中,其生存压力指数也较大,且种间生存压力强度的标准差也较大,原因可能是所设样地(百花山3)是处于主林层的油松林,而此处黄檗径级较小,阴蔽的环境阻碍了幼龄黄檗的生长;在河北茅荆坝国家级自然保护区中,黄檗受到的种间及种内生存压力均为最小,可能是此地区植株为人类砍伐后萌蘖的黄檗幼苗,数量稀少,且坡度较陡,致使周围无高大乔木,对其生长影响较小。

      表 5  不同保护区的黄檗生存压力指数

      Table 5.  Survival pressure indexes in Phellodendron amurense in different natural reserves

      地区 Area种内生存压力指数 PIintraσintra种间生存压力指数 PIinterσinter
      大海陀 Dahaituo 1.643 0.955 6.342 4.203
      八仙山 Baxian Mountain 1.461 1.107 2.696 1.114
      白狼山 Bailang Mountain 1.556 1.667 3.279 0.711
      百花山 Baihua Mountain 3.821 3.829 21.463 15.659
      虹螺山 Hongluo Mountain 2.129 1.200 2.402 2.416
      茅荆坝 Maojingba 1.261 3.524 0.502 0.555
      松山 Song Mountain 1.044 0.257 23.655 6.186
      雾灵山 Wuling Mountain 8.106 14.401 22.257 11.297
    • 表6可知,在不同的植被类型中,黄檗所受到的生存压力也各不相同。在紫椴林中,黄檗的平均树高为7.3 m,紫椴的平均树高为9.329 m,生存压力为39.693;在胡桃楸林中,黄檗的平均树高为4.45 m, 胡桃楸的平均树高为10.786 m,生存压力为58.824,作为伴生种的黄檗在这两种纯林中受到了较大的生存压力,这可能是因为胡桃楸、紫椴与黄檗都喜生长在土壤肥力高和排水良好的地段,此处的胡桃楸与紫椴的生命力旺盛,对资源有较强的竞争和利用力,阻碍了黄檗的生长。有研究认为三者具有相同的立地条件[37-38],本次调查长势良好的黄檗种群基本生长在缓坡的中下部、沟谷河流两岸以及半阴半阳坡位,这与胡桃楸和紫椴的适应生境相似,可能是黄檗所受种间生存压力大的主要原因。而在元宝槭林和大果榆林中,黄檗的种间生存压力较小,仅为1.135和1.170。

      表 6  不同植被类型的黄檗生存压力指数

      Table 6.  Survival pressure indexes of Phellodendron amurense under different vegetation types

      植被类型
      Vegetation type
      种内生存压力指数
      PIintra
      种间生存压力指数
      PIinter
      紫椴林 Tilia amurensis forest16.06539.693
      黄檗林 Phellodendron amurense forest12.90212.188
      胡桃楸林 Juglans mandshurica forest2.57958.824
      暴马丁香林 Syringa reticulata var. amurensis forest1.0934.436
      元宝槭林 Acer truncatum forest0.3651.135
      北京丁香林 Syringa pekinensis forest0.0004.801
      大果榆林 Ulmus macrocarpa forest0.0001.170
      黄檗油松混交林 Phellodendron amurense-Pinus tabuliformis mixed forest6.25042.482
      黄檗大果榆混交林 Phellodendron amurense-Ulmus macrocarpa mixed forest3.0084.736
      黄檗山杨混交林 Phellodendron amurense-Populus davidiana mixed forest1.8861.701
      黄檗山杏混交林 Phellodendron amurense-Armeniaca sibirica mixed forest0.6469.037
      黄檗元宝槭混交林 Phellodendron amurense-Acer truncatum mixed forest1.3983.368
      黄檗−大果榆−蒙古栎混交林 Phellodendron amurense-Ulmus macrocarpa-Quercus mongolica mixed forest1.1674.434
      黄檗蒙古栎混交林 Phellodendron amurense-Quercus mongolica mixed forest1.2486.544
      黄檗胡桃楸混交林 Phellodendron amurense-Juglans mandshurica mixed forest0.9422.069
      黄檗北京丁香混交林 Phellodendron amurense-Syringa pekinensis mixed forest0.00522.774
      大果榆−蒙古栎−花曲柳混交林 Ulmus macrocarpa-Quercus mongolica-Quercus mongolica mixed forest0.0001.106

      在黄檗油松林中,黄檗的平均树高为6.127 m,油松的平均树高为13.41 m,作为共建种的黄檗受到了较大的生存压力,为42.482,这可能与同为阳性树种的油松位于主林层,株高冠密,对资源的利用占有绝对性优势有关;而在大果榆−蒙古栎−花曲柳混交林中,种间生存压力指数仅为1.106。

    • 通过本次研究发现,在不同径级、地区和植被类型3个方面上,种间生存压力在黄檗群落的动态变化和演替发展中占主要作用,它疏作用远大于自疏作用。生态习性、生态幅和生态位等各种因素对植物之间的竞争能力都可以造成不同程度上的影响[39], 生态位越接近的物种,占据的生态宽度相似,对资源的竞争也就越剧烈,黄檗伴生种种类多,与其生态位重叠的概率就越大,这与黄檗散生特性和数量较少有关。

      不同径级黄檗所受的生存压力指数表明:同一径级的黄檗受到的生存压力强度存在差异,特别是第Ⅰ、Ⅲ径级差异较大,这是因为群落中的优势种对资源的利用率高,使处于生长发育初期的黄檗无法获得充足的生存资源,但随着径级的增大,对应的生存压力指数逐渐变小。其中,当径级大于第Ⅳ径级(DBH > 20 cm)时,生存压力强度变化不明显,且生存压力指数较低。这是因为植株在不断生长发育过程中,占据了一定的空间,竞争能力不断增强,尤其到了成熟林阶段,保留下来的个体处于主林层,对资源和空间占有绝对优势,竞争木对黄檗的竞争强度逐渐减弱,并趋于稳定。从其分布和生境特点可以看出,由于雾灵山和百花山分布有群落优势种的紫椴林和油松林,导致这两地区的黄檗受到了较大的种间生存压力。此外,野生黄檗可生于多种植被类型群落中,作为群落建群种、群落共建种和群落伴生种,所受到的生存压力也不同,紫椴林和胡桃楸林对黄檗施加的生存压力较大,这与李静贤[40]的研究中核桃楸林对黄檗的生长起到抑制作用结果一致。

    • 珍稀濒危物种的保护是保护生物学的重要研究领域之一。本次调查发现,在某些保护区内野生黄檗种群仍存在一定程度的生境人为干扰以及砍伐、剥皮等破坏行为,被伐黄檗通过根萌蘖生出幼苗,但由于植株矮小,无法在林中获得充足阳光、水分等资源,长势较差,种群更新困难,加之野生黄檗数量较少,其自身的生物学和生态学特性也导致种群的扩散能力较差,种群不容易变大,这也是黄檗濒危的重要原因之一。因此,在天然林更新中,可以采取人工抚育幼苗等措施来加强小径级黄檗的保护;黄檗为阳性树种,可在黄檗胸径达到20 cm之前,对一些距离较近的以及具有较强竞争力的高大乔木,如油松和胡桃楸进行修枝或者择伐,给予黄檗更多的阳光和生存空间,以减缓黄檗的竞争压力,促进黄檗天然林的更新;在人工造林中,选择中低海拔和土层较厚且阳光充足的缓坡进行黄檗栽植,避免与紫椴和胡桃楸栽种在一起;此外,在黄檗分布较为集中的地区建立保护小区,加强植物保护宣传和管理,尽可能减少对黄檗生境的破坏,同时加强对黄檗剥皮再生机理、黄檗种子库以及幼苗生长动态变化的研究等等,达到保护这一珍稀濒危物种的目的。

参考文献 (40)

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