麻城市枳椇群落特征研究

2016-05-26 08:42腾家喜周志祥
湖北林业科技 2016年2期
关键词:物种多样性群落结构

腾家喜 周志祥

摘 要:采用样地调查法,对麻城市五脑山林场枳椇群落特征进行分析,结果表明:该群落为以枳椇为优势种的单优群落,含维管束植物39科54属56种,这些属可划分为10个分布区类型,表现为从亚热带向温带过渡、具有南北交融的特点;群落植物生活型以高位芽植物为主,地面芽植物次之;枳椇群落结构复杂,可分为乔木层、灌木层和草本层,层间植物丰富;由于人类活动的干扰,群落乔木层多样性较低,表现出明显的次生性,该群落亟待科学有效地保护。

关键词:枳椇;群落结构;生活型;物种多样性;麻城市

中图分类号: S718.5文献标识码: A文章编号: 1004-3020(2016)02-0009-04

Abstract: The sample survey method was adopted to analyze Hovenia acerba community characteristics in Macheng City Wunaoshan Forest Farm, and the results showed that the community definite Hovenia acerba as the dominant species of single communities, included 56 species 54 genera and 39 families, these could be divided into 10 areal types, performance for the transition from subtropical to temperate zone, had the characteristics of the north and south blend; Community species life form was given priority to with phanerophyte, hemicryptophyte take second place; Hovenia acerba community structure was complex, it could be divided into three layers of tree layer, shrub layer and herb layer, interlayer plant was rich; Due to the interference of human activities, community diversity of tree layer was low, it showed obvious secondary property, the community needs to be scientific and effective protection.

Key words:Hovenia acerba; community structure; life form;species diversity; Macheng City

枳椇Hovenia acerba又名拐枣、鸡爪梨、木室、龙枣、长寿果,鼠李科枳椇属植物。生长快,适应性强,是一种综合价值极高的珍稀树种[]。枳椇在我国以长江流域分布最多,长江以南地区和华北南部也很普遍,主要分布在陕西、四川、重庆、湖北、湖南、江西、江苏、浙江、福建、广东、安徽、河北、河南等省(市),以陕、川、渝量多质佳\[2]。印度、韩国、日本、尼泊尔、不丹、缅甸北部也有分布\[3-4]。目前对于枳椇的研究主要其中在枳椇的资源分布、化学成分、药理活性和育种栽培方面\[5-10],枳椇群落生态学特征相关的研究鲜有报道。

枳椇在麻城市境内分布广,资源量较大,但多为野生或农家品种,散生居多,很少见到大面积的枳椇群落。近年来在麻城市的种质资源清查与收集过程中,发现五脑山林场尚存有一处面积较大的枳椇群落。通过对其物种组成、群落结构、物种多样性进行分析,有助于了解麻城市枳椇群落的基本特征,可为湖北地区枳椇资源的保护及可持续利用提供科学依据。

1 研究区概况

五脑山林场地处麻城市西北部,亚热带大陆性湿润季风气候,江淮小气候区,年均日照时数2 036.7~2 153.1 h,太阳辐射量108.2~133.3 kCal;年均温度16.1 ℃,1月为最冷月,平均气温2.8 ℃,7月为最热月,平均气温为28.5 ℃,活动积温为5 544.7 ℃,有效积温为4 161.7℃;年降雨量为1 156.1 mm,无霜期为238 d。植被以亚热带常绿阔叶林为主,还分布大量的落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、针叶林和山顶灌丛。麻城市仅发现五脑山林场有一处尚保存完好的枳椇群落,面积约1 000 m2。

2 研究方法

2.1 样地设置与调查因子

运用标准样方法在枳椇群落中设置3个20 m×20 m的样方,样地坐标为东经114.584°,北纬31.142°;海拔151.4 m。在样方内调查胸径大于2.0 cm所有乔木的种名、胸径、树高、枝下高、冠幅,并设置5 m×5 m灌木样方和1 m× 1 m草本样方各4个,统计植物种名、多度、盖度、频度,同时记录环境因子,如海拔、坡向、坡度等。

2.2 数据处理

鉴定样方标本到种,统计科属种数及其组成。按吴征镒中国种子植物属的分布区类型[1]划分标准分析群落的区系组成。按丹麦生态学家RaunkiaerC.的生活型分类系统统计枳椇群落物种的生活型,并以此划分群落的层片结构[2]。通过相对密度、相对频度和相对优势度计算出乔木层的重要值(灌木、草本以相对盖度和相对频度计算)。然后分析群落的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener物种多样性指数、Simpson指数和均匀度指数[2],公式如下:

①Margalef物种丰富度指数:Dma=(S-1)/lnN;②Shannon-Winner多样性指数:H'=–∑Pi×lnPi;③Simpson多样性指数:Ds= 1 -∑Pi2;④Pielou均匀度指数: J= H'/LnS。式中: Pi表示第i个物种的个体数与群落总个体数之比:Pi=Ni/N;Ni为第i种的个体数;N为样地中所有物种的总个体数;S为样地中总物种数。

3 结果与分析

3.1 枳椇群落物种组成及区系分析

根据样方调查资料统计,麻城市五脑山林场枳椇群落共有维管束植物56种,隶属于39科53属,其中蕨类植物4科4属4种,单子叶植物7科8属8种,双子叶植物28科41属44种。群落中含种数较多的科仅有菊科Compositae 8种。此外,在科属组成上,只含1种的科有27科,占总科数的69.23%;只含1种的属有50属,占总属数的94.34%。可见,麻城五脑山枳椇群落的植物种类丰富,种数较多的科只有菊科,科属组成较分散,具有亚热带植物群落科属组成的一般特征。

根据吴征镒种子植物属的分布区类型划分标准,麻城五脑山枳椇群落种子植物属可归为10个分布区类型(表1)。在49属种子植物中,世界分布属有7属;属于热带成分的有20属,占47.62%,其中泛热带分布及其变型最多,有13属,占总属数的30.95%;其次是热带亚洲分布及其变型,占9.52%;再次是旧世界热带分布及其变型,占4.76%;三者共占总属数的45.24%。温带类型的有22属,仅占总属数的52.38%,其中以东亚分布及其变型最多,有10属,占23.81%;其次是北温带分布,有8属,占19.05%。麻城市五脑山林场处于中亚热带偏北的亚热带和温带过渡区,区系表现为从亚热带向温带过渡、具有南北交融的特点,区系性质与本研究区域所处的地理位置较吻合。

3.2生活型

生活型是植物对外界环境长期适应的结果,通过分析群落的生活型组成,能够看出该群落所在地区的环境特点[3]。从表2中可看出:高位芽植物和地面芽植物是枳椇群落的主要植物类型,分别有25种和20种,占总种数的44.64%和35.71%。高位芽植物占优势,地面芽植物次之,反映了枳椇群落所处环境夏季炎热多雨,并且有一个较长的寒冬的气候特点。

3.3 群落的结构特征

3.3.1 空间结构

麻城市五脑山林场枳椇群落垂直结构较为复杂,成层现象明显,可分为乔木层、灌木层和草本层3个基本层次。从表3可以看出,乔木层由枳椇单优构成,枳椇重要值为69.22%,平均高11.1 m,最高14.9 m,伴生种有油茶和刺槐。灌木层高度集中在1~3 m,主要种类有枸骨Ilex cornuta、盐肤木Rhus chinensis、杜鹃Rhododendron simsii、山胡椒Lindera glauca、茶Camellia sinensis等,其中重要值达到10%的仅枸骨1种。草本层较为丰富,高度在80 cm以下,主要种类有:求米草Oplismenus undulatifolius、沿阶草Ophiopogon bodinieri、野茼蒿Crassocephalum crepidioides、香附子Cyperus rotundus、海金沙Lygodium japonicum、贯众Cyrtomium fortunei等,其中求米草和沿阶草的重要值分别为9.82%和9.44%,两者在群落中草本层的地位较为显著。

除乔木层、灌木层和草本层外,枳椇群落的层间植物种类也十分丰富,共有12种,占到总种数的21.43%,大多攀援或缠绕在树木上,或匍匐于地面及岩石上。主要种类有牛尾菜Smilax riparia、木防己Cocculus orbiculatus、千金藤Stephania japonica、三叶木通Akebia trifoliata、络石Trachelospermum jasminoides、羊乳Codonopsis lanceolata、何首乌Fallopia multiflora、杠板归Polygonum perfoliatum、爬藤榕Ficus sarmentosa、薜荔Ficus pumila、地锦Euphorbia humifusa等。

3.3.2 数量特征

枳椇群落乔木层郁闭度为0.95,群落内部的优势乔木种枳椇分布较为均匀,部分伴生种在群落内部呈零星分布。灌木层盖度较小,为40.0%,优势种为枸骨,另外群落内枳椇幼苗表现出簇状分布状态。草本层盖度约为20.0%,分布较为稀疏且很不均匀。

3.4 群落的物种多样性

群落物种多样性指数是群落中种数及其均匀度的综合指标,它能有效地表征生物群落和生态系统结构的复杂性。物种多样性指数愈高,则群落更复杂,更能抵抗外界的影响,具有更高的稳定性[4]。从表4可以看出:枳椇群落草本层和灌木层物种丰富度、物种多样性均高于乔木层,其结果表明,枳椇群落在遭受了一定程度的干扰后,尚处于恢复阶段,多样性指数较低,结构不稳定,表现出明显的次生性。

4 结论与讨论

麻城五脑山枳椇群落共有维管束植物39科53属56种,植物种类丰富,种数较多的科只有1科,科属组成较分散,具有亚热带植物群落科属组成的一般特征。群落植物属区系以泛热带分布及其变型和北温带分布为主,表现为从亚热带向温带过渡、具有南北交融的特点,区系性质与本研究区域所处的地理位置较吻合,该结论与刘鹏[5]1993年研究大别山植物区系特征的结果一致。

麻城五脑山枳椇群落高位芽植物占优势,地面芽植物次之,反映了枳椇群落所处环境夏季炎热多雨,并且有一个较长的寒冬的气候特点。这与同处该纬度的安徽紫蓬山[6]栓皮栎群落植物生活型相似度较高,均是高位芽和地面芽植物占主导地位,且两者植物数量相差不大,说明纬度对植物生活型具有重要影响。群落垂直结构较明显,乔木层主要由枳椇单优构成,群落内部的灌丛和草本植物分布不均匀。

枳椇群落草本层和灌木层物种丰富度、物种多样性均高于乔木层,群落多样性主要受灌木层和草本层影响,多样性明显低于热带地区[7]。其结果表明,枳椇群落在遭受一定程度的干扰后,尚处于恢复阶段,多样性指数较低,结构不稳定,表现出明显的次生性[8]。另外该枳椇群落所处生境土壤瘠薄、岩石裸露,也会造成该群落物种多样性较低。

目前,麻城五脑山林场已创建成国家级森林公园,但很多设施和景点仍处于建设状态,该枳椇群落就分布于建设中的“花果山”附近,在后期建设中应予以重点保护。

参 考 文 献

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(责任编辑:郑京津)

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