余凌帆,何 讓,楊 梅,文智猷,吳世磊
(1.四川省林業(yè)科學(xué)研究院,四川成都 610081;2.天全縣林業(yè)局,四川天全 625500)
光葉蕨(Cystoathyrium chinensis Ching)為蹄蓋蕨科(Athyriaceae)、光葉蕨屬(Cystoathyrium)植物。多年生草本,披針葉,葉密生,葉柄短。孢子囊群圓形,每裂葉片一枚。屬國家Ⅰ級重點(diǎn)野生保護(hù)植物,瀕危物種?,F(xiàn)僅在四川天全縣二郎山團(tuán)牛坪發(fā)現(xiàn)。由于以往森林采伐和人類活動(dòng)等原因,導(dǎo)致光葉蕨生長的環(huán)境條件被破壞。加之,2013年4.20蘆山地震造成的山體破壞,現(xiàn)該物種僅極少數(shù)存于溪溝邊的灌叢下,對其拯救保護(hù)迫在眉睫?,F(xiàn)有資源數(shù)量極少,分布區(qū)非常狹窄,這給光葉蕨人工種群的擴(kuò)育工作帶來了不小的難度:一方面由于原材料少,導(dǎo)致人工培育出的幼苗數(shù)量少,不能進(jìn)行大面積大范圍移栽;另一方面由于原生境條件的特殊性,若在未進(jìn)行任何篩選的條件下,將其栽植在與原生境環(huán)境條件差異較大的區(qū)域,很難保證其生存。為保證人工培育出的光葉蕨苗木能在野外生存,開展與光葉蕨現(xiàn)有生長環(huán)境一致的生境選擇尤為重要。
生境調(diào)查比選地點(diǎn)位于整個(gè)天全縣。調(diào)查對象為光葉蕨現(xiàn)有分布區(qū)和光葉蕨適宜的生境條件地。
首先對光葉蕨原生境環(huán)境條件作詳細(xì)調(diào)查。植被調(diào)查采用常規(guī)的喬木層、灌木層、草本層垂直分層調(diào)查方法[1~3];氣象因子如溫、濕度等,使用相關(guān)儀器現(xiàn)場測量;區(qū)域降雨量等查閱相關(guān)資料;土壤類型、土層厚度等信息現(xiàn)場觀察記錄;土壤理化性質(zhì)通過采集土樣,帶回實(shí)驗(yàn)室測量理化性質(zhì)。由此得出光葉蕨原生長區(qū)域的環(huán)境特點(diǎn)。根據(jù)與原生長環(huán)境相似度,在天全縣境內(nèi)實(shí)施普選,初步篩選出相似度不低于0.6的20個(gè)地點(diǎn)作為生境比選候選點(diǎn)。因原光葉蕨生長點(diǎn)主要分布在面積約為300 m2的區(qū)域,候選生境比選點(diǎn)的調(diào)查范圍擴(kuò)大至500 m2。
采用與原生境相同的調(diào)查方法,對20個(gè)初選比選點(diǎn)的生境現(xiàn)狀作進(jìn)一步詳細(xì)調(diào)查,再結(jié)合原生境調(diào)查結(jié)果,梳理出一套比選生境因子,邀請相關(guān)領(lǐng)域的專家,對各比選因子進(jìn)行權(quán)重分配和各因子評分,最后進(jìn)行綜合評價(jià)。
根據(jù)調(diào)查出原生境內(nèi)的植被、地形、氣候、土壤因子,結(jié)合對植物生態(tài)習(xí)性、資源分布等有影響的環(huán)境因素,確定出植被、地形、氣候、土壤四大要素,再將各大要素分解成若干個(gè)最具代表性的分因子,按照從屬關(guān)系自上而下分組形成有序的樹形層次結(jié)構(gòu)[4]。對各項(xiàng)因子作詳細(xì)調(diào)查記錄,具體詳見表1。
表1 比選因子分類表
根據(jù)實(shí)地調(diào)查的光葉蕨資源分布及生態(tài)環(huán)境條件狀況,邀請生態(tài)學(xué)、植物學(xué)、野生動(dòng)植物保護(hù)學(xué)、土壤學(xué)等各領(lǐng)域?qū)<夜餐懻摲治觯Y選出比選生境因子,進(jìn)行權(quán)重分配,確定權(quán)重值(W)。
采用層次分析法[4、5],結(jié)合專家打分法確定權(quán)重值:首先對各大類影響因子進(jìn)行權(quán)重分配,再為各小類比選因子進(jìn)行權(quán)重打分,在權(quán)重值確定方面,邀請專家討論決定,主要方法為對給定的一個(gè)指標(biāo)體系,由專家根據(jù)自己多年的工作經(jīng)驗(yàn)按照指標(biāo)的主觀重要程度直接給出其權(quán)重值[6、7]。
構(gòu)建各個(gè)比選因子的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)各因子的權(quán)重分配,由專家為各個(gè)比選因子評分,采用十分制;各個(gè)比選因子得分(G)與權(quán)重(W)的乘積的和即得該生境的綜合得分(T)。
計(jì)算公式如下:
T=G1*W2+G2*W2+G3*W3+……Gn*Wn
對原生境每一項(xiàng)比選因子評分為10分,綜合得分也為10分。各比選因子得分越高,與原生境越接相似,越適宜光葉蕨生存。根據(jù)生境因子權(quán)重分配結(jié)果,并參照原生境調(diào)查結(jié)果,確定具體評分標(biāo)準(zhǔn)[8],詳見表 2。
根據(jù)實(shí)地調(diào)查,并參考陳金發(fā)、朱大海等[9-10]的研究成果發(fā)現(xiàn),光葉蕨位于溪溝兩側(cè)的石壁上,群落面積約 30 m2,地理坐標(biāo)為東經(jīng) 102°17′40″,北緯29°53′00″,海拔2 390 m。對光葉蕨生境內(nèi)各項(xiàng)因子 作詳細(xì)調(diào)查,具體結(jié)果見表3。
表2 比選因子評分標(biāo)準(zhǔn)
表3 光葉蕨原生境情況調(diào)查記錄表
參照原生境調(diào)查結(jié)果和相關(guān)生境研究文獻(xiàn)[11~14],并結(jié)合各專家對生境因子權(quán)重分配的主觀意見,最終確定出一系列比選因子,再對各項(xiàng)比選因子進(jìn)行權(quán)重分配,具體結(jié)果見表4。
表4 光葉蕨原生境比選因子權(quán)重分配及評分表
由表4可知,境內(nèi)各要素的權(quán)重由高到低依次為氣候因子,植被因子,地形因子,土壤因子,所占權(quán)重分別為0.31,0.28,0.22和0.19,權(quán)重分配最大為氣候因子,最小為土壤因子,兩者相差0.12,可見在四大要素中,該區(qū)域內(nèi)特殊的氣候條件對光葉蕨的生態(tài)習(xí)性和分布起最重要的作用。各要素之間并不獨(dú)立,彼此之間相互影響、共同作用構(gòu)成光葉蕨羨現(xiàn)有的生長分布環(huán)境——如氣候因素影響植被分布,而植被的郁閉度和蓋度反過來會影響光照等氣候條件。從各項(xiàng)分因子的權(quán)重分配結(jié)果可以看出,其權(quán)重分配不盡相同,表明各比選因子在構(gòu)成所屬要素上發(fā)揮的作用程度有所差異,其中構(gòu)成氣候要素的照度和濕度兩者權(quán)重差異最大,濕度所占權(quán)重分配高達(dá)0.18,兩者相差0.05,說明濕度對光葉蕨生境條件的影響大于光照強(qiáng)度。
調(diào)查的20個(gè)比選生境多位于密林區(qū),溝谷旁,這些區(qū)域海拔在1 900 m~2 700 m范圍之間,區(qū)內(nèi)植物生長繁茂,種類資源豐富。
20個(gè)比選生境中,有15個(gè)位于天全縣二郎山鴛鴦巖至團(tuán)牛坪之間的區(qū)域內(nèi),5個(gè)位于喇叭河保護(hù)區(qū)的林區(qū)內(nèi),這是因?yàn)槟壳鞍l(fā)現(xiàn)的光葉蕨生長在二郎上的團(tuán)牛坪處,區(qū)內(nèi)生境條件與之相近的區(qū)域較多,相似生境容易判定,而喇叭河自然保護(hù)區(qū)距離二郎山較近,氣候差別小,物種豐富,種類和植被類型與二郎山的分布情況相似,與光葉蕨原生境相似的生境也較多。
2.4.1 綜合得分
通過對20個(gè)比選生境的調(diào)查,對各項(xiàng)比選因子進(jìn)行評分,評分標(biāo)準(zhǔn)均以原生境相應(yīng)的各項(xiàng)因子為參照,相似度越高,則分?jǐn)?shù)越高。各比選生境綜合評分及生境評價(jià)見表5。
表5 相似生境綜合評分統(tǒng)計(jì)表
2.4.2 最適宜生境
通過綜合評分結(jié)果(表5)分析,綜合評分排名越接近滿分(10分)者,即為最適宜生境。經(jīng)本次比選分析得出結(jié)論:綜合分?jǐn)?shù)在8分以上的5個(gè)生境與原生境條件最吻合,將其判定為最適宜生境,分別為1號、2號、3號、4號和18號。5個(gè)處生境的各項(xiàng)比選因子條件與原生境相似度高,大多能達(dá)到原生境條件。各類因子與原生境的相似度多在80%~95%之間,物種、植被類型、濕度、地形特征等大部分比選因子均基本符合原生境條件,僅個(gè)別因子如土壤、坡位、溫度等略有差異,須經(jīng)過必要的人工改善措施,方可進(jìn)行光葉蕨人工繁育工作。
5個(gè)最適生境中,4個(gè)處位于天全縣二郎山上鴛鴦巖至木業(yè)棚之間的區(qū)域,1處位于喇叭河境內(nèi),海拔多在1 800 m~2 400 m范圍,其中1號和2號兩處生境位于二郎山木葉棚境內(nèi),海拔約2 400 m,最適宜面積分別為80 m2和50 m2;3號和4號兩處生境位于龍膽溪境內(nèi),海拔約2 100 m,最適宜面積分別為100 m2和80 m2;18號生境位于喇叭河官坊溝境內(nèi),海拔2 100 m,最適宜面積為50 m2。5處生境地形為近溪溝兩側(cè)巖壁或塊狀石壁結(jié)構(gòu),濕度達(dá)80%以上,喬木郁閉度和灌木蓋度多達(dá)0.85以上,光照強(qiáng)度范圍為4 500 lx~5 000 lx,表層土壤多為腐殖土,有機(jī)營養(yǎng)豐富且pH值偏酸性,草本層草本層植物種類為冷水花、樓梯草、球莖虎耳草、掌葉鐵線蕨、革葉耳蕨等。
2.4.3 較適宜生境
7號、8號、9號、11號、14號和17號6個(gè)比選生境的部分比選因子與原生境條件較吻合,屬于較適宜生境,欲達(dá)到較高的符合度,須實(shí)施多項(xiàng)人工改善修復(fù)措施。
6個(gè)較適宜生境中,5個(gè)位于二郎山區(qū)域,其余1個(gè)位于喇叭河區(qū)域,海拔在2 500 m~2 700 m范圍,其中7號、8號和9號3個(gè)生境位于團(tuán)牛坪光葉蕨原生境點(diǎn)附近,海拔約2 600 m,適宜面積分別為25 m2、48 m2和35 m2;11號生境位于龍膽溪境內(nèi),海拔2 500 m,適宜面積為31 m2;14號生境位于鴛鴦巖附近,海拔2 600 m,適宜面積為56 m2;最后一個(gè)較適宜生境為17號生境,位于喇叭河磨坊溝,海拔2 600 m,適宜面積35 m2。6個(gè)較適宜生境多在溪溝兩邊,比選因子各有差異,與原生境相比,僅部分比選因子相似度較高。
2.4.4 不適宜生境
5號、6號、10號、12號、13號、15號、16號、19號、20號9處比選生境與原生境條件符合度較低,即使采用人工措施也很難達(dá)到光葉蕨原生境條件的基本要求,不宜作為光葉蕨人工繁殖區(qū)域的備選對象。
3.1.1 野外調(diào)查工作本身的局限性
天全縣光葉蕨生境調(diào)查比選工作開展的范圍比較窄,野外調(diào)查僅局限于天全縣境內(nèi),調(diào)查的光葉蕨分布面積較小,加之原生境僅有一處,比選所參考的數(shù)據(jù)資料只能依據(jù)唯一的原生境現(xiàn)狀條件,整個(gè)比選工作具有較大的局限性。比選所得出的光葉蕨適宜生境主要影響因子為氣候因子,其次為植被因子和地形因子,由于調(diào)查范圍的局限性,是否還存在其他影響因子,尚須通過擴(kuò)大調(diào)查范圍,進(jìn)一步進(jìn)行確定。
3.1.2 原生境的適宜性尚不明確
在調(diào)查比選過程中,為便于比較,原生境各項(xiàng)因子和綜合評分均為滿分10分,但這并不代表每一項(xiàng)比選因子均達(dá)到了光葉蕨最適的生長條件,相反,其中一些比選因子現(xiàn)狀條件惡劣,甚至可能是導(dǎo)致光葉蕨瀕危的原因之一——如草本層的物種以掌葉鐵線蕨、樓梯草、冷水花等雜蕨類或雜草類占優(yōu)勢,目標(biāo)種光葉蕨分布稀少,這表明光葉蕨在生境內(nèi)的種間競爭能力差,生存能力弱。原生境條件是否最適宜光葉蕨生長,還有待進(jìn)一步研究確認(rèn)。
3.1.3 光葉蕨的致危原因尚未完全弄清
導(dǎo)致光葉蕨瀕危的原因主要表現(xiàn)在其自身生物學(xué)特點(diǎn)以及外因?qū)е律硱夯确矫妫?5],而由于光葉蕨分布區(qū)域的唯一性,加之某些生境條件的惡化,是否存在其它瀕危原因,尚未完全弄清,這給調(diào)查比選工作帶來一定的難度。對于比選得出的適宜生境,其適宜性仍需進(jìn)一步證明。下一步工作即為通過人工培育出光葉蕨幼苗,并將其栽植到這些適宜生境,通過長期觀察實(shí)踐來判斷這些生境是否適宜光葉蕨生長,根據(jù)人工種群擴(kuò)散的成果,再結(jié)合光葉蕨原生境條件、瀕危原因等分析,得出關(guān)于光葉蕨適生生境條件準(zhǔn)確可靠的結(jié)論,從而更好地保護(hù)瀕危種現(xiàn)有資源并有效地?cái)U(kuò)大資源分布。
評選出的5處最適宜生境,與原生境相比,均存在一定的差異,均需要經(jīng)過一定的人工改善處理,在生境原有條件的基礎(chǔ)上,通過整地覆土、修筑堡坎等改良修復(fù)措施營造出適宜的生長環(huán)境[16~19]。結(jié)合光葉蕨資源現(xiàn)狀,提出如下建議:
3.2.1 生態(tài)護(hù)坡與植苗造林
區(qū)域內(nèi)生態(tài)脆弱,地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),調(diào)查途中發(fā)現(xiàn)多處滑坡和垮方,造成植被破壞,對生境破損嚴(yán)重。
對區(qū)內(nèi)可能會發(fā)生滑坡、泥石流等災(zāi)害的脆弱區(qū)域,及時(shí)采用生態(tài)護(hù)坡加以防護(hù)和加固。生態(tài)護(hù)坡設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注重與生態(tài)過程相協(xié)調(diào),以尊重物種多樣性、減少對資源的剝奪、有助于改善人居環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)的健康等為原則,盡量使其對環(huán)境的破壞影響達(dá)到最?。?0]。
對已出現(xiàn)的滑坡體、崩塌體、落石損毀林地等受損區(qū)域,可采用人工植苗造林措施進(jìn)行修復(fù),通過適當(dāng)?shù)恼卮胧┖?,選取當(dāng)?shù)剡m生的優(yōu)勢植被進(jìn)行栽植,植被恢復(fù)應(yīng)以喬灌草相結(jié)合,綜合搭配,使其盡可能與周邊環(huán)境融合自然,和諧一體。
3.2.2 限制人為活動(dòng)
農(nóng)民們在二郎山上大面積種植經(jīng)濟(jì)作物如山葵等,種植、管護(hù)、收割等人為活動(dòng)較為頻繁,對區(qū)內(nèi)生境破壞較大。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)光葉蕨原生境和多個(gè)比選生境區(qū)域內(nèi)均有山葵種植,調(diào)查途中在一些比選生境現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)人們正在進(jìn)行砍伐整地,欲將山葵種植到這些區(qū)域。
種植等人為活動(dòng)直接對生境造成了砍伐破壞,若光葉蕨被移栽到這些區(qū)域,頻繁的人為活動(dòng)不僅對管理養(yǎng)護(hù)工作增加難度,對光葉蕨正常生長發(fā)育也存在一定的威脅影響[21]。應(yīng)限制或杜絕此類人為活動(dòng)。
3.2.3 搭建生態(tài)圍欄
圍繞生境適宜點(diǎn)搭建生物圍欄,減少人為禽畜等的外來干擾,對區(qū)域內(nèi)環(huán)境起到一定的保護(hù)作用。圍欄材料應(yīng)盡量選用生態(tài)型材料,如選取當(dāng)?shù)爻R妴坦嗄镜闹Ω珊椭窀偷?,也可利用活的植物體建植成墻狀永久性圍欄,即形成“有生命的圍欄”[22]。
3.2.4 補(bǔ)充光葉蕨資源調(diào)查
現(xiàn)有光葉蕨資源僅分布于溪溝兩邊低矮的巖石壁上,巖壁上部為難以攀附的密林灌叢。有人認(rèn)為可能是上部的光葉蕨孢子掉落傳播到此處,形成了這一小塊的光葉蕨極小種群,因此建議以溪溝兩邊原生境點(diǎn)上部的密林灌叢區(qū)域?yàn)橹攸c(diǎn)對象,再對光葉蕨資源作一次詳細(xì)的補(bǔ)充調(diào)查,以期能發(fā)現(xiàn)更多的光葉蕨極小種群。
3.2.5 以分株繁殖技術(shù)為主
光葉蕨植株數(shù)量稀少,能育葉少,且能育葉上著生的孢子數(shù)量也很少,采用組織培養(yǎng)和孢子繁殖的材料有限。而光葉蕨多為叢生,平均為2株叢生,最多有6株叢生,建議以分株繁殖為主要方式進(jìn)行人工繁殖,繁殖地點(diǎn)以原生境點(diǎn)附近的相似生境為宜。此外,分株繁殖還應(yīng)選擇適宜的時(shí)間,這種方式具有存活率高和成苗快的優(yōu)點(diǎn)[23]。
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