井冈寒竹种群结构初步研究

王海霞 彭九生 周玉卿

（1 江西省林业科学院 江西南昌 330032（2 江西财经大学园林艺术学院 江西南昌 330032)

植物群落是指在相似环境的不同地段上有规律重复出现、居住在一起相互作用、相互影响的植物组合，这种组合体是在长期的气候、基质、生物等多种因素综合作用下发展而形成的，内部存在着极为复杂的关系[1，2]。生物多样性包括两个方面，其一是指一定区域内的物种丰富程度，可称为区域物种多样性；其二是指生态学方面的物种分布的均匀程度，可称为生态多样性或群落物种多样性[3]。物种多样性是衡量一定地区生物资源丰富程度的一个客观指标。

井冈寒竹（Gelidocalamus stellatus）为复轴混生型竹种，竹姿潇洒，具有较高观赏价值，是一种优良的园林观赏竹种。。竹秆是文体器材和制作各种工艺品的优质用材和造纸的优良原料[4]。其笋可食，寒露期间出笋，故名寒竹，也是一种优良秋季笋用竹种。由于井冈寒竹种群分布范围狭窄，对其相关研究较少，资源处于自生自灭状态。本文利用生物多样性研究方法，分析井冈寒竹的群落结构及物种多样性，为探讨井冈寒竹扩大种群、发展资源和可持续开发利用提供理论依据。

1 研究区概况

调查样地设于井冈山国家级自然保护区朱砂冲林场和大井林场，位于东经113°50´～114°20´、北纬26°30´～27°00´，年平均气温13～16.5℃，极端最低气温-11℃，年降雨量1856.2mm，年太阳辐射量413.66kJ/cm2[5]。井冈寒竹主要分布于海拨350～1800m之间。林地土壤主要为花岗岩和页岩分化而来的山地黄红壤和黄棕壤，土层厚30～120cm。

2 研究方法

2.1 样地调查

以井冈寒竹中心分布区域为总体样本，采取随机与典型相结合的方式设置固定样地9个，其中海拔300～500m、500～600m、600～800m各2个，800m以上3个，乔木、灌木、藤本、草本同步调查，各样地基本面积为乔木层10 m×10m，灌木层（含层间植物）5m×5m，草本层1m×1m。调查记录因子主要有：①乔木的种类、株数、高度、胸径和冠幅；②灌木的种类、株数、高度和盖度；③层间植物的种类、株数和盖度；④草本植被的种类、高度和盖度；⑤海拔、坡位、坡度及土壤类型等生境因子。

2.2 资料分析与计算

2.2.1 重要值（Ⅳ）计算公式[3，10]

Ⅳ乔=相对密度+相对频度+相对优势度；

Ⅳ灌、藤=相对密度+相对频度；

Ⅳ草=相对盖度+相对频度。

其中，相对频度=某物种出现的样方数/样方总数×100%；

相对密度=某一物种个体数/物种个体总数×100%；

相对盖度=某一物种的盖度之和/物种盖度总和×100%；

2.2.2 物种多样性计算

物种丰富度是指群落中物种的总数目，丰富度指数采用Monk指数，即dMe=S/N。

优势度指数用Simpson指数，即Ds=1-∑[Ni(Ni-1)/N(N-1)][6]。

变化度度指数[7]用Gini指数和Hurlbert的PIE指数（种间相遇几率），即DG=1-∑Pi2，PIE=∑[(Ni/N)(N-Ni)/N(N-1)]。赵志模（1990）、马克平（1994）等已证明PIE=DG，可见Simpson指数具有度量群落物种多样性的反面即集中性（Concentration）和不同物种的个体在随机活动情况下相遇的概率。

均匀度指数采用Pielou指数并按Gini指数为基础计算，即J=(1-∑Pi2)/(1-1/S)，简化为J=DG/(1-1/S）=S•DG/(S-1)[7]。

上述各式中，S为样本的植物种总数，N为样本所有植物种类的个体总数，Ni为种i的个体数量，Pi为i的个体数占所有种的个体总数的比率，即Pi=Ni/N。草本的N、Ni分别用总盖度和种i的盖度代替。

3 结果与分析

3.1 群落结构分析

3.1.1 群落物种组成

根据9个样方资料统计,井冈寒竹群落有微管束植物种类共54科91属135种（含种下等级，下同），其中种子植物47科85属128种，蕨类植物6科6属7种。以樟科种类最多，有6属11种，其次为壳斗科5属11种，依次有杜鹃花科4属8种、山茶科4属8种、蔷薇科4属8种、虎耳草科3属6种、紫金牛科3属5种等。属内种数最多的是杜鹃属（Rhododendron）和柃木属（Eurya）各有5种，其次为润楠属（Machilus）和石楠属（Photinia）均为4种。科内含有3种物种以上的有10科，仅占总科数的18.5%，科内仅含1种的有32科，占总科数的59.3%，而属内仅有1种的则多达55属，占总属数的40.7%，主要科、属、种数见表1。可见井冈寒竹的植物群落十分丰富，科、属相当分散，植物区系成分反映热带性分布属种和温带性分布属种均占有相当比重，表现出明显的过渡性和亚热带特征[8]。

3.1.2 群落植物各物种重要值分析

在9个样方135种植物中频度出现3次以上的植物种共有22种，占种总数的16.3%，隶属17科21属。乔灌类以井冈寒竹出现的频度最大，为9次，个体数量也最多。其次为甜楮、薯豆、深山含笑和鹿角杜鹃，均为5次，杉木、毛冬青、卷柏、背绒杜鹃和白蜡木均为4次，居第3位。乔、灌、藤种类在全部样方中个体数量5株以上的有30种，占22.2%；仅有2株及以下的多达62种，占46%。群落主要物种频度、多度详见表2、表3。

表1 井冈寒竹群落主要科、属、种数

植物的重要值是反映植物种类在群落中地位重要程度的一个综合指标[9]。根据重要值的大小排序，井冈寒竹群落的乔木层以壳斗科和杉科种类的重要值较大，主要建群树种有甜槠、白蜡木、罗浮栲和杉木等，而灌木层中重要值较高的优势树种有薯豆、鹿角杜鹃、背绒杜鹃、毛冬青和菝葜等，藤本类与草本层的优势种分别为念珠藤、狗脊蕨、莎草、铁芒萁等。群落各层次主要物种重要值见表4。

3.2 群落生物多样性分析

3.2.1 总体物种丰富度及多样性指数分析

井冈寒竹群落的植物物种比较丰富。物种丰富度达135种，其丰富度指数（D）、优势度指数(Ds)、变化度指数(DG)和均匀度指数(J)分别为0.25、0.80、0.66和0.65，表明井冈寒竹群落具有植物种类相当分散而个体数量较少且隶属比较均匀，样方间的各物种多样性指数存在较大差异，但表现趋势大体一致，也基本反映了这一特点，见表5。

3.2.2 群落不同层次物种多样性及其对群落总体物种多样性贡献分析

井冈寒竹群落可分为乔木层、灌木层和草本层3个层次。灌木层植物种类最为丰富，而乔木层与草本层物种相应较少。物种丰富度指数、变化度指数及均匀度指数变化较大，藤本类植物和草本类植物分布极少，群落各层次物种丰富度和丰富度指数排序均为灌木层＞乔木层＞草本层＞藤本类。

各层次物种多样性对群落总体物种多样性的贡献表现依次为：灌木层科、属、种贡献率分别为45.29 %、58.24%、68.15%，乔木层科、属、种贡献率分别为31.48%、25.27%、20.74%，草本层科、属、种贡献率分别为20.37%、12.09%、8.15%，见表6。

表2 井冈寒竹主要物种频度

表3 井冈寒竹主要物种多度

表4 井冈寒竹群落主要物种重要值

表5 井冈寒竹群落各样方物种多样性指数

3.2.3 海拔梯度群落物种多样性变化

井冈寒竹群落不同海拔梯度其不同层次的物种多样性变化有不同的表现。乔木层海拔500m以下的物种丰富度较大，有90种。而海拔800m以上的物种下降到54种，接近于500m以下的一半。其丰富度指数随海拔升高而减少，呈负相关关系。草本层的物种多样性指数与之表现一致。而灌木层则以海拔500～800m的物种丰富度较大，800m以上次之，500m以下最少，藤本类表现与之一致, 见表7。

3.2.4 不同坡向群落物种多样性变化

井冈寒竹群落不同坡向各层次物种的丰富度变化差异较大，其中乔木层和草本层均以东坡丰富度较大，而灌木层和藤本类植物则以西坡最高，但丰富度指数、优势度指数、变化度指数、均匀度指数等多样性指数变化极小，表明坡向对井冈寒竹群落的物种多样性影响较小,见表8。

3.2.5 不同坡度群落物种多样性变化

井冈寒竹群落不同坡度各层次物种多样性除丰富度和丰富度指数变化的差异较大外，其他指数变化均较小，表明坡度对井冈寒竹群落多样性指数的影响较小，见表9。

表6 各层次物种多样性对井冈寒竹群落多样性的贡献

表7 井冈寒竹群落不同海拔群落多样性指数比较

表8 井冈寒竹群落不同坡向群落多样性指数比较

4 讨论与结论

井冈寒竹群落物种比较丰富，共计有维管植物54科91属135种，以樟科、壳斗科、杜鹃花科、蔷薇科、百合科等种类较多，主要建群树种有井冈寒竹、甜槠、白蜡木、罗浮栲、杉木、薯豆、鹿角杜鹃、背绒杜鹃、毛冬青和菝葜等，藤本类与草本层的优势种有念珠藤、狗脊蕨、莎草、铁芒萁等。群落各层次物种丰富度和丰富度指数排序均为灌木层＞乔木层＞草本层＞藤本类。

表9 井冈寒竹群落不同坡度群落多样性指数比较

研究结果还表明井冈寒竹群落具有植物种类相当分散而个体数量较少且隶属比较均匀，群落内不同海拔梯度其不同层次的物种多样性变化有不同的表现，不同坡向和坡度各层次物种间差异较小。海拔500m以下乔木层和草本层的物种丰富度较大，丰富度指数随海拔升高而减少，呈负相关关系。而灌木层与藤本类植物则表现出海拔500～800m物种丰富度较大，800m以上次之，500m以下最少。

[1]黄忠良，孔国辉，何道泉，等.鼎湖山植物群落多样性的研究[J].生态学报,2000,20(2):193-198.

[2]彭九生，肖忠优，刘光正，等.突托腊梅群落结构与生物多样性研究[J].江西林业科技，2005（1）：5-9.

[3]庞焘,胡雷鸣.园林道路的功能作用及设计原则[J].现代园艺,2006(3):28-29.

[4]周玉卿.井冈寒竹种群生物量结构初步研究[J].西北农业学报,2004,13(4):120-123.

[5]林英等.井冈山自然保护区考察研究[M].北京:新华出版社,1990.

[6]马克平.生物群落多样性的测度方法[M].北京:中国科技出版社，1994.

[7]谢晋阳,陈灵芝.中国暖温带若干灌丛群落多样性问题的研究[J].植物生态学学报，1997，21(3)：197-207.

[8]吴征镒.中国种子植物属的分布类型[J].云南植物研究，1991，增刊Ⅳ.

[9]曲仲湘.植物生态学[M].北京:人民教育出版社,1983,190-195.

[9]李博.生态学[M].北京:高等教育出版社,2002, 116-122.