程高佑,熊永榮,楊伯鋒
(陜西省樓觀臺(tái)國有生態(tài)實(shí)驗(yàn)林場(chǎng),陜西 周至 710402)
秦嶺箭竹(Fargesiaqinlingensisensis)為禾本科箭竹屬植物,分布于秦嶺海拔1 000~3 170 m的范圍。秦嶺箭竹是大熊貓(Ailuropodamelanoleuca)主食竹之一[1],也是大熊貓種群生存繁衍的物質(zhì)基礎(chǔ)。了解和掌握竹齡與生物量的關(guān)系,便于制定科學(xué)合理的經(jīng)營管理策略和措施。秦嶺山區(qū)竹類的研究主要集中資源調(diào)查、分類與分布、生物生態(tài)特性等方面[2-7]。秦嶺箭竹為合軸叢生竹類,叢內(nèi)密度及叢間密度在不同的生態(tài)環(huán)境下差別很大。如當(dāng)年生竿上的籜鞘多為紫綠色,而2齡級(jí)以上的竿上宿存的多變?yōu)榈S色[3]。不同林分類型和海拔高度箭竹的種群具有不同的分布格局[4]。竹類生物量的調(diào)查主要集中在地上部分[5-7]。秦嶺太白山不同生境條件下林分組分差別較大,其土壤肥力亦不同[6-10]。秦嶺箭竹的生長(zhǎng)狀況直接決定了秦嶺大熊貓的生存情況[10]。研究植物種群空間格局有助于認(rèn)識(shí)其生態(tài)過程以及它們與生境的相互關(guān)系[7],而克隆植物種群分布格局反映了無性系分株在水平空間的結(jié)構(gòu),它主要由克隆種群生物學(xué)特性、種間關(guān)系和環(huán)境條件下的綜合影響所決定[8]。陜西省樓觀臺(tái)國有生態(tài)實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)是中國野生大熊貓馴化放生基地之一,其區(qū)域內(nèi)分布有眾多的秦嶺箭竹種群。種群的年齡結(jié)構(gòu)是反映種群內(nèi)不同年齡組成員的數(shù)量配置情況,對(duì)了解種群歷史,分析、預(yù)測(cè)種群動(dòng)態(tài),合理經(jīng)營利用資源具有重要意義。
調(diào)查區(qū)位于陜西省樓觀臺(tái)實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)(E108°11′50″~E108°27′29″、N33°47′31″~N34°04′06″)。屬暖溫帶南緣的內(nèi)陸季風(fēng)氣候區(qū),冬季寒冷干燥,降水偏少;夏季氣候炎熱濕潤;春季氣候多變,四季分明。海拔501~2 996 m山地落葉闊葉林帶,其間主要有落葉闊葉櫟林和樺林帶。
選擇秦嶺箭竹分布集中、生長(zhǎng)良好的銳齒櫟林、樺木林、落葉松林、巴山冷杉林設(shè)置20 m×20 m樣地8個(gè),每塊樣地分別沿對(duì)角線設(shè)置3個(gè)5 m×5 m的灌木樣方和3個(gè)1 m×1 m的草本樣方。調(diào)查樣地的海拔、坡向、坡位、坡度、土壤、林內(nèi)光照、溫度、濕度等生境因子以及群落組成,喬木樹種的坐標(biāo)值、高度、胸徑等,灌木和草本植物的高度、蓋度等。各樣地環(huán)境因子見表1。在各樣地內(nèi),選擇生長(zhǎng)良好的秦嶺箭竹進(jìn)行調(diào)查,每樣方面積2~4 m2。以無性系為單位,調(diào)查其竿的數(shù)量、年齡,分枝數(shù)量,葉片數(shù)量,根狀莖的長(zhǎng)度、直徑,芽的數(shù)量,根的數(shù)量以及各構(gòu)件的生物量等。
表1 秦嶺箭竹種群所在不同樣地的環(huán)境因子
秦嶺箭竹個(gè)體地下莖隨年齡的變化會(huì)有一定的規(guī)律變化。秦嶺箭竹隨年齡的增長(zhǎng),秦嶺箭竹地下莖直徑和長(zhǎng)度都呈增長(zhǎng)趨勢(shì),在11齡級(jí)時(shí)達(dá)最大(此地下莖的節(jié)點(diǎn)生長(zhǎng)1齡級(jí)的竹竿)。并且年齡最長(zhǎng)的地下莖節(jié)點(diǎn)上生長(zhǎng)著年齡最小的竹竿。
從圖1可以初步發(fā)現(xiàn)秦嶺箭竹地下莖一年長(zhǎng)一節(jié),地下莖的分枝方式有兩種:總狀分枝,二叉分枝或假二叉分枝,并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)的分枝最多分兩個(gè)。
圖1 秦嶺箭竹地下莖結(jié)構(gòu)示意圖
判斷秦嶺箭竹年齡的方法有三個(gè):根據(jù)地下莖分枝中最長(zhǎng)一枝的節(jié)數(shù)判斷地下莖總的年齡;種子萌發(fā)的當(dāng)年或第二年形成的地下莖較細(xì)較短,根據(jù)這一規(guī)律來找到種子萌發(fā)的起點(diǎn),同時(shí)也可判斷齡級(jí)為1的地下莖的位置;根據(jù)地下莖的年齡判斷地上竹竿的年齡(1 a生地下莖的節(jié)點(diǎn)上長(zhǎng)的是年齡最長(zhǎng)的竹竿)。
由表2可知,秦嶺箭竹1、2、3、4齡級(jí)總生物量和主莖生物量均高;1齡級(jí)主莖生物量占總生物量的94.50%,竹竿數(shù)高達(dá)18;2、3、4、5齡級(jí)主莖生物量和竹竿數(shù)低于1齡級(jí),葉的生物量和一級(jí)分枝生物量占總生物量百分?jǐn)?shù)明顯高1齡級(jí)。說明1齡級(jí)生物量主要萌生竹竿,2、3、4、5齡級(jí)生物量則主要萌生竹竿、一級(jí)分枝和葉。6、7、8、9齡級(jí)總生物量和主莖生物量次之,竹竿數(shù)也較低,葉生物量占總生物量也不高。說明6、7、8、9齡級(jí)秦嶺箭竹生長(zhǎng)明顯減緩。10齡級(jí)以上秦嶺箭竹總生物量和主莖生物量明顯降低,生長(zhǎng)極為緩慢。
表2 秦嶺箭竹地上部分生物量分布
秦嶺箭竹1齡級(jí)生物量主要萌生竹竿,2、3、4、5齡級(jí)生物量則為主要萌生竹竿、一級(jí)分枝和葉,6、7、8、9齡級(jí)總生物量和主莖生物量不高,竹竿數(shù)較少,葉生物量占總生物量也不高,生長(zhǎng)速度明顯減緩,10齡級(jí)以上秦嶺箭竹生長(zhǎng)速率極為緩慢。