WJF  >> Vol. 7 No. 4 (October 2018)

    南岳衡山珂楠树群落多样性分析
    Diversity Analysis on Meliosma alba Community in Mount Heng

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作者:  

李春辉,谭泽丰:南岳林场,湖南 衡阳;
夏江林,李建林,王璇,胡忠辉,夏湘玲:湖南省南岳树木园,湖南 衡阳

关键词:
珂楠树群落特征物种多样性南岳衡山Meliosma alba (Schltdl.) Walp. Community Characteristics Species Diversity Mount Heng

摘要:

在野外共设计了15个20 × 5 m的样方,对衡山珂楠树群落的种类组成、结构特征及物种多样性进行了分析,结果表明:该群落种类组成丰富,共有维管束植物151种,隶属于77科141属,群落优势科为蔷薇科、禾本科、菊科、壳斗科、唇形科、蓼科、荨麻科等;植物的生活型多样,以地下芽植物与高位芽植物占优势,叶的生活期以夏绿叶为主,常绿叶次之,冬绿叶缺失;群落季相明显,层次完整,以草本植物占优势;物种多样性指数以草本层数量最多,分布也最均匀,呈草本层 > 藤本层 > 灌木层 > 乔木层格局;种群结构以幼苗幼树占优势,在自然状况下,其群落的演替趋势是顺向的,应注意保护。

Fifteen quadrats of 20*5 m are designed in total in the field; the species composition, structural characteristics and species diversity of Meliosma beaniana community in Mount Heng are analyzed. The result has shown that this community is rich with diverse composition, with 151 types of vascular plants, which belong to 77 families and 141 genera; the dominant families of community are rosaceae, gramineae, compositae, fagaceae, labiatae, polygonace, urticaceae and so forth. The living forms of plants are diverse, dominated by the geophytes and phanerophytes. The activity duration is dominated by the summer leaves, followed by evergreen leaves, and is lack of the winter leaves. The seasonal aspect of community is quite obvious with complete stratification, which is dominated by herbaceous plants. The species diversity index was the most abundant and uniform in the herb layer, with the layout of herbaceous layer > vine layer > bush layer > tree layer. Seeding and sapling trees take the advantages of the population structure. Under natural conditions, the succession trend of the community is straight-forward, which should be protected.

1. 引言

珂楠树Meliosma alba (Schltdl.) Walp.为清风藤科Sabiaceae泡花树属Meliosma中的一个落叶乔木,高12~25米。分布于我国的云南、贵州、四川、湖南、湖北、江西、浙江等省,也分布于缅甸北部。其在国内分布的最北界是在河南伏牛山,模式标本采自湖北宣昌 [1] 。珂楠树为亚热带树种,喜温暖湿润的气候,通常生于海拔1000~2500米湿润山地的密林或疏林中。

由于该树种树干通直,树形美观,生长适应性强,在改善环境、保持水土、涵养水源、园林绿化、家具用材等方面起着重要的作用。目前,该树种的野生种,在本区的分布仅见于南岳衡山西面的方广寺景区,其种群稀少,分布的面积也很小,但至今未见有对其的研究报道,因此本文通过实地调查,对本区珂楠树群落的结构和物种多样性进行了初步研究,为该区有效保护这一珍稀树种资源和可持续利用提供参考依据。

2. 调查地概况

该群落位于南岳衡山方广寺石涧潭景区,地理位置N:27˚13'45.5'',E:112˚38'26.5'',海拔720 m,位于山体中部山沟,坡度15˚,坡向北坡。群落一侧为天然次生林,有石涧潭溪水从中流过,群落后面便是庙宇,珂楠树就分布于天然次生林内,气候属大陆性中亚热带季风湿润气候,年平均气温15.8℃,极端高温40.8℃,极端低温−10.8℃,年平均降水量1594.6 mm,相对湿度85%,无霜期260 d,冰冻期10 d左右,土壤类型为山地黄棕壤,该群落起源于天然次生林,为落叶常绿阔叶混交林,群落总盖度为70%。

3. 研究方法

3.1. 样方设置

2016年7月在南岳方广寺石涧潭的北向山沟内,开展了珂楠树群落的野外调查,一共设置了15个20 × 5 m的标准样方,在每个大样方内又设置4个2 × 2 m的灌木层小样方,4个0.5 × 0.5 m的草本层小样方。调查并记录乔木层(胸径 ≥ 5 cm)和灌木层(胸径 < 5 cm)树种的株数、高度、胸径或地径、冠幅及枝下高等,调查并记录草本层植物的数量、高度、多度和盖度等。

3.2. 数据分析

3.2.1. 生活型谱的确定

采用Raunkiaer C (1934)的划分方法 [2] (①高位芽植物②地上芽植物③地面芽植物④隐芽植物⑤一年生植物),对植物的生活型进行统计。

3.2.2. 重要值

采用Curtis JT and Mcintosh RP (1951)公式计算 [3] 。即重要值IV = (相对多度RA + 相对显著度RD + 相对频度RF)/3。

3.2.3. 物种多样性测定

物种多样性指数测定,采用:Margalef丰富度指数:E = (S − 1)/lnN(Margalef 1958) [4] 。Simpson优势度指数: D = 1 i = 1 s p i 2 。Shannon-Wiener变化度指数: H = i = 1 s P i ln P i 。Pielou均匀度指数:J = H/lnS [5] [6] 。S为样地中某一层次所有物种的数量;N为样地中某一层次所有物种的个体数之和;H为变化度指数;Pi为某一层次第i个物种个体数占所有物种个体数的比例。

3.2.4. 种群年龄结构

采用曲仲湘(1952) [7] 划分标准,I (D ≤ 2.5 cm, H ≤ 33 cm)、II (D ≤ 2.5 cm, H ≥ 33 cm)、III (2.5 cm ≤ D ≤ 7.5 cm)、IV (7.5 cm ≤ D ≤ 22.5 cm)、V (D ≥ 22.5 cm)。D为胸径;H为树高;I为幼苗;II为幼树;III小树;IV中树;V为大树。

4. 结果与分析

4.1. 群落物种组成

珂楠树虽在我国分布较广,但大多都呈零星分布。根据本区样方调查统计(蕨类植物按照秦仁昌系统(1978),裸子植物按照郑万均系统,被子植物是按照Cronquist系统),1500 m2样地中有维管植物151种,分属77科141属,由蕨类植物(8科9属9种)、裸子植物(3科3属3种)、双子叶植物(55科81属99种)、单子叶植物(8科12属17种)构成(见表1),其中木本植物有33科55属59种,分别占该群落总数的42.86%、39.01%、39.07%,常绿的有23种,落叶的有36种;草本植物有47科86属92种,分别占该群落总数的61.04%、60.99%、60.93%。数量优势科依次为蔷薇科Rosaceae (7属7种)、禾本科Gramineae (7属7种)、菊科Compositae (5属7种)、壳斗科Fagaceae (5属6种)、唇形科Labiatae (4属5种)、蓼科Polygonaceae (3属5种)和荨麻科Urticaceae (4属4种),这7科占总科数的9.09%,含35属41种,占总属数的24.82%,占总种数的27.15%。

从植物生活型来看 [2] ,高位芽植物有49种,占总种数的32.45%;地上芽植物3种;地面芽植物有10种,占总种数的6.62%;地下芽植物有61种,占总种数的40.40%;一年生植物有13种。一般高位芽植物占优势,反映出群落所在地具有高温湿热的特征,而地面芽植物占优势的群落即反映出该地区具有较长的严寒季节。由于该群落地处衡山西面山谷之中,有“方广寺之深”之说,海拔高度有720 m,夏季气候较为湿热,冬季又较为寒冷,因此,具有较丰富的高位芽植物与地下芽植物。叶的生活期以夏绿叶为主,常绿叶次之,各有42种和20种,分别占总种数的27.81%和13.25%,冬绿叶缺失。叶的质地以草质叶为主,革质叶次之,各有118种和28种,分别占总种数的78.15%和18.54%,可见该群落是一个较典型的落叶常绿阔叶混交林。

Table 1. The species composition in Meliosma alba communities

表1. 珂楠树群落物种组成

4.2. 群落结构特征

该群落起源于天然次生林,群落外貌凹凸状,有较大片林窗,冠面颜色黄绿色,群落覆盖度达65%,结构层次明显。乔木盖度0.6,有26种,高度3.5~22 m,树种有珂楠树、糙叶树Aphananthe aspera、银杏Ginkgo biloba、红毒茴Illicium lanceolatum、伯乐树Bretschneidera sinensis、五裂槭Acer oliverianum、尖连蕊茶Camellia cuspidate等,优势种为珂楠树、糙叶树和银杏,重要值145.8。胸径变幅0.03~110 cm,群落内最大植株为珂楠树和糙叶树,其胸径均为110 cm。又分3个亚层,第1亚层树高在18 m以上,最高22 m,树种有珂楠树、糙叶树、银杏、伯乐树等,优势种为珂楠树、糙叶树、银杏。第2亚层树高10~15 m,树种有银杏、红毒茴、五裂槭、灯台树Cornus controversa等,优势种为银杏等。第3亚层树高8 m以下,树种有红毒茴、五裂槭、油茶Camellia oleifera、灯台树等,优势种为红毒茴、五裂槭等。

灌木层有21种,覆盖度达30%,高0.3~4.5 m,基径变幅0.2~5 cm,树种有箬叶竹Indocalamus longiauritus、五裂槭、珂楠树、山皂荚Gleditsia japonica、伯乐树、大红泡Rubus eustephanos等,优势种为箬叶竹和五裂槭,长势较好。灌木种类较少,在林缘及林窗处生长较密且长势好。

草本层有75种,覆盖度达90 %,高0.05~1.2 m,种类有悬铃叶苎麻Boehmeria tricuspis、疏网凤了蕨Coniogramme wilsonii、土牛膝Achyranthes aspera、奇蒿Artemisis anomala、鹅掌草Anemone flaccida、长花枝杜若Pollia secundiflora、细柄凤仙花 Impatiens leptocaulon等,优势种为悬铃叶苎麻和疏网凤了蕨,长势较好。草本层较发达,种类繁多(75种),且生长茂密。

层间植物有刺果毒漆藤Toxicodendron radicans subsp. hispidum、过路黄Lysimachia christiniae、单花红丝线Lycianthes lysimachioides、活血丹Glechoma longituba、常春藤Hedera sinensis、栝楼Trichosanthes kirilowii、绿叶爬山虎Parthenocissus laetevirens等,优势种为刺果毒漆藤,藤长5 m。层间植物多攀缘于紫弹树Celtis biondii、珂楠树、大青Clerodendrum cyrtophyllum、箬叶竹、伯乐树、糙叶树等树上。

4.3. 群落种群结构特征

从珂楠树种群的静态生命表可见(表2),I、II级立木占绝对优势,III级立木相对少一点,IV级与V级立木占有一定比例,说明该群落是一个近过熟林群落。群落内乔木树种树龄多在100龄以上,乔灌木数量较少,草本、层间植物发达,部份乔木长势一般。更新层中有五裂槭、伯乐树、珂楠树、青榨槭、红毒茴等树种的幼树幼苗,在自然状况下,其群落的演替趋势是顺向的。

4.4. 群落物种多样性

群落物种多样性是反映物种在生境中的丰富程度和每一物种的株数以及分布均匀程度的重要指标,其数值的大小受生境中自然要素、生物要素以及人为等多方面因素的影响,通过对物种多样性的研究,可以揭示群落物种之间的相互关系、种类组成特征及数量对比关系 [8] 。本文对南岳衡山珂楠树群落的物种多

Table 2. Static life table of Meliosma alba population

表2. 衡山珂楠树种群的静态生命表

Table 3. The diversity indices in Meliosma alba community

表3. 珂楠树种群多样性指数

样性进行了分析,由表3可知,珂楠树群落各层的物种丰富度指数以草本层最高,呈现出草本层 > 乔木层 > 灌木层 > 藤本层的格局。均匀度指数则是以藤本层中的物种分布最为均匀,即藤本层 > 草本层 > 乔木层 > 灌木层。多样性指数中以草本层数量最多,分布也最均匀,其数值也就最大,为草本层 > 藤本层 > 灌木层 > 乔木层。优势度指数中的数值越小表明群落的优势种越明显,该群落中乔木层中的数值最小,表明乔木层是该群落中的优势种群,其作用也最为明显。

5. 结论与讨论

珂楠树在南岳衡山的分布极少,种群也少,是南岳衡山稀有的一个群落类型之一,很有必要加强该区域珂楠树资源及物种多样性的保护。

该群落是一个较典型的落叶常绿阔叶混交林,其种类组成丰富,有维管植物77科141属151种,其中蕨类植物8科9属9种,裸子植物3科3属3种,被子植物66科129属139种。以草本植物占优势,木本植物次之。生活型谱中,以地下芽植物占居绝对优势,叶的生活期以夏绿叶为主,冬绿叶缺失。种群结构以幼苗幼树占优势,在自然状况下,其群落的演替趋势是顺向的。

群落各层的物种丰富度指数以草本层最高,呈现出草本层 > 乔木层 > 灌木层 > 藤本层的格局;均匀度指数则是以藤本层中的物种分布最为均匀;多样性指数中以草本层数量最多,分布也最均匀;优势度指数显示乔木层的数值最小,表明乔木层是该群落中的优势种群,其作用也最为明显。

基金项目

湖南省林业厅科技项目(XLK201450-2)资助。

文章引用:
李春辉, 谭泽丰, 夏江林, 李建林, 王璇, 胡忠辉, 夏湘玲. 南岳衡山珂楠树群落多样性分析[J]. 林业世界, 2018, 7(4): 127-132. https://doi.org/10.12677/WJF.2018.74017

参考文献

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