广西国有雅长林场植物群落多样性分析

韩俊学，岑祖明，蓝柳凤，张后花

（1.广西国有雅长林场，广西 百色 533209；2.广西国有黄冕林场，广西 柳州 545600）

广西国有雅长林场位于广西壮族自治区西北部，地处106°08′—106°23′E，24°37′—25°00′N，地跨百色市的乐业、田林两县，是广西丘陵向云贵高原的过渡地带。林区气候属于亚热带气候，光热丰富，年平均气温16.8℃，极端最高气温38.0℃，极端最低气温－3℃，冬季时有霜雪，年降雨量1 058mm，年蒸发量1 484mm，相对湿度82%，每年5—10月为雨季，降雨量占全年降雨量80%以上，11月至次年4月为旱季[1]。

为了测定广西国有雅长林场东明分场植物群落的物种多样性，对东明分场的杉木林和马尾松林分别进行了两块一样大小20m×20m的样方调查。调查样地所在地形为低山，海拔约为500m，坡位为中坡，坡向为东南坡，坡度33°，土壤母质为砂页岩，土壤类型属于赤红壤，主要植被覆盖度在90%以上，两样地的乔木层均相对单一，林相较为整齐；灌木层和草本层植物种类较多。

目前生态学家趋向把群落物种多样性定义为：群落中物种数和均匀度综合起来的一个单一统计量。植物群落一般是通过度量群落中的种数、个体数目（多度）及物种多度的均匀度来表征群落物种多样性。物种多样性在反映植物的生境差异、结构类型、演替附段和群落稳定性和度等方面均具有重要的意义[2]。

1 原理与方法

1.1 样方调查原理

样方调查法，是生态学研究最常用的方法，目前多采用系统和典型的设置法。系统的设置法，实质是等间隔的棋盘式的设置法；典型的设置法则是在最有代表性的地段设置样方，它带有较强的主观性，有时也可以把系统设置法和随机设置法结合起来进行。样方的数量越多越能反映客观的真实情况。但是，样方太多，会使工作量增大，不宜采用，草本群落一般设置5～10个，对于森林群落一般设置3个。

1.2 调查方法

本次调查采用典型的设置方法，在马尾松和杉木长势较好的地段各设置3个样方，用皮尺和测绳沿坡向上下左右拉20m×20m的样方，然后在大样方中将其分割成四块10m×10m的小样方。对4个100m2的小样方内乔木、灌木到草本逐一进行观测，并作详细记录。对乔木层树种的胸径、树高和冠幅进行逐一观察、测量和记录到记录表中。对灌木层和草本层的各物种种类及其对应的平均高度和数量进行测量统计，填入相应的表中[3－5]。

2 数据处理

在植物群落的物种多样性调查中，Simpson指数和Shannon－Weiner指数的计算最重要。

2.1 Simpson多样性指数

Simpson多样性指数（或Simpson指数）是Simpson基于概率论提出的，是最常用的多样性指标之一。在样方调查中，Simpson多样性指数计算公式为：

式中：SP—Simpson指数；

N—所有物种的个体总和；

Ni—第i个物种的个体数；

r—属于相同物种的概率，其值为0～1，r值大说明物种优势度高，多样性低。

SP的直观意义：当从N个个体、S个物种的样地中抽取个体并不放回，连续抽样，如果抽取个体属于相同物种的概率大，则多样性低，反之则高。当Ni／N＝1／S时，群落内所有物种的个体数相等，群落有最大的物种多样性。其公式为：

2.2 Shannon－Weiner指数

Shannon－Weiner指数是Shannon－Weiner根据信息论提出的，是影响极大的多样性指数计算公式：

或SW＝3.321 9（lgN－1／N∑Ni·lgNi）

其中，SW为Shannon－Weiner指数；N为群落所有物种的个体总和；Ni为第i个物种的个体数；S为物种数目；Pi为第i个物种个体数的百分数；3.321 9是从log2到lg的转化系数。

SW的直观意义：该函数可预测从群落中随机抽了一定个体物种的不定度，物种数目越多、个体分布越均匀时，此物种不定度越大。物种数目越多、个体分布越均匀时，此物种不定度越大。

2.3 均匀度公式

均匀度指群落中各个物种多度（个体数目）的均匀程度。当群落中所有物种多度都是均匀一致时，则物种均匀度为最大值1，否则小于1。均匀度实际上反映了群落中物种多样性，有利于不同多样性指数间的比较。可表示为：

3 结果与分析

用记录表中的数据按照以上公式计算列表1。

表1 群落多样性测定结果

将本次调查数据进行统计整理，并比较分析广西国有雅长林场东明分场生物群落多样性。

3.1 多样性

根据调查记录结果分析，两样方的森林植被覆盖度都比较高，均超过80%。马尾松林的群落结构为：马尾松－杉木－蔓生莠竹群落，其乔木层除了马尾松外还混有其他树种：如中平树、山乌桕和杉木等。使得样地乔木层的生物多样性复杂了不少，增加了植物群落的多样性。灌木层则主要以肉桂、杉木和路边青等灌木为主要树种，灌木种类极为丰富，平均高度约为1.1m，直径也较小。而草本层物种也非常丰富，种类繁多，草也比较高，约为0.6m。马尾松林的Shannon－Weiner指数和Simpson多样性指数均比杉林要高，说明马尾松林的生物群落多样性高于杉木林的生物群落多样性，群落结构相对比较复杂。

3.2 均匀度

当群落中所有物种多度都是均匀一致时，则物种均匀度为最大值1，否则小于1。均匀度实际上反映了群落中物种多样性，有利于不同多样性指数间的比较。杉木林的物种多度相对均匀，均匀度总体上都略大于马尾松林的均匀度，说明其生物种个体数目比较稳定，没有太大的变动。不像马尾松林那样生物种类在个体数目上相差较大，不利于保持植物群落生物多样性的稳定性。

3.3 区域评价

通过对雅长林场植物群落多样性的分析，得出如下结论：广西国有雅长林场东明分场马尾松林和杉木林的森林植被覆盖度较高，植物群落结构较为复杂，有利于保护生态结构多样性的发展[6－9]。

[1]韦秋思，曾祥艳，李建林，等.广西雅长林场八角林养分状况分析[J].广西林业科学，2014，43（2）：2011－2014

[2]温远光，元昌安，李信贤，等.大明山中山植被恢复过程植物物种多样性的变化[J].植物生态学报，1998（1）：34－41

[3]王永繁，余世孝，刘蔚秋.物种多样性指数及其分形分析[J].植物生态学报，2002（4）：391－395

[4]张鸿烈，刘光崧.陆地生物群落调查观测与分析——中国生态学系统研究网络观测与分析标准方法[M].北京：中国标准出版社，1996

[5]钱迎倩，马克平.生物多样性研究的原理与方法[M].北京：中国科学技术出版社，1994

[6]黄建辉，高贤明，马克平，等.地带性森林群落物种多样性的比较研究[J].生态学报，1997（6）：611－618

[7]毕晓丽，洪伟，吴承祯，等.珍稀植物群落多样性及稳定性分析[J].福建林学院学报，2003（4）：301－304

[8]汪永华，陈北光.物种多样性研究的进展[J].生态科学，2000（3）：50－54

[9]马克平，黄建辉，于顺利，等.北京东灵山地区植物群落多样性研究Ⅱ丰富度、均匀度和物种多样性指数[J].生态学报，1995，15（3）：268－277