珍稀瀕危樹種格木保護生物學研究.pdf

1、格木（Erythrophleum fordiiO.）是我國熱帶南亞熱帶地區(qū)的珍貴用材樹種之一，且具有較高的藥用價值和生態(tài)價值，由于長期的過度利用和毀林開荒等，其天然林資源已遭受嚴重破壞，被列為我國二級重點保護植物，并作為漸危種列入 IUCN瀕危物種紅色名錄。本研究全面調(diào)查了我國格木的天然分布、生境特征以及保護現(xiàn)狀；重點揭示了典型格木種群（廣西武鳴）的結(jié)構(gòu)與動態(tài)以及海拔和人為干擾對格木種群以及天然林土壤化學性質(zhì)的影響；探明了格木蛀梢害蟲為

2、害特點及其與環(huán)境因子間的關(guān)系；系統(tǒng)地收集了格木種質(zhì)資源開展了種實和子代苗期表型變異研究，并運用SSR標記研究了其遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)；進一步開展了種質(zhì)資源遷地保存和利用研究。從種群生態(tài)學和種群遺傳學兩個方面較為系統(tǒng)地探討了格木瀕危現(xiàn)狀、瀕危機制以及可能的保護利用途徑，為制定其保護和利用策略提供了科學依據(jù)。主要結(jié)果如下：
　　1、我國格木天然分布范圍主要在廣西、廣東、福建和臺灣等地24oN以南地區(qū)，垂直分布多在海拔600m以下，集中

3、生長于山體中下部。其面臨的主要威脅來自于人類不合理開發(fā)利用、大面積毀林開荒種植農(nóng)作物或發(fā)展其它樹種等人為干擾，導致格木天然林及其生境破碎化十分嚴重。
　　2、格木種群天然更新方式包括種子更新和萌芽更新，但種群擴散則依靠種子散布。格木土壤種子庫屬于聚集分布類型，其種群也呈聚集分布。研究以面積最大的樣地Ⅱ（10000m2）為研究對象，通過編制種群靜態(tài)生命表進行種群年齡結(jié)構(gòu)與動態(tài)分析，結(jié)果顯示，格木幼年個體數(shù)量較多，且死亡率高，種群下降

4、快，中齡以后個體數(shù)量維持在較低水平，種群下降速率也基本穩(wěn)定，但中間齡級死亡率低于成年階段個體死亡率。總體來看隨齡級增加生存率（S（i））下降，累計死亡率（F（i））上升，死亡密度（f（ti））和危險率（λ（ti））下降。因此，可以推斷格木種群動態(tài)特征屬于早期個體數(shù)量多，淘汰率高，進入中齡期競爭穩(wěn)定死亡率趨穩(wěn)，在進入成熟階段個體競爭增加，死亡率也高于中齡期，因此，格木存活曲線屬于Deevey存活曲線Ⅲ型。
　　3、人為干擾對格木種群

5、結(jié)構(gòu)具有明顯影響，其與海拔綜合作用導致格木天然種群產(chǎn)生明顯變化。不同海拔樣地種群結(jié)構(gòu)及其動態(tài)分析結(jié)果顯示，隨著海拔上升，樣地內(nèi)格木種群和土壤種子庫的密度和頻度均表現(xiàn)出先升高后略下降的趨勢，而且土壤化學性質(zhì)也表現(xiàn)出類似變化趨勢，結(jié)果反映出格木在研究區(qū)域內(nèi)垂直分布上限特征，也可以看出干擾對低海拔種群影響較中高海拔大。進一步采用種群數(shù)量變化動態(tài)指數(shù)進行不同海拔種群動態(tài)分析發(fā)現(xiàn)，上部海拔較高地點三個樣地（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）屬于增長種群（Vpi>0，V

6、′pi>0），樣地Ⅳ、Ⅴ屬于衰退種群（Vpi<0，V′pii<0）。
　　4、格木蛀梢害蟲是影響天然更新乃至種群維持以及人工幼林生長的主要限制因子之一。本研究重點調(diào)查、分析了格木種質(zhì)資源保存林和萌芽更新萌條的蛀梢害蟲為害狀況，首次確定了格木蛀梢害蟲為荔枝異形小卷蛾（Cryptophlebia ombrodeltaL.），其受害木在林分內(nèi)呈聚集分布，為害率高達90％以上。研究初步總結(jié)了格木蟲害的發(fā)生規(guī)律，但其發(fā)生的環(huán)境和氣候條件尚需

7、進一步研究。
　　5、根據(jù)格木天然種群種實（8個種群）和子代苗期（6個種群）的表型變異分析結(jié)果可以看出，表型指標在種群間和種群內(nèi)均存在豐富變異，種群間差異顯著；莢果表型變異高于種子表型變異，即莢果表型受環(huán)境因子影響較大，子代苗期高生長變異大于地徑；苗期表型性狀與種子大小、千粒重性狀間相關(guān)顯著；與環(huán)境因子相關(guān)分析顯示，格木莢果形態(tài)與經(jīng)度顯著負相關(guān)，種子表型中僅千粒重與緯度顯著正相關(guān)，幼苗地徑和高徑比分別與年均溫和海拔呈顯著負相關(guān)；揭

8、示出溫度為格木天然種群水平分布和垂直分布的限制因素之一。
　　6、應(yīng)用5對SSR引物在9個種群中共檢測到5個多態(tài)位點、34個等位基因，其中7個為特有基因，每個位點具1或2個公共基因。9個種群平均每個位點的A、Ae、Ho、He和I的均值分別為2.50、3.9、0.5313、0.5783和1.0088。整體而言，F(xiàn)IS均值為0.0349，各種群大部分位點符合Hardy-Weinberg平衡。FST平均為0.1792，即17.92%的遺

9、傳變異存在于種群內(nèi)，種群間的遺傳分化較大，種群間基因流僅為1.1452。種群的遺傳距離和地理距離之間的相關(guān)性進行Mantel檢驗，發(fā)現(xiàn)二者相關(guān)關(guān)系不顯著（P>0.05）。
　　7、遷地保護種質(zhì)資源早期評價結(jié)果顯示，格木種群內(nèi)變異大于種群間變異，與分子水平檢測結(jié)果一致。從保存林早期生長初步判斷遷地保護效果較好，F(xiàn)J01、GX04種群在兩個試驗地均表現(xiàn)較好，但仍需進行長期觀測予以驗證。從表型和SSR標記綜合分析來看，格木遷地保護應(yīng)重點