專利名稱：秦嶺冷杉保護方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種秦嶺冷杉保護方法。
背景技術(shù)：
秦嶺冷杉屬國家二級重點保護野生植物(國務(wù)院1999年8月4日批準)，被譽為植物“活化石”。秦嶺冷杉屬于松科，拉丁學名Abies chensiensis Van。物名稱秦嶺冷杉， 學名Adies Chensiensis Van Tigh，是松科冷杉屬常綠喬木，為中國特有珍稀瀕危植物。 該種星散分布于秦嶺河南(內(nèi)鄉(xiāng))、湖北、陜西、甘肅。生長海拔下限(米)2300 ；海拔上限(米):3000 ；氣候類型溫涼濕潤；年降水量:1347 ；瀕危類別漸危；花期5. 9-6. 1 ；果期9-10。種群現(xiàn)狀因秦嶺冷杉生于陰坡及山谷溪旁的密林中，多數(shù)植株常不結(jié)實，僅在光照較好處的成林植株能正常結(jié)實，但有隔年結(jié)實現(xiàn)象，種子易遭鼠類嚙食，天然更新較差， 加上過度采伐，分布面積日益縮小，植株數(shù)量逐漸減少。秦嶺冷杉樹種子在自然條件下很難發(fā)芽，自然分布的數(shù)量越來越少。它苗期生長緩慢，而且缺少幼株，一旦死亡，很難再成活新樹。2005年4月份開始，國有三門峽河西林場組織技術(shù)人員使用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，對該區(qū)秦嶺冷杉的分布和生長狀況進行了詳細的調(diào)查。結(jié)果顯示，河西林場目前共有秦嶺冷杉活立木195株，幼苗36株，均分布在海拔2300米以上，且成片分布，無病蟲害，生長良好。其中最大一株冷杉胸徑48. 2cm，樹高Hm。調(diào)查內(nèi)容包括每株冷杉的位置、胸徑、樹高、地被、 土壤等。之后，他們逐樹編號建檔。調(diào)查活動不僅摸清了秦嶺冷杉在該區(qū)的分布狀況，也為研究該區(qū)秦嶺冷杉生存狀況、制定切實的保護措施提供了科學依據(jù)。但是從2009年9月份開始，秦嶺冷杉出現(xiàn)了生長勢減弱的趨勢。形態(tài)特征常綠喬木，高達40米；一年生枝淡黃色或淡褐黃色，2-3年生枝淡黃灰色至暗灰色；芽圓錐狀卵圓形，稍具樹脂。葉在小枝下面2列，在上面呈不規(guī)則V形排列，線形，長1. 5-4厘米，寬3-4毫米，上面深綠色，下面具兩條粉白色或灰綠色氣孔帶，果枝之葉先端尖或圓鈍，樹脂道中生或近中生，幼樹與營養(yǎng)枝的葉先端二裂或凹缺。球果圓柱形或卵狀圓柱形，直立，近無梗，長7-11厘米，直徑3-4厘米，熟時淡紅褐色；種鱗近腎形，長約1. 5 厘米，寬約2. 5厘米，背面露出部分密生短毛；苞鱗長約種鱗的3/4，不外露，先端圓，有突起的刺狀尖頭；種于倒三角狀橢圓形，長約8毫米；種翅倒三角形，長約1. 3厘米，上部寬1厘米。生態(tài)特性秦嶺冷杉喜氣候溫涼濕潤、土層較厚、富含腐殖質(zhì)的棕壤土及棕壤土的立地環(huán)境，耐寒耐旱性較差。分布區(qū)年平均溫7. 7°C，極端最高溫不超過35°C，極端最低溫不低于-15. 3°C，相對濕度不小于78%，年降水量1347毫米。通常生于山溝溪旁及陰坡， 和它混生的樹種有巴山冷杉 Abies fargesii Franch.、鐵杉 Tsuga chinensis (Franch.) Pritz、華山松 Pinus armandii Franch.、油松 Pinus tabuliformis Carr.、漆木 Toxicodendron vernicifluum (Stokes) F. A. Barkley.、株木 Cornus macrophylla Wall·、 重齒械 Acer maximowiczii Pax.、紅樣 Betula albo—sinensis Burkill 等。在郁閉度大的林分中，天然更新不良；而在林冠稀疏，排水良好的陰坡或半陰坡林緣、林窗處，天然更新良好。幼株尚耐蔭，10月以上者不耐蔭。5月底至6月初，雌、雄球花開放，球果9-10月成熟。目前，公知的秦嶺冷杉瀕危原因為①秦嶺冷杉地理分布區(qū)域狹小，多呈零星或團塊狀分布；秦嶺冷杉群落組成以溫帶成分為主，根據(jù)物種重要值，可劃分成5個群叢；秦嶺冷杉苗期生長緩慢，個體結(jié)實量不高，種群更新困難；該樹種喜陰、耐寒、耐旱性較差、喜溫涼濕潤氣候，個體生長緩慢，種群自我更新能力較差。②在不同發(fā)育階段和不同生境條件下秦嶺冷杉種群格局基本屬于聚集型分布， 在25m2、150m2和300m2的面積上聚集強度較大。天然條件下，種群聚集強度最大取樣尺度，可能是其種群更新的最佳面積。隨海拔上升，聚集強度降低；聚集性最強的尺度在海拔 1500-1700m較小，在海拔1700_2100m地區(qū)較大；陰坡種群分布聚集強度大于陽坡。隨著種群年齡增加，分布格局由聚集型向隨機型過渡，聚集強度減弱；聚集性最強的尺度規(guī)模在幼、中齡期為50m2，老齡期為300m2。③多數(shù)秦嶺冷杉種群幼齡級個體數(shù)較少，中老齡個體數(shù)量較大，呈衰退趨勢；不同秦嶺冷杉種群生命表和存活曲線的分析表明，盡管生境條件差異，但存活曲線基本接近 Deevey III型；不同種群偏離典型存活曲線的程度與幼苗缺乏程度有關(guān)，一般III-V齡級死亡率較高。時間序列分析表明，在未來20、40和80年中，不同秦嶺冷杉種群均會呈現(xiàn)老齡級株數(shù)先增后減的趨勢，種群穩(wěn)定性長期維持困難。④秦嶺冷杉種子含空粒比例高達31% ；飽滿的種子中具有生活力者占45%，反映出秦嶺冷杉種子有較高的敗育率；種子的平均含水量為5. 7%左右，自然散播的種子萌發(fā)率僅為6. 12%，運用主成分分析(PCA)方法對影響秦嶺冷杉種子萌發(fā)的10個環(huán)境因子進行了分析，發(fā)現(xiàn)喬木層蓋度、土壤有機質(zhì)含量、人為干擾和濕度是影響秦嶺冷杉種子萌發(fā)最主要的因素。種子在自然環(huán)境下受松鼠、鼠和鳥類等動物的破壞和被搬遷率高達94. 22%。 在同樣貯藏條件下，播種環(huán)境對種子的發(fā)芽率影響顯著，質(zhì)地疏松、透氣性好的苗圃地有利于秦嶺冷杉種子的萌發(fā)，其種子萌發(fā)率可達討％。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種操作性強、自維持能力強，適宜秦嶺冷杉外部生長環(huán)境， 從而達到擴繁植物種群的秦嶺冷杉保護方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種秦嶺冷杉保護方法，在秦嶺冷杉樹基部上方砌筑集水槽(3)，集水槽C3)引出的滴灌管(4)埋在冷杉樹根部土壤(6)中， 用于向樹根(9)持續(xù)供應水分，在秦嶺冷杉樹基部下方砌筑下寬上窄的阻擋墻(5)，用于防止水分的快速流失和土壤動物的逃逸，在集水槽C3)旁邊，用土壤與枯枝落葉制造立方形的土壤動物飼養(yǎng)堆(10)，用于飼養(yǎng)所需要的具有維持土壤微生態(tài)平衡的蚯蚓、跳蟲等土壤動物，在樹干(8)中上部安裝防火電滅蟲器O)，用于殺滅樹干上的爬蟲，樹干(8)上部安裝固定不銹鋼釘，用于懸掛點滴滅蟲藥瓶(11)，藥瓶內(nèi)灌有農(nóng)藥，藥瓶下有輸液器(12)，輸液器末端帶有針頭，針頭插入樹干中可將藥液輸入進去，用于殺滅樹干內(nèi)的害蟲。本發(fā)明所述的秦嶺冷杉保護方法從續(xù)氣、平衡、除蟲和繁殖四個方面入手，針對造成秦嶺冷杉瀕危的各種原因，對癥施治，進而解決了對秦嶺冷杉進行就地保護的技術(shù)難題， 這是本發(fā)明的積極效果。本發(fā)明為秦嶺冷杉提供一種適宜生長的自然環(huán)境條件，進而解決了對秦嶺冷杉進行就地保護的技術(shù)難題，讓更多的秦嶺冷杉能夠在國有三門峽河西林場成功繁殖。本發(fā)明調(diào)查所秦嶺冷杉的生活環(huán)境，如溫度、濕度、酸堿度、光照、有機質(zhì)(OM)含量、土壤老化時間等，進而確定秦嶺冷杉保護方法所需提供的光照、溫度、濕度、土壤的酸堿性等秦嶺冷杉正常生長繁殖必需的條件。保護對策在未來保護管理過程中，應以就地保護為主，促進天然更新；繁育幼苗，擴大人工種群是保護和利用的基本策略；通過間伐、砍灌、清理林下活地被物等撫育措施，建立小面積林窗，營造對秦嶺冷杉幼苗發(fā)育有利生境。應該促進成年個體結(jié)實，提高天然條件下的種子發(fā)芽率。本發(fā)明方案包括續(xù)氣、平衡、除蟲和繁殖四部分作用。①續(xù)氣為給秦嶺冷杉根部續(xù)氣，我們設(shè)計了以水續(xù)氣的辦法。水的來源有以下幾個途徑山巔的噴泉；在山頂鑿洞，以洞頂集水；砌窖而集水；利用水汽遇冷凝結(jié)的原理向天要水。不論什么辦法，只要能將水分引到樹基部即可。水分的釋放可采用滴灌的方式， 同時，可以隨滴灌隨時追加施肥。②平衡在秦嶺冷杉樹附近，采用堆肥的方式，人工飼養(yǎng)蚯蚓、跳蟲等土壤動物， 待到土壤動物的數(shù)量達到一定程度時，通過肥堆出口自動施加到冷杉樹基部。靠土壤動物的作用，對冷杉樹基部的土壤進行充分處理，以控制細菌的爆發(fā)，同時，蚯蚓、跳蟲等土壤動物的活動，還可以增強冷杉樹基部的透氣性，進一步為蚯蚓、跳蟲等土壤動物提供更為優(yōu)越的生存空間，使冷杉樹基部逐步形成一良性的平衡微生態(tài)系統(tǒng)。③除蟲對于樹干表面的害蟲，采用防火電滅蟲器加以控制。對于樹干內(nèi)部的蟲子，可以采用點滴的方式滅殺。也可以采用埋藥的方式殺蟲。即在樹干基部包埋呋喃丹等劇毒殺蟲藥物，隨著在木質(zhì)部的液體向上擴散，藥物到達樹的每一個角落，使害蟲無處藏身。④繁殖利用植物細胞的全能性對秦嶺冷杉進行植物組織培養(yǎng)的方案。即在現(xiàn)成的裸子植物組織培養(yǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上，探索秦嶺冷杉的組織培養(yǎng)技術(shù)。讓秦嶺冷杉大量的無性繁殖，短期內(nèi)獲得數(shù)量巨大的秦嶺冷杉幼苗。之后，野外馴養(yǎng)幼苗并栽植于河西林場等適于秦嶺冷杉生長的山上，擴大秦嶺冷杉的栽種面積。本發(fā)明適用于就地保護秦嶺冷杉等瀕危珍稀植物，針對不同植物瀕危的原因，人為設(shè)計保護方案，將灌溉、施肥、除蟲、繁殖、改善根部微生態(tài)環(huán)境等措施緊密結(jié)合，為瀕危珍稀植物提供一種適宜生長的外部條件，從而達到擴繁植物種群的目的。實驗證明部分技術(shù)可以明顯改善秦嶺冷杉的生長勢。


附圖1是秦嶺冷杉保護方法示意圖
具體實施例方式如圖1所示的一種秦嶺冷杉保護方法，在秦嶺冷杉樹基部上方砌筑集水槽3，集水槽3引出的滴灌管4埋在冷杉樹根部土壤6中，用于向樹根9持續(xù)供應水分，根據(jù)根植山體
57的具體情況。在秦嶺冷杉樹基部下方砌筑下寬上窄的阻擋墻5，用于防止水分的快速流失和土壤動物的逃逸，在集水槽3旁邊，用土壤與枯枝落葉制造立方形的土壤動物飼養(yǎng)堆10， 用于飼養(yǎng)所需要的具有維持土壤微生態(tài)平衡的蚯蚓、跳蟲等土壤動物，在樹干8中上部安裝防火電滅蟲器2，用于殺滅樹干上的爬蟲，樹干8上部安裝固定不銹鋼釘，用于懸掛點滴滅蟲藥瓶11，藥瓶內(nèi)灌有農(nóng)藥，藥瓶下有輸液器12，輸液器末端帶有針頭，針頭插入樹干中可將藥液輸入進去，用于殺滅樹干內(nèi)的害蟲。在冷杉樹冠1或者山上較空曠地帶安置太陽能電池板，防火電滅蟲器2其電源即為由太陽能電池板獲得的電能。防火電滅蟲器2可以采用風力發(fā)電機或者架線將電從山下引上來。1.調(diào)查所秦嶺冷杉的生活環(huán)境，如溫度、濕度、酸堿度、光照、有機質(zhì)(OM)含量、土壤老化時間等，進而確定秦嶺冷杉保護方法所需提供的光照、溫度、濕度、土壤的酸堿性等秦嶺冷杉正常生長繁殖必需的條件。2.秦嶺冷杉保護方法方案包括續(xù)氣、平衡、除蟲和繁殖四部分。①續(xù)氣為給秦嶺冷杉根部續(xù)氣，我們設(shè)計了以水續(xù)氣的辦法。水的來源有以下幾個途徑首先，山巔之處的噴泉。走近山頂之腰，潺潺流水將人帶入如畫仙境，若人工引之入樹的基部，連綿不斷的流水則可將斷氣續(xù)上，使樹重獲天地之氣，煥發(fā)蓬勃生機。其次，在山頂鑿洞，以洞頂集水來源源不斷供應樹之所需。再次，砌窖而集水。秦嶺之地，雨水較豐沛，若能集水，然后源源供給樹之所需，也可達到續(xù)氣之目的。最后，向天要水。水汽遇冷凝結(jié)，可用壓縮機將空氣壓縮，使水凝集，也可利用氣流快速運動時，遇到較大空間，迅速被緩沖，此過程氣體會吸收大量的熱，從而帶動較大空間的容器表層溫度降低，進而冷卻容器周圍的空氣，凝結(jié)水汽成液態(tài)水，達到集水的目的。該過程需要能量供應，為此，在高山之巔， 可以采用風力發(fā)電供能，也可以采用太陽能電池發(fā)電供能，當然，也可以走工業(yè)用電。不論什么辦法，只要能將水分引到樹基部即可。水分的釋放可采用滴灌的方式，細水長流，從而達到以水續(xù)氣的目的。同時，根據(jù)實際觀察，了解樹木的養(yǎng)分平衡問題，一旦發(fā)現(xiàn)缺少了某種肥料，可以隨滴灌隨時追加施肥。②平衡近幾年隨著環(huán)境的惡化，秦嶺冷杉樹基部的微生態(tài)環(huán)境也發(fā)生了相應改變，生態(tài)平衡遭到一定程度的破壞。而秦嶺冷杉樹基部土壤中的細菌沒有了天敵的控制，肆虐成災給秦嶺冷杉樹造成的生長勢減弱甚至死亡。所以，建立一個健康的微生態(tài)系統(tǒng)迫在眉睫。怎樣建立呢？我們設(shè)計用堆肥的方式進行。在秦嶺冷杉樹附近，采用堆肥的方式，人工飼養(yǎng)蚯蚓、跳蟲等土壤動物，待到土壤動物的數(shù)量達到一定程度時，通過肥堆出口自動施加到冷杉樹基部。靠土壤動物的作用，對冷杉樹基部的土壤進行充分處理，以控制細菌的爆發(fā)，這將在根本上抑制細菌病的發(fā)生，救秦嶺冷杉樹于水火。同時，蚯蚓、跳蟲等土壤動物的活動，還可以增強冷杉樹基部的透氣性，進一步為蚯蚓、跳蟲等土壤動物提供更為優(yōu)越的生存空間，使冷杉樹基部逐步形成一良性的平衡微生態(tài)系統(tǒng)。③除蟲森林樹木給各種昆蟲提供了優(yōu)良的生活環(huán)境，同時，也使得對樹木有害的昆蟲得以繁衍生息。更有甚者，有些害蟲還鉆到樹干當中，啄食其肌膚。對于樹干表面的害蟲，我們采用防火電滅蟲器加以控制。此滅蟲器實用高效，但是有一定的危險性，那就是容易引起火災。為了避免火災的發(fā)生，我們在高壓發(fā)生區(qū)襯以具有防火性能的石棉等保護套。該套可以讓蟲子進來，被電死后，不會引起火災。高壓發(fā)生需要電能，可以使用集水時引來的電能。對于樹干內(nèi)部的蟲子，可以采用點滴的方式滅殺，即使用殺蟲藥物，利用靜脈點滴注射的原理，將藥物輸入到樹干當中，進而殺死樹干內(nèi)的害蟲。也可以采用埋藥的方式殺蟲。即在樹干基部包埋呋喃丹等劇毒殺蟲藥物，隨著在木質(zhì)部的液體向上擴散，藥物到達樹的每一個角落，使害蟲無處藏身。④繁殖因為秦嶺冷杉生殖生長較弱，且受到很多條件的限制，一旦植株受到破壞，很難有新生的幼苗給予補充。為此，我們設(shè)計了利用植物細胞的全能性對秦嶺冷杉進行植物組織培養(yǎng)的方案。即利用現(xiàn)成的裸子植物組織培養(yǎng)技術(shù)，探索秦嶺冷杉的組織培養(yǎng)技術(shù)。讓秦嶺冷杉在人工育苗的苗圃上，大量的無性繁殖，短期內(nèi)獲得數(shù)量巨大的秦嶺冷杉幼苗。之后，野外馴養(yǎng)幼苗并栽植于河西林場等適于秦嶺冷杉生長的山上，擴大秦嶺冷杉的栽種面積。3.秦嶺冷杉保護方法方案。在樹冠1或山上較空曠地帶安置太陽能電池板，或者安置風力發(fā)電機，或者架線將電從山下引上來。同時在秦嶺冷杉樹基部上方，根據(jù)根植山體7的具體情況砌適宜形狀的集水槽3，從集水槽3引出滴灌管4，埋在根部土壤6中，用于向樹根9持續(xù)供應水分。在秦嶺冷杉樹基部下方適當位置，砌一定高度、一定寬度、下寬上窄的阻擋墻5，用于防止水分的快速流失和土壤動物的逃逸。在集水槽3旁邊，用土壤與枯枝落葉制造立方形的土壤動物飼養(yǎng)堆10，用于飼養(yǎng)所需要的具有維持土壤微生態(tài)平衡的蚯蚓、跳蟲等土壤動物。在樹干8中上部安裝防火電滅蟲器2，用于殺滅樹干上的爬蟲，其電源為先前由太陽能電池板等獲得電能。在樹干8上部釘一不銹鋼釘，用于懸掛點滴滅蟲藥瓶 11，藥瓶內(nèi)灌有殺滅特定農(nóng)林害蟲的農(nóng)藥。藥瓶下有輸液器12，輸液器末端有針頭，插入樹干中可將藥液輸入進去，用于殺滅樹干內(nèi)的害蟲。4.保護效果檢查。為了防止意外發(fā)生，一般要定期檢查防火電滅蟲器內(nèi)積累的蟲尸體堆積情況，一旦發(fā)現(xiàn)堆積過多，要人工及時清理。集水槽內(nèi)積水情況要定期檢查，以確保集水槽內(nèi)的水保持一定的量。對于飼養(yǎng)的土壤動物，要定期檢查其種群情況，發(fā)現(xiàn)如水分、食物等出現(xiàn)問題，及時解決。對于秦嶺冷杉的生長勢要及時關(guān)注，一旦有意外情況出現(xiàn)， 要點及時查找原因，采取恰當措施進行補救。
權(quán)利要求
1.一種秦嶺冷杉保護方法，其特征是在秦嶺冷杉樹基部上方砌筑集水槽(3)，集水槽 (3)引出的滴灌管(4)埋在冷杉樹根部土壤(6)中，用于向樹根(9)持續(xù)供應水分，在秦嶺冷杉樹基部下方砌筑下寬上窄的阻擋墻(5)，用于防止水分的快速流失和土壤動物的逃逸， 在集水槽C3)旁邊，用土壤與枯枝落葉制造立方形的土壤動物飼養(yǎng)堆(10)，用于飼養(yǎng)所需要的具有維持土壤微生態(tài)平衡的蚯蚓、跳蟲等土壤動物，在樹干(8)中上部安裝防火電滅蟲器O)，用于殺滅樹干上的爬蟲，樹干(8)上部安裝固定不銹鋼釘，用于懸掛點滴滅蟲藥瓶(11)，藥瓶內(nèi)灌有農(nóng)藥，藥瓶下有輸液器(12)，輸液器末端帶有針頭，針頭插入樹干中可將藥液輸入進去，用于殺滅樹干內(nèi)的害蟲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種秦嶺冷杉保護方法，其特征是在冷杉樹冠(1)或者山上較空曠地帶安置太陽能電池板，防火電滅蟲器⑵其電源即為由太陽能電池板獲得的電能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種秦嶺冷杉保護方法，其特征是防火電滅蟲器(2)可以采用風力發(fā)電機或者架線將電從山下引上來。
全文摘要
一種秦嶺冷杉保護技術(shù)。它包括冷杉植株(樹冠、樹干、樹根)、防火電滅蟲器、集水槽、滴灌管、阻擋墻、根部土壤、根植山體、土壤動物飼養(yǎng)堆、點滴滅蟲藥瓶和輸液器幾部分。這些部分是從以水續(xù)氣、利用土壤動物平衡秦嶺冷杉根部的微生態(tài)環(huán)境、利用點滴滅蟲藥瓶以輸液的方式和防火電滅蟲器除蟲，以組織培養(yǎng)方式繁殖四個方面入手，針對造成秦嶺冷杉瀕危的各種原因，人為設(shè)計保護方案，將灌溉、施肥、除蟲、繁殖、改善根部微生態(tài)環(huán)境等措施緊密結(jié)合，為瀕危珍稀植物秦嶺冷杉提供一種適宜生長的外部條件，從而達到擴繁植物種群的目的，進而解決了對秦嶺冷杉進行就地保護的技術(shù)難題。
文檔編號A01G13/00GK102257925SQ201110114639
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者馮俐麗, 葉永忠, 唐衛(wèi)平, 張斌強, 彭興龍, 朱學靈, 李保祥, 王豐軍, 王海波, 袁志良, 鄭安平, 韓軍旺, 韓琥珀 申請人:韓軍旺