海南热带雨林国家公园吊罗山片区蝴蝶树种群结构与动态特征

doi:10.13466/j.cnki.lczyyj.2024.05.009

摘要/Abstract

摘要： 为揭示重点保护野生植物蝴蝶树野外种群的生存现状,探究濒危原因,对分布于海南热带雨林国家公园吊罗山片区的蝴蝶树种群开展调查。以径级代替龄级,利用静态生命表等种群统计学方法,分析其结构动态。结果表明:1)蝴蝶树的种群龄级结构呈增长型,但从第II龄级过渡至第III龄级种群数量下降32.58%,存在增补限制;2)VII—VIII龄级间的种群动态指数(V₇)为-0.666 7,老龄个体存在更高的衰退风险,无干扰动态指数(V_pi)、随机干扰动态指数(V'_pi)和随机干扰风险概率(P_max)的值均大于零,且V_pi远大于V'_pi,种群对外界环境变化较为敏感;3)第III龄级个体的平均期望寿命(e_x)最高,存活曲线趋近于Deevey-II型;4)生存分析表明,该种群呈现出前期下降、中期大幅波动以及后期逐渐衰退的变化特点;5)经过未来2、4、6、8个龄级后,第II和第VIII龄级个体数均有不同程度的减少。幼苗成活率低、种内种间竞争激烈、老龄级个体存在高衰退风险以及人为干扰是吊罗山蝴蝶树种群濒危的主要原因。

关键词: 蝴蝶树, 重点保护野生植物, 年龄结构, 生存函数, 时间序列预测

Abstract:

This study investigates the survival status and causes of endangerment of the wild population of the Heritiera parvifolia in Diaoluo Mountain,key protected wild plant of rational importance located within Hainan Tropical Rainforest National Park.The study analyzed and predicted population structure and dynamics using diameter class,the quantity dynamic index,static life table,survival curve,survival function,and time series prediction model.The results show that:1)The age class structure of Heritiera parvifolia population indicated an increasing trend.However,a 32.58% decline was observed from the age classes of Ⅱ to III,suggesting recruitment limitation.2)The quantity dynamic index(V₇)was -0.666 7 between the VII and VIII age classes.This suggested a higher risk of decline among older individuals.Additionally,the non-interference dynamic index(V_pi),random interference dynamic index(V'_pi) and random interference risk probability(P_max)were all greater than zero,with V_pi significantly exceeding V'_pi. This highlights the population’s sensitivity to external disturbances.3)The life expectancy(e_x)peaked at age class III,and the survival curve resembled a Deevey-Ⅱ type.4)Survival functional analysis revealed a pattern of early-stage decline,significant fluctuations in the middle stage,and gradual decline in the later stages of the Heritiera parvifolia population.5)Projections for the next 2,4,6 and 8 age classes in the future indicate varying degrees of decline in individuals within age classes II and VIII.The primary factors contributing to the endangerment of Heritiera parvifolia include low seedling survival rates,intense intra and interspecific competition,heightened risk of decline among older individuals,and human disturbances.

Key words: Heritiera parvifolia, national key protercted wild plants, age structure, survival function, time series prediction

中图分类号:

S718.54

商乃演, 杨小波, 李东海, 刘人通, 苏欣, 石佳奇, 杜春雁. 海南热带雨林国家公园吊罗山片区蝴蝶树种群结构与动态特征[J]. 林草资源研究, 2024,(5): 77-85.

SHANG Naiyan, YANG Xiaobo, LI Donghai, LIU Rentong, SU Xin, SHI Jiaqi, DU Chunyan. Population Structure and Dynamic Characteristics of Heritiera parvifolia in Diaoluo Mountain of Hainan Tropical Rainforest National Park[J]. Forest and Grassland Resources Research, 2024,(5): 77-85.

图/表 8

表1

图1

表2

表3

图2

表4

蝴蝶树种群存活曲线检验模型

存活曲线	拟合模型	拟合结果	R²	F	P
Deevey-II	N_x=N₀ $e - b x$	N_x=8.385 $e - 0.17 x$	0.934	85.365	0.000
Deevey-III	N_x=N₀ $x - b$	N_x=7.894x^-0.54	0.754	18.432	0.005

表4

图3

表5

参考文献 37

[1]	杨小波, 陈宗铸, 李东海, 等. 海南植物图志[M]. 北京: 科学出版社, 2015.
[2]	徐祥浩. 中国梧桐科植物的种类及其经济意义[J]. 广西植物, 1984(3):149-155.
[3]	张林祥. 蝴蝶树利用林下腐殖土提高出苗率技术初探[J]. 现代园艺, 2014(10):43.
[4]	International union for conservation of nature and natural resources. The IUCN red list of threatened species[EB/OL].[2024-04-27]. https://www.iucnredlist.org/.
[5]	国家林业和草原局, 农业农村部. 国家重点保护野生植物名录[EB/OL].[2024-04-27]. https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2021-09/09/content_5636409.htm.
[6]	杨小波, 林英, 梁淑群. 海南岛五指山的森林植被I.五指山的森林植被类型[J]. 海南大学学报(自然科学版), 1994, 12(3):220-236.
[7]	XIN Guiliang, REN Xiaolong, LIU Wenzhe, et al. The complete chloroplast genome of a rare species Heritiera parvifolia Merr.(Malvales:Sterculiaceae)[J]. Conservation Genetics Resources, 2018, 10(4):885-888.
[8]	EDELFELDT S, BENGTSSON K, DAHLGREN J P. Demographic senescence and effects on population dynamics of a perennial plant[J/OL]. Ecology, 2019, 100(8):e2742.(2019-08-13)[2024-05-15]. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31006113/.
[9]	何佳宁, 宁才文, 张闻涛, 等. 东天山北坡雪岭云杉种群结构动态的海拔格局[J]. 生态学报, 2024, 44(12):1-10.
[10]	张金峰, 葛树森, 梁金花, 等. 长白山阔叶红松林紫椴种群结构与动态特征[J]. 生态学报, 2022, 42(13):5389-5398.
[11]	刘文婷, 张金峰, 刘琪璟. 长白山东坡白桦-长白落叶松林优势种群结构与动态特征[J]. 生态学报, 2023, 43(18):7462-7473.
[12]	桂慧颖, 方发之, 黎肇家, 等. 海南吊罗山濒危植物美丽火桐种群结构与动态特征[J/OL]. 广西植物.(2024-03-08)[2024-04-11]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/45.1134.Q.20240305.1501.004.html.
[13]	ZHANG Yaoyao, WANG Jianli, WANG Xiaojing, et al. Population structures and dynamics of Rhododendron communities with different stages of succession in Northwest Guizhou,China[J]. Plants, 2024, 13(7):946.
[14]	GIDEY T, BIRHANE E, SOLOMON N, et al. Population and conservation status of the endangered Dracaena ombet tree in dry Afromontane forests[J/OL]. Global Ecology and Conservation, 2024, 50:e2809.(2024-04-15)[2024-5-10]. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2351989424000131.
[15]	杨小波, 陈宗铸, 李东海, 等. 海南植被志[M]. 北京: 科学出版社, 2019.
[16]	舒琪, 胡璇, 徐瑞晶, 等. 海南岛甘什岭青梅种群结构与动态[J]. 林业科学, 2020, 56(5):160-167.
[17]	龙文兴, 杜彦君, 洪小江, 等. 海南热带雨林国家公园试点经验[J]. 生物多样性, 2021, 29(3):328-330. doi: 10.17520/biods.2021071
[18]	杨小波, 陈宗铸, 李东海. 海南植被分类体系与植被分布图[J]. 中国科学:生命科学, 2021, 51(3):321-333.
[19]	秦新生, 刘海伟, 严岳鸿, 等. 海南吊罗山野生植物彩色图鉴[M]. 北京: 中国林业出版社, 2013.
[20]	桂慧颖, 方发之, 黎肇家, 等. 海南吊罗山濒危植物山铜材种群结构与动态特征[J]. 植物研究, 2024, 44(1):75-85. doi: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.01.010
[21]	陈晓德. 植物种群与群落结构动态量化分析方法研究[J]. 生态学报, 1998, 18(2):104-107.
[22]	解婷婷, 苏培玺, 周紫鹃, 等. 荒漠绿洲过渡带沙拐枣种群结构及动态特征[J]. 生态学报, 2014, 34(15):4272-4279.
[23]	HETT J M, LOUCKS O L. Age structure models of balsam fir and eastern hemlock[J]. Journal of Ecology, 1976, 64(3):1029-1044.
[24]	杨凤翔, 王顺庆, 徐海根, 等. 生存分析理论及其在研究生命表中的应用[J]. 生态学报, 1991, 11(2):153-158.
[25]	张文辉, 王延平, 康永祥, 等. 濒危植物太白红杉种群年龄结构及其时间序列预测分析[J]. 生物多样性, 2004, 12(3):361-369. doi: 10.17520/biods.2004044
[26]	祁珊珊, 戴志聪, 司春灿, 等. 珍稀濒危抗癌植物海南粗榧种群结构和资源价值研究[J]. 林业资源管理, 2010(1):53-58.
[27]	FARAHAT E A. Age structure and static life tables of the endangered Juniperus phoenicea L.in North Sinai Mountains,Egypt:Implication for conservation[J]. Journal of Mountain Science, 2020, 17(9):2170-2178.
[28]	HE Jianing, NING Caiwen, ZHANG Wentao, et al. The effect of elevation on the population structure,spatial patterning and intraspecific interactions of Picea schrenkiana in the Eastern Tianshan Mountains:A test of the stress gradient hypothesis[J]. Forests, 2023, 14(10):2092.
[29]	贾淇宇, 刘雄盛, 廖南燕, 等. 极小种群野生植物狭叶坡垒种群结构与动态特征[J]. 西南农业学报, 2024, 37(5):1078-1086.
[30]	黄春晓, 刘全儒, 杜雨轩, 等. 太行山特有珍稀濒危植物槭叶铁线莲种群年龄结构与数量动态[J]. 生态学杂志, 2023, 42(12):2911-2917.
[31]	江杏香, 陈玉凯, 吴石松, 等. 海南濒危植物蕉木种群结构与动态特征[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2021, 45(1):116-122. doi: 10.12302/j.issn.1000-2006.201907004
[32]	罗文, 许涵, 李艳朋, 等. 极小种群野生植物坡垒的种群结构与数量动态研究[J]. 林业科学研究, 2023, 36(2):169-177.
[33]	PULIDO M T, VARGAS-ZENTENO M, VITE A, et al. Range extension of the endangered Mexican cycad Ceratozamia fuscoviridis Moore(Teosintle):Implications for conservation[J]. Tropical Conservation Science, 2015, 8(3):778-795.
[34]	JEONG H, CHO Y, KIM E. Site-specific temporal variation of population dynamics in subalpine endemic plant species[J]. Scientific Reports, 2022, 12(1):19207. doi: 10.1038/s41598-022-23903-5 pmid: 36357477
[35]	PHAMA J O, PANAGOS M D, MYBURGH W J, et al. The population status of the endangered endemic plant Aloe peglerae:Area of occupancy,population structure,and past population trends[J]. South African Journal of Botany, 2014,93:247-251.
[36]	赵宏玖, 杨瑞, 袁丛军, 等. 普定杜鹃花种群结构和空间分布格局[J]. 热带亚热带植物学报, 2024, 32(1):46-54.
[37]	张文辉, 祖元刚, 刘国彬. 十种濒危植物的种群生态学特征及致危因素分析[J]. 生态学报, 2002, 22(9):1512-1520.

样地	编号	海拔/m	坡度/(°)	坡向	坡位	郁闭度
保护区旧址对岸	1	247	7	西南	下	0.64
	2	266	5	东南	中	0.60
	3	268	28	东南	上	0.64
	4	259	26	东南	下	0.64
	5	215	20	西北	下	0.50
	6	296	45	西北	下	0.50
白水岭	7	615	19	东	中	0.65
	8	633	40	东南	中	0.61
	9	655	20	西南	下	0.65
	10	374	30	西南	下	0.30
白水村	11	411	21	西北	中	0.65
	12	378	8	北	中	0.70
	13	481	13	东	中	0.67
	14	544	25	北	下	0.69
	15	410	50	北	中	0.85
	16	697	15	西南	下	0.50
枫果山瀑布	17	531	23	东	下	0.67
	18	231	8	西北	下	0.72
	19	520	30	西北	下	0.67
	20	543	35	西北	下	0.44

龄级	种群动态指数	动态指数值/%
I—II	V₁	-30.69
II—III	V₂	71.29
III—IV	V₃	68.97
IV—V	V₄	55.56
V—VI	V₅	0
VI—VII	V₆	75.00
VII—VIII	V₇	-66.67
	V_pi	35.71
	V'_pi	4.46
	P_max	12.50

龄级	A_x	a_x	l_x	ln(l_x)	d_x	q_x	L_x	T_x	e_x	K_x	S_x
I	70	86	541	6.293	252	0.466	415	963	1.780	0.627	0.534
II	101	46	289	5.666	132	0.457	223	548	1.896	0.610	0.543
III	29	25	157	5.056	0	0.000	157	325	2.070	0.000	1.000
IV	9	25	157	5.056	113	0.720	101	168	1.070	1.272	0.280
V	4	7	44	3.784	19	0.432	35	67	1.523	0.565	0.568
VI	4	4	25	3.219	12	0.480	19	32	1.280	0.654	0.520
VII	1	2	13	2.565	7	0.538	10	13	1.000	0.773	0.462
VIII	3	1	6	1.792			3	3	0.500