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大明松4个分布区种质资源调查

2019-07-25冯源恒吴东山杨章旗黄永利冯育才

广西林业科学 2019年2期
关键词:大沙河分布区老山

冯源恒,吴东山,杨章旗,黄永利,冯育才

(1.广西壮族自治区林业科学研究院 国家林业和草原局马尾松工程技术研究中心 广西马尾松工程技术研究中心,南宁 530002;2.南宁市林业科学研究所 广西马尾松工程技术研究中心,南宁 530107;3.贵州大沙河自然保护区管理局,贵州道真 563500)

大明松(Pinus taiwanensisvar.damingshanensis),松科(Pinaceae)松属植物,是黄山松(Pinus taiwanensis)在我西南地区的一个变种[1,2]。该变种与黄山松的区别在于针叶内兼有中生与边生树脂道[3]。1974年科研人员在野外调查中发现大明松,1975年经郑万钧、傅立国等[4]鉴定并发表。大明松是经济树种,木材品质较马尾松佳,质坚实,富树脂,稍耐久用。可供建筑、矿柱、器具,板材及木纤维工业原料等用材;树干可割树脂[1],可以作为长江中下游地区海拔700 m以上酸性土荒山的重要造林树种。由于大明松长期得不到重视,该树种缺乏系统的保护与利用。物种的种群大小、遗传多样性状况、自然更新能力均缺乏针对性研究。

根据《中国植物志》记载,大明松仅见分布于广西大明山及贵州梵净山[1]。随着对黔桂两省区森林资源的不断深入调查,在广西金秀、资源及贵州道真、施秉等地陆续发现有大明松分布,但未进行细致调查[5-7]。鉴于此,本文通过对广西、贵州两省区的大明松种质资源进行调查,摸清黔桂两省区大明松的种质资源分布特征,为更为有效的保护利用大明山种质资源提供理论依据。

1 研究地概况与方法

1.1 大明山种源分布区概况

大明山种源分布区位于广西大明山国家级自然保护区内 (108°20′~108°24′E,23°24′~23°30′N),地处广西中部偏南的南宁市武鸣、上林、马山和宾阳四县交界处。大明山属于广西中部弧形山地的西翼南段,山体脉络分明。在地质构造上,属于以龙山系为轴心的穹窿背斜层,整个背斜组成的岩层中部以下古生代寒武纪地层及泥盆纪地层的砂岩、页岩系为主。保护区的气候属南亚热带湿润季风气候,具有夏湿冬干、干冷同期、湿热同季、气候垂直变化明显的特点。日照时间长,光热充足。年均气温12.4~19.7℃,极端最高气温28.6℃,极端最低气温-6.0℃,无霜期292~312 d,年均降水量2 630.3 mm。大明松分布在大明山天坪一带,尤以仙人台一带分布集中,组成一小片不足1 hm2的大明松林[8]。

1.2 银竹老山种源分布区概况

银竹老山种源分布在广西银竹老山国家级自然保护区内(110°32′~110°35′E,26°15′~26°19′N),地处广西东北部资源县。银竹老山属于越城岭西侧。在地质构造上,属于华夏古陆台、燕山运动所形成的山系,地势高峻,地貌以相对高差悬殊的花岗岩山地为特征。分布区属中亚热带季风气候,年均气温13.1℃,极端最低气温-11.9℃,极端最高气温34.0℃,年降水量2 065 mm[9]。大明松分布在银竹老山三宝鼎一带海拔1 780 m的南坡。

1.3 梵净山种源分布区概况

梵净山种源分布在贵州梵净山国家级自然保护区内(108°45′~108°48′E,27°49′~28°1′N),地处贵州东北部江口、松桃、印江三县交界处。梵净山是武陵山系西南段最高的山体,在地质构造上,属于中晚元古宙的绿岩系,主要母岩有变余粉砂岩、变余石英砂岩、绢云母板岩、千枚岩、变余凝灰岩以及变质细碧角斑岩。分布区属东亚季风气候区,具有明显的中亚热带季风山地湿润气候特征。年均气温5.0~17.0℃,年降水量1 100~2 600 mm,是贵州省降雨量最多的地区,也是全国多雨地区之一。大明松主要分布在梵净山蘑菇岩至棉絮岭一带。

1.4 大沙河种源分布区概况

大沙河种源分布在贵州大沙河国家级自然保护区内 (107°21′~107°47′E,29°00′~29°13′N),地处贵州北部道真县境内。该地为大娄山脉东段南缘支脉,地貌属于黔北山原中山峡谷、低山地。分布区属于北亚热带湿润季风气候区,年降水量1 200~1 360 mm,相对湿度88%。大明松主要分布在甑子岩一带[6]。

1.5 研究方法

在前期调查基础上,2014年至2018年对广西大明山、银竹老山和贵州梵净山、大沙河4地的大明松种质资源展开系统性调查,记录其胸径、树高、株数等信息,并对其群落特征和结实更新状况进行调查记录。

2 结果与分析

2.1 大明松各种源分布状况

大明松在广西、贵州两省呈散生分布。其中贵州道真大沙河是目前已发现的大明松最北种源,其纬度范围为29°08′13″~29°08′22″。同时大沙河也是目前已发现的大明松最西种源,其经度为107°35′04″~107°35′09″。大明山是目前已发现的大明松最南分布区,其纬度范围为23°30′12″~23°30′24″。银竹老山是目前已发现的大明松最东分布区(110°33′10″E)。

在4个种源中,除大沙河种源有部分单株分布在甑子岩下的山中小盆地外,其余均分布在上顶或山脊。在分布地中,海拔最低的是大明山仙人台(1 134 m);最高的是梵净山棉絮岭步道(2 031 m)。群体规模最大的是大明山,总计有40株;分布最为集中的是大明山仙人台,在一片面积狭小的突出崖壁上总计有26株(表1)。

表1 大明松4个种源分布情况Tab.1 Distribution of Pinus taiwanensis var.damingshanensis from 4 provenances

在植物群落类型方面,大明山分布区的乔木群落为大明松-海南五针松(Pinus fenzeliana)群落。银竹老山分布区的乔木群落为大明松-马尾松(Pinus massoniana) -木荷 (Schima superba) 群落。梵净山分布区的乔木群落为大明松-长苞铁杉(Tsuga longibracteata)群落。大沙河分布区的乔木群落为大明松-冬青(Ilex chinensis)-银杉(Cathaya argyrophylla) -黔 稠 (Cyclobalanopsis stewardiana)群落。

2.2 大明松各种源生长及繁育更新情况

在4个种源中,大明山种源共测量调查22株,平均树高6.10 m,平均胸径18.46 cm;银竹老山种源共调查11株,平均树高2.30 m,平均胸径7.82 cm;梵净山种源共调查31株,平均树高6.21 m,平均胸径21.47 cm;大沙河种源共调查33株,平均树高12.96 m,平均胸径23.35 cm。

大明松多生于悬崖峭壁不易钻取木芯,且钻取木芯可能对大明松生长造成不良影响,因此,本研究以种群径级结构表征大明松种群的年龄结构(表2)。在径级结构方面,大明松总体上表现为异龄结构,但不同种源的大明松群落又表现出不同特点。大明山和银竹老山种源都缺少胸径32 cm以上的大树,这与两地在建立保护区前均开展过大规模林木采伐有关,同时也与这两处种源分布在缺少表土岩石裸露的生境有关,贫瘠的土质较难提供大树生长所需的养分条件。银竹老山种源分布在海拔1 780 m且山体陡峭的迎风坡面,植根于裸露的岩石上,平均2.30 m的树高已是该环境内生存的最高树木。与之相比,梵净山、大沙河两地的气候情况较好且土质相对肥沃,大明松群落内存在较大比例的大树。但两地植被茂盛也对大明松的繁殖更新形成竞争,在调查中没有发现这两个种源径级小于4 cm的幼树。

表2 大明松4个种源径级结构Tab.2 Diameter grade structure of Pinus taiwanensis var.damingshanensis from 4 provenances

此外,在本次调查研究中还发现2类较为特殊的现象。在繁育更新方面,生境条件最为恶劣的银竹老山种源的结实繁育情况最好,不仅单株结实量大,而且在母株树冠遮蔽下的有限空间内生长着大量的松苗。这在其它种源的调查中均未发现。其原因可能来自两个方面,一是大明松分布在迎风坡面,强烈的山风有助花粉散播增强了结实能力;二是该环境不适宜大多数树木生存,大明松面临的竞争压力较小,而该种源大明松枝下高极低,树冠遮蔽下的区域土壤发育情况和受到山风影响均好于裸露的岩石坡面,大量松树幼苗得以存活。

而大沙河种源则表现出小环境因素对大明松生长的明显影响。大沙河种源的大明松分布地甑子岩是一处四面峭壁的孤立石峰,大明松分布在石峰上以及石峰下的小盆地里。石峰与盆地的海拔高度落差达到85 m。石峰上的大明松平均胸径14.31 cm,平均树高7.16 m;而石峰下的大明松则分别为27.28 cm、15.48 m,生长指标接近石峰上的2倍。

3 结论与讨论

3.1 西南地区大明松的分布特点

自1974年被首次发现,贵州、广西两省区已有多地发现有大明松分布。自北向南分别是贵州的大沙河、梵净山、云台山、雷公山以及广西的银竹老山、大瑶山、大明山。大明松总体的分布格局为不连续点状分布,但不难发现大明松分布的这些山脉均处于云贵高原东缘,黄山松传统分布区的西界。在这一区域内,海拔较高的山脉多数发现大明松分布[5-7]。作为黄山松的变种,大明松的分布特点与黄山松表现出经度水平的替代分布。与黄山松一样,大明松与马尾松也是垂直方向的替代种。这一现象在银竹老山表现的尤为明显。银竹老山所在的南岭山系本是传统的马尾松优良种源区[10],但在海拔1 700 m以上,虽有马尾松零星分布,但生长势已明显退化,两种松树在1 740~1 780 m的三宝鼎形成了典型的垂直替代交汇区。

3.2 大明松种质资源的保护利用

根据本次调查结果,大明松多生长于海拔较高的山顶、崖壁,是一种典型的耐低温、耐贫瘠的南方松类。但在土壤、气候环境条件较好的区域,如大沙河甑子岩小盆地内,也可表现出较大的生长量,达到用材标准。本次研究也从大沙河种源选出4株大明松优树,以用于遗传改良研究。综上所述,大明松是一种理想的高海拔山地造林的树种。

广西、贵州境内分布着大量高海拔山地,其原有森林植被遭到破坏后,生境恶劣,普通造林树种难以成活、生长,面临严重的石漠化风险。而经过长期进化,对低温、贫瘠较为适应的大明松恰是这些地区恢复森林植被的理想材料。大明松与黄山松本种一样,具有树形优美、千姿百态的特点,亦可作为高山地区发展生态旅游的景观树种。但大明松长期得不到重视保护,加上繁殖困难,所以成年株数较少,且悬崖峭壁上人工采种繁殖难度极大。因此,对大明松的保护利用应从种质资源收集保存入手,通过采穗、采种在异地嫁接或育苗,并选择海拔适宜的山地建立采种林分。在获得大量种子后,根据目标造林山地的具体情况,采取人工种植幼苗、点播甚至飞播的方式造林。

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