国土名片】古茶原乡|贵州野生茶树种质资源立地环境多样性(作者:牛素贞 赵支飞 宋勤飞 陈正武

2023-09-14 15:54 浙江农业学报  主页 > 名片 > 美丽国土名片 > 黔字号 > 古茶原乡 >

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形象锦言:美丽国土   古茶原乡
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栏目编研:芬儿、后卿、新宇



贵州野生茶树种质资源立地环境多样性

 
浙江农业学报 2020年7期 

 

牛素贞,赵支飞,宋勤飞,陈正武

(1.贵州大学 茶学院/茶叶工程技术研究中心,贵州 贵阳 550025; 2.贵州省农业科学院 茶叶研究所,贵州 贵阳 550006)

生态环境是决定植被类型及其物种分布的主要因素[1]。通过研究生态因子与植物分布的关系可以找出影响植物分布的主要因子,这对于探索植物分布形成原因,确定植物适宜的分布区具有重要的理论和实际意义[2]。贵州省经济发展较慢,气候资源较好,这为贵州野生茶树种质资源多样性的形成奠定了环境基础。据Niu等[3]调查发现,贵州拥有丰富的野生、半野生茶树种质资源,分布地区广泛,分布区生态环境复杂多样。但是,随着贵州省近几年经济的高速发展、资源的大量利用,以及人类活动的增加,野生茶树分布区生态环境逐渐恶化,茶树资源受到不同程度的毁坏,严重威胁到贵州野生茶树种质资源的生存[4]。

野生茶树是原始茶树的后代,研究野生茶树对茶树的起源、演化、系统分类、地理分布、遗传变异和开发利用方面有重要意义,历来受到国内外学者和专家的重视[5]。近年来,众多专家对贵州部分野生茶树种质资源进行了调查[3,6-7],但是贵州野生茶树种质资源分布区立地环境及其相互关系的系统研究还鲜见报道。本研究通过对贵州野生茶树种质资源的分布数量、立地生态因子进行分析,分析分布数量与生态因子的关系,为有效保护和高效利用野生茶树种质资源提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

本研究的材料来自于贵州黔西南(兴义、兴仁、安龙、普安、晴隆、贞丰)、黔东南(雷山、黎平)、黔北区(务川、道真、正安、金沙、印江、德江)、黔南(都匀市、荔波、贵定、三都)、黔中(安顺、普定、花溪久安)共5个分布区的32个分布地,分布地气候类型如下:普安江西坡、普安青山、普安雪蒲均为北亚热带夏湿春干气候,都匀清塘、贵定江比、贵定鸟王、贵定岩下、金沙龙坝、金沙清池、花溪久安、雷山大唐、雷山方祥、雷山西江、安顺旧州、普定化处、晴隆沙子、晴隆中营、贞丰龙场、正安土坪均为亚热带季风湿润气候,安龙仙鹤坪、道真洛龙、德江荆角、黎平老山界、荔波驾欧、三都水龙、务川丰乐、务川涪洋、务川黄都、兴仁龙场、兴义敬南、兴义七舍、印江永义均为中亚热带季风湿润气候。

1.2 方法

1.2.1 气候资料收集

从贵州省各市县气象部门收集野生茶树种质资源分布地的气象资料,具体到各乡镇气象观测站,以各市志记载的历史气象资料做补充,取5 a以上数据的平均值。气象数据包括分布地气候、年平均气温、年平均降雨量、年日照时数、无霜期等。

1.2.2 伴生植物调查方法

对野生茶树种质资源分布地伴生植物进行实地调查。每个分布地调查3次,第1次调查在3月中旬至5月中旬,第2次调查在7月中旬至9月中旬,第3次调查在11月中旬至次年1月中旬。在野生茶树种质资源分布地,随机选取不同经纬度和海拔的调查点5个,每个调查点面积约500 m2。在野生茶树种群密度最大地区调查野生茶树伴生植物的群落特征,随机选取野生茶树密度最大区域20 m ×20 m地块各3处,记录乔木和灌木树种的种类和数量;随机选取野生茶树密度最大区域2 m × 2 m地块各3处,记录草本层植物种类、数量。

1.2.3 野生茶树种质资源分布数量调查方法

在野生茶树种质资源分布范围内,通过咨询当地农业部门、当地居民,根据他们了解到的情况扩大调查范围。采用踏查法对贵州野生茶树种质资源分布数量进行实地调查,对野生茶树种质资源分布地的地理位置进行GPS定位。统计分布区野生茶树种质资源分布数量和类型,调查对象为胸径(乔木)或地径(灌木)在10 cm以上的野生茶树种质资源。

2 结果与分析

2.1 贵州野生茶树种质资源的分布范围、气候与类型

贵州32个野生茶树种质资源分布地的调查结果(表1)表明,贵州野生茶树种质资源分布范围较广,水平分布范围是104°58′~108°36′E、24°58′~29°07′N,垂直分布范围是615~1 900 m,其中海拔1 000 m及以下有7个分布地,海拔1 000~1 500 m有19个分布地,1 500~1 900 m有6个分布地。其中,黔西南分布区包括安龙仙鹤坪、普安江西坡、普安青山、普安雪蒲、晴隆沙子、晴隆中营、兴仁龙场、兴义敬南、兴义七舍、贞丰龙场10个分布地;黔东南分布区包括雷山大唐、雷山方祥、雷山西江、黎平老山界4个分布地;黔北分布区包括德江荆角、道真洛龙、金沙龙坝、金沙清池、务川丰乐、务川涪洋、务川黄都、印江永义、正安土坪9个分布区地;黔南分布区包括都匀清塘、荔波架欧、贵定江比、贵定鸟王、贵定岩下、三都水龙6个分布地;黔中分布区包括安顺旧州、普定化处、花溪久安3个分布地。

32个分布地野生茶树种质资源的数量差异较大,分布较多的分别是都匀清塘、花溪久安和普安青山,均在2 000株以上;安龙仙鹤坪自然保护区、德江荆角、贵定鸟王、雷山大唐、雷山方祥、雷山西江、黎平老山界自然保护区7个分布地的数量为300~500株,普安江西坡、务川丰乐、兴仁龙场、兴义七舍和贞丰龙场5个分布地的数量为100~300株;数量在100株以下的分布地有安顺旧州、道真洛龙、贵定江比、贵定岩下、金沙龙坝、金沙清池、荔波驾欧、普安雪蒲、普定化处、晴隆沙子、晴隆中营、三都水龙、务川涪阳、务川黄都、兴义敬南、印江永义、正安土坪17个分布地。

野生茶树分布地主要树型特征调查结果(表1)表明,以乔木树型为主的分布地较多,占50%,分别是安龙仙鹤坪、道真洛龙、贵定岩下、金沙龙坝、金沙青池、荔波驾欧、普安江西坡、普安青山、普安雪蒲、务川涪洋、务川黄都、兴仁龙场、兴义敬南、兴义七舍、贞丰龙场、正安土坪共16个分布地;小乔木的较少,仅占0.03%。其余分布地资源均以灌木型为主。

表1 贵州野生茶树种质资源分布特征

2.2 贵州野生茶树种质资源分布地自然概况

贵州野生茶树分布地立地气候特征调查结果(表2)表明,安龙仙鹤坪、道真洛龙、德江荆角、黎平老山界、荔波驾欧、三都水龙、务川丰乐、务川涪洋、务川黄都、兴仁龙场、兴义敬南、兴义七舍、印江永义共13个分布地属于中亚热带季风湿润气候;普安江西坡、普安青山、普安雪蒲3个分布地属于北亚热带夏湿春干气候;安顺旧州、都匀清塘、贵定江比、贵定鸟王、贵定岩下、金沙龙坝、金沙清池、花溪久安、雷山大唐、雷山方祥、雷山西江、普定化处、晴隆沙子、晴隆中营、贞丰龙场、正安土坪共16个分布地属于亚热带季风湿润气候。

表2 贵州野生茶树种质资源分布区气候特征

32个野生茶树种质资源分布地年平均气温变异不大,年平均气温在13.6~18.9 ℃,平均为15.8 ℃。安顺旧州、德江荆角、金沙龙坝、花溪久安、普安雪蒲、晴隆沙子6个分布地的年平均气温为13~15 ℃,其余分布地的年平均气温均为15~19 ℃。

32个分布地的年平均降雨量差异较大。其中,道真洛龙、金沙龙坝、金沙清池3个分布地的降雨量在1 000~1 100 mm,安龙仙鹤坪、安顺旧州、贵定江比、贵定鸟王、贵定岩下、花溪久安、荔波驾欧、务川丰乐、务川涪洋、务川黄都、印江永义、正安土坪12个分布地的年平均降雨量为1 100~1 300 mm,德江荆角、都匀清塘、雷山大唐、雷山方祥、雷山西江、黎平老山界、普安青山、普安雪蒲、普定化处、三都水龙、兴仁龙场、贞丰龙场12个分布地的年平均降雨量为1 300~1 500 mm,普安江西坡、晴隆沙子、晴隆中营、兴义敬南、兴义七舍5个分布地的年平均降雨量为1 500~1 700 mm。

32个野生茶树种质资源分布地的年日照时数差异较大。其中,道真洛龙、德江荆角、贵定江比、贵定鸟王、贵定岩下、金沙清池、务川丰乐、务川涪洋、务川黄都共9个分布地的年日照时数在900~1 100 h,安顺旧州、都匀清塘、金沙龙坝、花溪久安、雷山大唐、雷山方祥、雷山西江、黎平老山界、荔波驾欧、普定化处、三都水龙、印江永义、正安土坪共13个分布地的年日照时数在1 100~1 300 h,普安青山、晴隆沙子、晴隆中营、贞丰龙场4个分布地的年日照时数在1 300~1 500 h,安龙仙鹤坪、普安江西坡、普安雪蒲、兴仁龙场、兴义敬南、兴义七舍6个分布地的年日照时数在1 500~1 700 h。

32个野生茶树种质资源分布地的无霜期差异较小,变异系数为6.42%。其中,雷山西江、黎平老山界2个分布地的年无霜期小于280 d,安顺旧州、道真洛龙、德江荆角、都匀清塘、贵定江比、贵定鸟王、贵定岩下、金沙龙坝、金沙清池、花溪久安、普安青山、普定化处、晴隆中营、务川丰乐、务川黄都、兴仁龙场、印江永义、正安土坪共18个分布地的无霜期在280~300 d,安龙仙鹤坪、雷山大唐、雷山方祥、荔波驾欧、普安江西坡、普安雪蒲、晴隆沙子、三都水龙、务川涪洋、兴义敬南、兴义七舍、贞丰龙场共12个分布地的无霜期在300 d以上。

茶树在环境温度低于5 ℃时,停止生长,气温低于-10 ℃,就会受到严重冻害。本研究中荔波驾欧、普定化处2个分布地的极端最低温度达-10 ℃及以下,普安江西坡、普安青山、普安雪蒲、印江永义、正安土坪、晴隆沙子、晴隆中营、三都水龙、务川丰乐、务川涪洋、务川黄都、兴仁龙场、黎平老山界、安龙仙鹤坪、安顺旧州、道真洛龙、德江荆角、都匀清塘、金沙龙坝、金沙清池、花溪久安21个分布地的极端最低温在-5~-10 ℃,其他9个分布地的极端最低温度在-5 ℃以上。

2.3 贵州野生茶树种质资源分布区的伴生植物

从表3可以看出,贵州野生茶树种质资源各个分布区的伴生植物很多,主要伴生植物有100余种,包括马尾树、油茶、黄杨、水杉、猕猴桃等。以草本的数量和种类较多,木本类植物相对较少,大部分野生茶树种质资源分布地都伴生有铁狼萁、贯众和狗尾草等草本植物。黔西南分布区毛竹、方竹、棕榈、芭蕉等伴生植物较多。安龙仙鹤平、普白林场、黎平老山界3个自然保护区的主要伴生植物种类较多,分布数量较大。其他大部分野生茶树分布地点伴生的木本植物种类缺乏,由于人类生产活动范围不断地扩大,森林破坏越来越向深山区扩展,严重威胁了野生茶树种质资源的生长,使原始类型的生态环境逐渐消失,从而加速了茶树种质资源的毁灭。32个分布地的伴生植物平均分布密度为每100 m251.58株,平均分布种类为每100 m210.75种,分布密度和分布种类的变异系数分别是50.38%和40.55%(表4)。

表4 贵州野生茶树种质资源主要伴生植物密度和种类数量

表3 贵州野生茶树种质资源主要伴生植物

2.4 贵州野生茶树种质资源分布数量与生态因子的相关性

结合贵州野生茶树种质资源立地土壤养分状况[8],进行野生茶树种质资源分布数量与生态因子的相关性分析。结果表明,野生茶树种质资源的分布数量与分布地土壤全氮、全磷、主要伴生植物密度和主要伴生植物种类呈显著正相关,与土壤有机质含量呈极显著正相关,与海拔、年日照时数、年平均降雨量、年平均气温、无霜期、pH的相关性均没有达到显著水平,这可能是分布地的生态环境已经被人为活动改变所致,在本次调查中仅有安龙仙鹤坪自然保护区、黎平老山界自然保护区、雷公山自然保护区的生态系统较为完善,其他分布地的环境均受到不同程度的破坏。

续表3 Continued Table 3

表5 贵州野生茶树种质资源分布数量与生态因子相关系数

3 讨论

3.1 气候因子对贵州野生茶树种质资源分布的影响

野生茶树是茶树育种中重要的原始材料,对探讨茶树的地理分布、遗传变异和开发利用有着重要意义。田永辉等[9]对贵州野生茶树资源地理分布进行调查发现,贵州野生茶树垂直分布主要在海拔1 000~1 900 m,水平分布主要在25°12′~27°55′N、104°55′~109°10′E,包括普安、安龙、兴仁、盘、望漠、丹寨、独山、雷山、三都、晴隆、黎平等。本研究的结果显示,贵州野生茶树分布在21个区县的32个分布地,水平分布范围是104°58′E-108°36′E、24°58′N-29°07′N,垂直分布范围是海拔615~1 900 m,这与田永辉等[9]、陈正武等[10]的调查结果基本吻合,且对其有补充和完善,其中田永辉等[9]提到的望漠、盘县和独山的野生茶树在本调查中没有发现,可能已经消失。因此,加强对贵州野生茶树的有效保护和高效利用势在必行。本研究中还发现,野生茶树种质资源的分布地存在不同的气候特征。金沙龙坝、道真洛龙、金沙清池的年降雨量较低、日照时数较少,雷山西江、黎平老山界的年无霜期较短,安顺旧州、德江荆角、花溪久安、普安雪蒲、晴隆沙子的年平均气温较低,荔波驾欧、普定化处的极端最低温度过低等。这些分布地的野生茶树种质资源能够在极端气候下长期存活,其可能对极端气候存在独特的适应性和潜在的利用价值,这需要进一步研究证明。

3.2 伴生植物对贵州野生茶树种质资源分布数量的影响

本研究中3个自然保护区的伴生植物比较丰富,其他大部分分布地伴生的乔木植物和灌木植物比较缺乏。建议相关部门积极保护野生茶树分布地的生态环境,在现有的基础上优化分布地的生态环境,合理进行野生资源的开发利用。

3.3 贵州野生茶树种质资源的分布数量与生态因子的相关性

野生茶树的相关研究报道较多[11-14],而贵州野生茶树分布数量与生态因子关系的研究还少见报道,仅田永辉等[9]提出最适合野生茶树生长的环境是常绿阔叶林为主的原始森林,且冬无严寒,夏无酷暑,无霜期长,雨量充沛,日照偏低,散射光多等立地环境有利茶树的繁殖生长。本研究发现,野生茶树种质资源分布数量与土壤中全氮、全磷、有机质的含量、主要伴生植物密度和主要伴生植物种类呈显著正相关,说明土壤主要元素含量、有机质含量、主要伴生植物数量和种类对野生茶树生长具有一定的促进作用。本研究结果中分布数量与海拔、年平均气温、年平均降雨量、年日照时数、无霜期、有效氮、有效铜、有效锌、有效磷、有效铁、有效钾、交换性镁、交换性铝、交换性钙和pH值等生态因子关系均不显著,这可能是分布地的生态环境已经被人为活动改变所致,使野生茶树种质资源的自然分布状态发生改变。


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