CN102257925B

CN102257925B - 秦岭冷杉保护方法

Info

Publication number: CN102257925B
Application number: CN 201110114639
Authority: CN
Inventors: 韩军旺; 李保祥; 袁志良; 张斌强; 韩琥珀; 王海波; 唐卫平; 郑安平; 冯俐丽; 王丰军; 朱学灵; 叶永忠; 彭兴龙
Original assignee: 韩军旺
Priority date: 2011-05-05
Filing date: 2011-05-05
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2031-05-05
Also published as: CN102257925A

Abstract

一种秦岭冷杉保护技术。它包括冷杉植株(树冠、树干、树根)、防火电灭虫器、集水槽、滴灌管、阻挡墙、根部土壤、根植山体、土壤动物饲养堆、点滴灭虫药瓶和输液器几部分。这些部分是从以水续气、利用土壤动物平衡秦岭冷杉根部的微生态环境、利用点滴灭虫药瓶以输液的方式和防火电灭虫器除虫，以组织培养方式繁殖四个方面入手，针对造成秦岭冷杉濒危的各种原因，人为设计保护方案，将灌溉、施肥、除虫、繁殖、改善根部微生态环境等措施紧密结合，为濒危珍稀植物秦岭冷杉提供一种适宜生长的外部条件，从而达到扩繁植物种群的目的，进而解决了对秦岭冷杉进行就地保护的技术难题。

Description

秦岭冷杉保护方法

技术领域

本发明涉及一种秦岭冷杉保护方法。

背景技术

秦岭冷杉属国家二级重点保护野生植物(国务院1999年8月4日批准)，被誉为植物“活化石”。秦岭冷杉属于松科，拉丁学名Abieschensiensis Van。物名称：秦岭冷杉，学名：Adies Chensiensis Van Tigh，是松科冷杉属常绿乔木，为中国特有珍稀濒危植物。该种星散分布于秦岭：河南(内乡)、湖北、陕西、甘肃。生长海拔下限(米)：2300；海拔上限(米)：3000；气候类型：温凉湿润；年降水量：1347；濒危类别：渐危；花期：5.9-6.1；果期：9-10。

种群现状：因秦岭冷杉生于阴坡及山谷溪旁的密林中，多数植株常不结实，仅在光照较好处的成林植株能正常结实，但有隔年结实现象，种子易遭鼠类啮食，天然更新较差，加上过度采伐，分布面积日益缩小，植株数量逐渐减少。秦岭冷杉树种子在自然条件下很难发芽，自然分布的数量越来越少。它苗期生长缓慢，而且缺少幼株，一旦死亡，很难再成活新树。2005年4月份开始，国有三门峡河西林场组织技术人员使用GPS卫星定位系统，对该区秦岭冷杉的分布和生长状况进行了详细的调查。结果显示，河西林场目前共有秦岭冷杉活立木195株，幼苗36株，均分布在海拔2300米以上，且成片分布，无病虫害，生长良好。其中最大一株冷杉胸径48.2cm，树高14m。调查内容包括每株冷杉的位置、胸径、树高、地被、土壤等。之后，他们逐树编号建档。调查活动不仅摸清了秦岭冷杉在该区的分布状况，也为研究该区秦岭冷杉生存状况、制定切实的保护措施提供了科学依据。但是从2009年9月份开始，秦岭冷杉出现了生长势减弱的趋势。

形态特征：常绿乔木，高达40米；一年生枝淡黄色或淡褐黄色，2-3年生枝淡黄灰色至暗灰色；芽圆锥状卵圆形，稍具树脂。叶在小枝下面2列，在上面呈不规则V形排列，线形，长1.5-4厘米，宽3-4毫米，上面深绿色，下面具两条粉白色或灰绿色气孔带，果枝之叶先端尖或圆钝，树脂道中生或近中生，幼树与营养枝的叶先端二裂或凹缺。球果圆柱形或卵状圆柱形，直立，近无梗，长7-11厘米，直径3-4厘米，熟时淡红褐色；种鳞近肾形，长约1.5厘米，宽约2.5厘米，背面露出部分密生短毛；苞鳞长约种鳞的3/4，不外露，先端圆，有突起的刺状尖头；种于倒三角状椭圆形，长约8毫米；种翅倒三角形，长约1.3厘米，上部宽1厘米。

生态特性：秦岭冷杉喜气候温凉湿润、土层较厚、富含腐殖质的棕壤土及棕壤土的立地环境，耐寒耐旱性较差。分布区年平均温7.7℃，极端最高温不超过35℃，极端最低温不低于-15.3℃，相对湿度不小于78％，年降水量1347毫米。通常生于山沟溪旁及阴坡，和它混生的树种有巴山冷杉Abies fargesii Franch.、铁杉Tsuga chinensis (Franch.)Pritz、华山松Pinus armandii Franch.、油松Pinus tabuliformis Carr.、漆木Toxicodendron vernicifluum (Stokes) F.A.Barkley.、梾木Cornusmacrophylla Wall.、重齿槭Acer maximowiczii Pax.、红桦Betulaalbo--sinensis Burkill等。在郁闭度大的林分中，天然更新不良；而在林冠稀疏，排水良好的阴坡或半阴坡林缘、林窗处，天然更新良好。幼株尚耐荫，10月以上者不耐荫。5月底至6月初，雌、雄球花开放，球果9一10月成熟。

目前，公知的秦岭冷杉濒危原因为：

①秦岭冷杉地理分布区域狭小，多呈零星或团块状分布；秦岭冷杉群落组成以温带成分为主，根据物种重要值，可划分成5个群丛；秦岭冷杉苗期生长缓慢，个体结实量不高，种群更新困难；该树种喜阴、耐寒、耐旱性较差、喜温凉湿润气候，个体生长缓慢，种群自我更新能力较差。

②在不同发育阶段和不同生境条件下秦岭冷杉种群格局基本属于聚集型分布，在25m²、150m²和300m²的面积上聚集强度较大。天然条件下，种群聚集强度最大取样尺度，可能是其种群更新的最佳面积。随海拔上升，聚集强度降低；聚集性最强的尺度在海拔1500-1700m较小，在海拔1700-2100m地区较大；阴坡种群分布聚集强度大于阳坡。随着种群年龄增加，分布格局由聚集型向随机型过渡，聚集强度减弱；聚集性最强的尺度规模在幼、中龄期为50m²，老龄期为300m²。

③多数秦岭冷杉种群幼龄级个体数较少，中老龄个体数量较大，呈衰退趋势；不同秦岭冷杉种群生命表和存活曲线的分析表明，尽管生境条件差异，但存活曲线基本接近Deevey III型；不同种群偏离典型存活曲线的程度与幼苗缺乏程度有关，一般III-V龄级死亡率较高。时间序列分析表明，在未来20、40和80年中，不同秦岭冷杉种群均会呈现老龄级株数先增后减的趋势，种群稳定性长期维持困难。

④秦岭冷杉种子含空粒比例高达31％；饱满的种子中具有生活力者占45％，反映出秦岭冷杉种子有较高的败育率；种子的平均含水量为5.7％左右，自然散播的种子萌发率仅为6.12％，运用主成分分析(PCA)方法对影响秦岭冷杉种子萌发的10个环境因子进行了分析，发现乔木层盖度、土壤有机质含量、人为干扰和湿度是影响秦岭冷杉种子萌发最主要的因素。种子在自然环境下受松鼠、鼠和鸟类等动物的破坏和被搬迁率高达94.22％。在同样贮藏条件下，播种环境对种子的发芽率影响显著，质地疏松、透气性好的苗圃地有利于秦岭冷杉种子的萌发，其种子萌发率可达54％。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作性强、自维持能力强，适宜秦岭冷杉外部生长环境，从而达到扩繁植物种群的秦岭冷杉保护方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种秦岭冷杉保护方法，在秦岭冷杉树基部上方砌筑集水槽(3)，集水槽(3)引出的滴灌管(4)埋在冷杉树根部土壤(6)中，用于向树根(9)持续供应水分，在秦岭冷杉树基部下方砌筑下宽上窄的阻挡墙(5)，用于防止水分的快速流失和土壤动物的逃逸，在集水槽(3)旁边，用土壤与枯枝落叶制造立方形的土壤动物饲养堆(10)，用于饲养所需要的具有维持土壤微生态平衡的蚯蚓、跳虫这两种土壤动物，在树干(8)中上部安装防火电灭虫器(2)，用于杀灭树干上的爬虫，树干(8)上部安装固定不锈钢钉，用于悬挂点滴灭虫药瓶(11)，药瓶内灌有农药，药瓶下有输液器(12)，输液器末端带有针头，针头插入树干中可将药液输入进去，用于杀灭树干内的害虫。

本发明所述的秦岭冷杉保护方法从续气、平衡、除虫和繁殖四个方面入手，针对造成秦岭冷杉濒危的各种原因，对症施治，进而解决了对秦岭冷杉进行就地保护的技术难题，这是本发明的积极效果。

本发明为秦岭冷杉提供一种适宜生长的自然环境条件，进而解决了对秦岭冷杉进行就地保护的技术难题，让更多的秦岭冷杉能够在国有三门峡河西林场成功繁殖。本发明调查所秦岭冷杉的生活环境，如温度、湿度、酸碱度、光照、有机质(OM)含量、土壤老化时间等，进而确定秦岭冷杉保护方法所需提供的光照、温度、湿度、土壤的酸碱性等秦岭冷杉正常生长繁殖必需的条件。

保护对策：在未来保护管理过程中，应以就地保护为主，促进天然更新；繁育幼苗，扩大人工种群是保护和利用的基本策略；通过间伐、砍灌、清理林下活地被物等抚育措施，建立小面积林窗，营造对秦岭冷杉幼苗发育有利生境。应该促进成年个体结实，提高天然条件下的种子发芽率。

本发明方案包括续气、平衡、除虫和繁殖四部分作用。

①续气为给秦岭冷杉根部续气，我们设计了以水续气的办法。水的来源有以下几个途径：山巅的喷泉；在山顶凿洞，以洞顶集水；砌窖而集水；利用水汽遇冷凝结的原理向天要水。不论什么办法，只要能将水分引到树基部即可。水分的释放可采用滴灌的方式，同时，可以随滴灌随时追加施肥。

②平衡在秦岭冷杉树附近，采用堆肥的方式，人工饲养蚯蚓、跳虫等土壤动物，待到土壤动物的数量达到一定程度时，通过肥堆出口自动施加到冷杉树基部。靠土壤动物的作用，对冷杉树基部的土壤进行充分处理，以控制细菌的爆发，同时，蚯蚓、跳虫等土壤动物的活动，还可以增强冷杉树基部的透气性，进一步为蚯蚓、跳虫等土壤动物提供更为优越的生存空间，使冷杉树基部逐步形成一良性的平衡微生态系统。

③除虫对于树干表面的害虫，采用防火电灭虫器加以控制。对于树干内部的虫子，可以采用点滴的方式灭杀。也可以采用埋药的方式杀虫。即在树干基部包埋呋喃丹等剧毒杀虫药物，随着在木质部的液体向上扩散，药物到达树的每一个角落，使害虫无处藏身。

④繁殖利用植物细胞的全能性对秦岭冷杉进行植物组织培养的方案。即在现成的裸子植物组织培养技术基础上，探索秦岭冷杉的组织培养技术。让秦岭冷杉大量的无性繁殖，短期内获得数量巨大的秦岭冷杉幼苗。之后，野外驯养幼苗并栽植于河西林场等适于秦岭冷杉生长的山上，扩大秦岭冷杉的栽种面积。

本发明适用于就地保护秦岭冷杉等濒危珍稀植物，针对不同植物濒危的原因，人为设计保护方案，将灌溉、施肥、除虫、繁殖、改善根部微生态环境等措施紧密结合，为濒危珍稀植物提供一种适宜生长的外部条件，从而达到扩繁植物种群的目的。实验证明部分技术可以明显改善秦岭冷杉的生长势。

附图说明

附图1是秦岭冷杉保护方法示意图

具体实施方式

如图1所示的一种秦岭冷杉保护方法，在秦岭冷杉树基部上方砌筑集水槽3，集水槽3引出的滴灌管4埋在冷杉树根部土壤6中，用于向树根9持续供应水分，根据根植山体7的具体情况。在秦岭冷杉树基部下方砌筑下宽上窄的阻挡墙5，用于防止水分的快速流失和土壤动物的逃逸，在集水槽3旁边，用土壤与枯枝落叶制造立方形的土壤动物饲养堆10，用于饲养所需要的具有维持土壤微生态平衡的蚯蚓、跳虫这两种土壤动物，在树干8中上部安装防火电灭虫器2，用于杀灭树干上的爬虫，树干8上部安装固定不锈钢钉，用于悬挂点滴灭虫药瓶11，药瓶内灌有农药，药瓶下有输液器12，输液器末端带有针头，针头插入树干中可将药液输入进去，用于杀灭树干内的害虫。

在冷杉树冠1或者山上较空旷地带安置太阳能电池板，防火电灭虫器2其电源即为由太阳能电池板获得的电能。

防火电灭虫器2可以采用风力发电机或者架线将电从山下引上来。

1.调查所秦岭冷杉的生活环境，如温度、湿度、酸碱度、光照、有机质(OM)含量、土壤老化时间等，进而确定秦岭冷杉保护方法所需提供的光照、温度、湿度、土壤的酸碱性等秦岭冷杉正常生长繁殖必需的条件。

2.秦岭冷杉保护方法方案包括续气、平衡、除虫和繁殖四部分。

①续气为给秦岭冷杉根部续气，我们设计了以水续气的办法。水的来源有以下几个途径：首先，山巅之处的喷泉。走近山顶之腰，潺潺流水将人带入如画仙境，若人工引之入树的基部，连绵不断的流水则可将断气续上，使树重获天地之气，焕发蓬勃生机。其次，在山顶凿洞，以洞顶集水来源源不断供应树之所需。再次，砌窖而集水。秦岭之地，雨水较丰沛，若能集水，然后源源供给树之所需，也可达到续气之目的。最后，向天要水。水汽遇冷凝结，可用压缩机将空气压缩，使水凝集，也可利用气流快速运动时，遇到较大空间，迅速被缓冲，此过程气体会吸收大量的热，从而带动较大空间的容器表层温度降低，进而冷却容器周围的空气，凝结水汽成液态水，达到集水的目的。该过程需要能量供应，为此，在高山之巅，可以采用风力发电供能，也可以采用太阳能电池发电供能，当然，也可以走工业用电。不论什么办法，只要能将水分引到树基部即可。水分的释放可采用滴灌的方式，细水长流，从而达到以水续气的目的。同时，根据实际观察，了解树木的养分平衡问题，一旦发现缺少了某种肥料，可以随滴灌随时追加施肥。

②平衡近几年随着环境的恶化，秦岭冷杉树基部的微生态环境也发生了相应改变，生态平衡遭到一定程度的破坏。而秦岭冷杉树基部土壤中的细菌没有了天敌的控制，肆虐成灾给秦岭冷杉树造成的生长势减弱甚至死亡。所以，建立一个健康的微生态系统迫在眉睫。怎样建立呢？我们设计用堆肥的方式进行。在秦岭冷杉树附近，采用堆肥的方式，人工饲养蚯蚓、跳虫等土壤动物，待到土壤动物的数量达到一定程度时，通过肥堆出口自动施加到冷杉树基部。靠土壤动物的作用，对冷杉树基部的土壤进行充分处理，以控制细菌的爆发，这将在根本上抑制细菌病的发生，救秦岭冷杉树于水火。同时，蚯蚓、跳虫等土壤动物的活动，还可以增强冷杉树基部的透气性，进一步为蚯蚓、跳虫等土壤动物提供更为优越的生存空间，使冷杉树基部逐步形成一良性的平衡微生态系统。

③除虫森林树木给各种昆虫提供了优良的生活环境，同时，也使得对树木有害的昆虫得以繁衍生息。更有甚者，有些害虫还钻到树干当中，啄食其肌肤。对于树干表面的害虫，我们采用防火电灭虫器加以控制。此灭虫器实用高效，但是有一定的危险性，那就是容易引起火灾。为了避免火灾的发生，我们在高压发生区衬以具有防火性能的石棉等保护套。该套可以让虫子进来，被电死后，不会引起火灾。高压发生需要电能，可以使用集水时引来的电能。对于树干内部的虫子，可以采用点滴的方式灭杀，即使用杀虫药物，利用静脉点滴注射的原理，将药物输入到树干当中，进而杀死树干内的害虫。也可以采用埋药的方式杀虫。即在树干基部包埋呋喃丹等剧毒杀虫药物，随着在木质部的液体向上扩散，药物到达树的每一个角落，使害虫无处藏身。

④繁殖因为秦岭冷杉生殖生长较弱，且受到很多条件的限制，一旦植株受到破坏，很难有新生的幼苗给予补充。为此，我们设计了利用植物细胞的全能性对秦岭冷杉进行植物组织培养的方案。即利用现成的裸子植物组织培养技术，探索秦岭冷杉的组织培养技术。让秦岭冷杉在人工育苗的苗圃上，大量的无性繁殖，短期内获得数量巨大的秦岭冷杉幼苗。之后，野外驯养幼苗并栽植于河西林场等适于秦岭冷杉生长的山上，扩大秦岭冷杉的栽种面积。

3.秦岭冷杉保护方法方案。在树冠1或山上较空旷地带安置太阳能电池板，或者安置风力发电机，或者架线将电从山下引上来。同时在秦岭冷杉树基部上方，根据根植山体7的具体情况砌适宜形状的集水槽3，从集水槽3引出滴灌管4，埋在根部土壤6中，用于向树根9持续供应水分。在秦岭冷杉树基部下方适当位置，砌一定高度、一定宽度、下宽上窄的阻挡墙5，用于防止水分的快速流失和土壤动物的逃逸。在集水槽3旁边，用土壤与枯枝落叶制造立方形的土壤动物饲养堆10，用于饲养所需要的具有维持土壤微生态平衡的蚯蚓、跳虫这两种土壤动物。在树干8中上部安装防火电灭虫器2，用于杀灭树干上的爬虫，其电源为先前由太阳能电池板等获得电能。在树干8上部钉一不锈钢钉，用于悬挂点滴灭虫药瓶11，药瓶内灌有杀灭特定农林害虫的农药。药瓶下有输液器12，输液器末端有针头，插入树干中可将药液输入进去，用于杀灭树干内的害虫。

4.保护效果检查。为了防止意外发生，一般要定期检查防火电灭虫器内积累的虫尸体堆积情况，一旦发现堆积过多，要人工及时清理。集水槽内积水情况要定期检查，以确保集水槽内的水保持一定的量。对于饲养的土壤动物，要定期检查其种群情况，发现如水分、食物等出现问题，及时解决。对于秦岭冷杉的生长势要及时关注，一旦有意外情况出现，要点及时查找原因，采取恰当措施进行补救。

Claims

1.一种秦岭冷杉保护方法，其特征是：在秦岭冷杉树基部上方砌筑集水槽(3)，集水槽(3)引出的滴灌管(4)埋在冷杉树根部土壤(6)中，用于向树根(9)持续供应水分，在秦岭冷杉树基部下方砌筑下宽上窄的阻挡墙(5)，用于防止水分的快速流失和土壤动物的逃逸，在集水槽(3)旁边，用土壤与枯枝落叶制造立方形的土壤动物饲养堆(10)，用于饲养所需要的具有维持土壤微生态平衡的蚯蚓、跳虫这两种土壤动物，在树干(8)中上部安装防火电灭虫器(2)，用于杀灭树干上的爬虫，树干(8)上部安装固定不锈钢钉，用于悬挂点滴灭虫药瓶(11)，药瓶内灌有农药，药瓶下有输液器(12)，输液器末端带有针头，针头插入树干中将药液输入进去，用于杀灭树干内的害虫。

2.根据权利要求1所述的一种秦岭冷杉保护方法，其特征是：在秦岭冷杉树冠(1)或者山上较空旷地带安置太阳能电池板，防火电灭虫器(2)其电源即为由太阳能电池板获得的电能。

3.根据权利要求1所述的一种秦岭冷杉保护方法，其特征是：防火电灭虫器(2)采用风力发电机或者架线将电从山下引上来。