香榧群落生长调查及林分植物多样性分析

张晓兰， 向建军， 梁 涛(.宁乡县林业技术推广中心， 湖南 长沙 40600； .八大公山国家级自然保护区管理处， 湖南 张家界 4700)

香榧群落生长调查及林分植物多样性分析

张晓兰1， 向建军2， 梁 涛1
(1.宁乡县林业技术推广中心， 湖南 长沙 410600； 2.八大公山国家级自然保护区管理处， 湖南 张家界 427100)

以经济价值高且深受群众欢迎的古香榧林分为调查研究对象，分析了湖南省宁乡县香榧群落生长状况和林分植物多样性，旨在为其优株选育和种实采收提供基础数据。结果表明：宁乡县现存香榧771株，其群落生长按胸径大小分类呈近似正态分布，主要集中分布在10～60 cm范围中。香榧群落林下植物种类较丰富，出现的典型植物有杂竹、假奓包叶、山莓、牡荆、大青、绿叶地锦、辣蓼、蕨类、薄荷和空心泡等。

香榧； 群落； 生长调查； 植物多样性； 宁乡县

香榧(Torreyagrandis)系红豆杉科榧属常绿乔木。裸子植物，我国特有种，雌雄异株，是集果用、材用、油用、药用和观赏于一体的珍贵经济树种[1-3]。香榧种子称“香榧子”，种仁经炒制后香脆可口、营养丰富，曾为贡品，是世界珍稀干果之一。榧子含有多种维生素和芳香物质，是天然保健食品，假种皮中存在抗癌活性物质，香榧木材纹理直，是建筑和家具的良材。香榧树姿优美，是良好的庭园绿化树种[4-8]。香榧分布在我国北纬27～32 ℃亚热带丘陵山区，其中浙江是我国主要的香榧商品基地[9]。

目前对香榧研究还处于起步阶段，主要包括香榧的资源分布和遗传多样性研究、香榧的营养和功能成分分析以及香榧的丰产栽培与病虫害研究三大类[10-11]。

1 研究地概况

宁乡县位于湘中北、洞庭湖南缘。地处雪峰山余脉东缘，属湘中丘陵向滨湖平原的过渡地区。属亚热带大陆性季风湿润性气候区，寒冷期短，温热期长。历年平均气温16.8 ℃，最冷月(1月)平均气温为4.5 ℃，最热月(7月)平均气温28.9 ℃。年均无霜期272天，降水量1356.4 mm，相对湿度81%，年日照时数1737.6 h，光热能和水分条件较好，土壤肥力高，满足香榧的生物学习性，适宜香榧生长。

2 研究方法

2.1香榧生长调查方法

在宁乡县境内，以行政村为基本单位，开展调查研究。对全县所有香榧资源进行生长实查，实测每株香榧的胸径、树高、枝下高和冠幅，并进行植物多样性调查。

2.2植物多样性调查方法

在香榧群落林地内选择沙坡子、崩坡子和黑冲子这3个典型代表性地段，并在其中分别设置4个2 m×2 m的小样方，按要求进行乔木、灌木和草木调查。

2.3多样性的计算方法

群落物种多样性指数统一应用各个物种层(乔、灌、草)中的重要值(IV)这一综合指标来计算，重要值计算公式为：

灌木IV%、乔木IV%=

草本

先计算每个样方的重要值，再合并样方，计算出各物种重要值的平均值。多样性指数则是以重要值为基础，计算各个物种层的多样性。

物种丰富度指数(S)S=出现在样地的物种数。

物种多样性指数：香农-威纳(Shannon-Wiener)指数(H′)：

H′=-∑Pi(lnPi)

辛普森(Simpson)指数(D)：

D=1-∑(Pi)2

均匀度指数(E):

式中：Pi=Ni/N，Ni为第i个种的个体数，N为物种的个体数之和。

3 结果与分析

3.1香榧群落生长状况

根据调查，宁乡县现存771株香榧树，50%散生，50%群状分布，主要分布在黄材镇境内。群落垂直分布在海拔200～500 m之间，多自然生长在村庄附近的山脚缓坡和群山对峙，或在溪流蜿蜒的山间谷地。香榧按胸径大小进行分类统计如表1所示。

表1 香榧生长调查表Tab 1 ThegrowthofTorreyagrandis胸径分类(cm)株数(株)平均胸径(cm)平均树高(m)最大胸径(cm) 1～10 148 264 49 55 11～20 11115 446 619 75 21～30 18825 309 729 94 31～40 15835 0212 639 81 41～50 14144 3913 846 72 51～60 5753 7915 559 24 61～70 3564 4916 369 11 71～80 2975 8316 979 62 81～90 1585 0118 689 17 91～100795 0917 999 36101～1105102 2920 6106 37111～1204115 1315 3119 43121～1304128 6619 0128 98>1303141 6123 7160 83加权平均值77143 5912 0/

从表1和图1中可以看出，宁乡香榧生长按照胸径大小分类曲线呈近似正态分布。胸径在10 cm以下和70 cm以上的大树比较少，主要集中分布在10～60 cm范围中，占据了全部香榧的64%，香榧寿命很长，分布在此区间的香榧大部分处于中龄阶段，说明宁乡县的香榧群落具有较大的生长潜力。

图1 香榧生长胸径分布图Fig.1 The diameter distribution of Torreya grandis growth

香榧平均胸径43.59 cm，平均树高12.0 m。其中调查的香榧最小胸径为5.73 cm，最大为160.83 cm。

3.2香榧群落林下植物多样性分析

对宁乡县香榧群落所在林地的生境、群落特征以及样地进行调查(见表2)。 对天然群落而言，优势乔木种群下的灌木、草本层组成差异在一定的程度上反映了该群落林下植被生长和发育状况。而同一树种的不同群落，由于所处的坡向、海拔、土壤等生境条件的不同，群落特征具有一定的差异。

表2 香榧群落标准地概况Tab 2 GeneralconditionofplantationofTorreyagrandis样地郁闭度(%)海拔(m)坡向坡度(°)母岩土层厚度(m)地被物盖度(%)沙坡子185284北坡27石灰岩2 352崩坡子295263北坡25石灰岩2 556黑冲子396282北坡25石灰岩2 562

表3反映了香榧群落林下灌木层基本情况，从表3中可知香榧群落主要分布的灌木有：假奓包叶、牡荆、杂竹、山莓和大青；表4反映了香榧林林下草本层基本情况，从表4中可知香榧群落主要分布的草本有：绿叶地锦、辣蓼、蕨类、薄荷和粗叶悬钩子。根据表3和表4可知，香榧群落中植物种类较多，丰富度较高。从表2可以看出，各群落林地郁闭度都很高，几乎都在90%左右，郁闭度相对较高，但是林下植物依然丰富。

表3 香榧林下的灌木层概况Tab 3 BasicsituationofTorreyagrandislandirrigationlayer样地样方典型灌木盖度(%)种类丰富度最高植物高度1假奓包叶、杂竹、竹叶花椒、野麻、毛冬青、盐肤木78丰富2 52华白檀、牡荆、六月雪、山矾、蔷薇、桎木、山槐、山莓82丰富2 2沙坡子13假奓包叶、杂竹、华白檀、山橿、牡荆、黄柏、杜茎山85丰富3 14假奓包叶、杂竹、苦枥木、毛冬青、油茶、山莓90丰富2 61假奓包叶、杂竹、山橿、红背山麻杆、六月雪、瑚蝶戏珠花、桎木、盐肤木、山莓96丰富1 82六月雪、落萼叶下珠、枫香、杂竹、黄檀、山矾、山莓、油茶86丰富1 9崩坡子23假奓包叶、大青、油桐、华白檀、苦枥木、毛冬青、牡荆、盐肤木92丰富1 64假奓包叶、落萼叶下珠、枫香、杂竹、六月雪、蔷薇、华白檀、黄柏、野柿子95丰富1 41大青、六月雪、杂竹、牡荆、野柿子、油茶、瑚蝶戏珠花、桎木、山莓92丰富3 12假奓包叶、油桐、枫香、杂竹、竹叶花椒、黄檀、黄柏90丰富1 6黑冲子33假奓包叶、落萼叶下珠、杂竹、苦枥木、山橿、山矾92丰富1 54假奓包叶、大青、落萼叶下珠、牡荆、六月雪、油茶、蔷薇、杜茎山95丰富1 7

表4 香榧林下的草本层概况Tab 4 BasicsituationofTorreyagrandislandgrasslayer样地样方典型灌木盖度(%)种类丰富度最高植物高度1蕨类、夏枯草、金腰箭、辣蓼、薄荷、竹叶、粗叶悬钩子82丰富1 22金腰箭、辣蓼、薄荷、苔草、夏枯、空心泡、毛蓬83丰富1 2沙坡子13绿叶地锦、辣蓼、玉竹、瓜篓、薄荷、大青、蕨类90丰富1 34绿叶地锦、艾香、空心泡、麦冬、菝葜、辣蓼80丰富0 91辣蓼、薄荷、蕨类、麦冬、金腰箭、爬山虎、苔草、通茎、夏枯、金银花82丰富0 82野麻、黄姜、粗叶悬钩子、石菖蒲、马齿觅、辣蓼、九里光、空心泡92丰富1 1崩坡子23臭牡丹、蕨类、天名精、粗叶悬钩子、苔草、柴胡、天疱疮88丰富1 64冬茅、粗叶悬钩子、蕨类、凤尾蕨、老鸭酸、野麻、毛蓬、玉米草95丰富1 41粗叶悬钩子、薄荷、麦冬、辣蓼、老鸭酸、毛蓬、玉米草、蕨类、马齿觅、96丰富1 12蕨类、通筋、苔草、薄荷、爬山虎、辣蓼、空心泡85丰富1 6黑冲子33薄荷、苔草、空心泡、蕨类、大竹叶、通茎、辣蓼、马齿觅95丰富1 54薄荷、辣蓼、苔草、蕨类、马齿觅、夏枯、金银花、空心泡95丰富1 2

物种丰富度可度量群落内物种的数量特征。从表5和表6可以看出，不同样地植物群落的物种丰富度：样地2>样地3>样地1。多样性指数中，Simpson指数是反应群落优势度较好的一个指标，3个样地植物群落的Simpson指数大小为：样地1>样地3>样地2。Shannon-Wiener指数是一种变化度指数，能较好地反应个体密度、生境差异、群落类型和演替阶段，它是物种丰富度和均匀度的函数，物种数量越大，分布越均匀，对应的值也越大，3个样地植物群落的Shannon-Wiener指数大小为：样地2>样地3>样地1。其变化规律与物种丰富度指数变化保持一致，而与Simpson指数的变化趋势相反。

表5 不同样地林下植物多样性指数(灌木层)Tab 5 Differentstandsundergrowthplantdiversityindex(bushlayer)样地物种丰富度指数(S)多样性指数Simpson(D)Shannon⁃Winner(H′)均匀度(E)沙坡子1200 260 3510 182崩坡子2250 340 3440 172黑冲子3220 280 3460 121

表6 不同样地林下植物多样性指数(草本层)Tab 6 Differentstandsundergrowthplantdiversityindex(herblayer)样地物种丰富度指数(S)多样性指数Simpson(D)Shannon⁃Winner(H′)均匀度(E)沙坡子1190 760 130 074崩坡子2261 030 080 063黑冲子3210 870 120 059

通过对宁乡县香榧群落林下植物物种组成分析得出，香榧群落中植物种类较多，12个样方，灌木草本共有51种，而且每样地植物数目相差不大，植物种类相差也相对较小，在整个调查区，出现较多的典型植物有杂竹、假奓包叶、山莓、牡荆、大青、绿叶地锦、辣蓼、蕨类、薄荷和空心泡，这些植物在3个群落中出现的频率都比较高。宁乡香榧林分经过几十年甚至上百年的发育已经形成了相对稳定的林下环境，林下植被主要是经过自然竞争形成的格局，因而林下植被分布状况可充分反应出不同林分内部环境条件的优劣以及生态位中间关系状况。

4 结论与讨论

4.1结论

(1) 根据调查，宁乡县现存771株香榧树，50%散生，50%群状分布，主要分布在黄材镇境内。群落垂直分布在海拔200～500 m之间。宁乡香榧群落生长按照胸径大小分类呈近似正态分布。胸径在10 cm以下小树和70 cm以上的大树都比较少，主要集中分布在10～60 cm范围中。其中调查的香榧胸径最小为5.73 cm，最大为160.83 cm。

(2) 通过对宁乡香榧群落林下植物物种组成分析得出，研究区群落植物种类较多，群落中共有51种植物。

4.2讨论

通过实地调查，宁乡县香榧群落的树龄均在15～130年，按照《全国古树名木普查建档技术规定》中古树名木的分级标准，其中树龄在500年以上为一级古树；树龄在300～499年之间的为二级古树；树龄在100～299年之间的为三级古树，宁乡县天然香榧群落中仅部分古树达到了三级古树标准，同时，宁乡香榧群落，中龄林占大部分，生长潜力巨大，在此期间加强对香榧的保护和培育意义重大。

本研究在有限的时间里对宁乡的香榧群落做了生长调查，为其优株选育和进一步育种工作提供了基本资料。香榧栽培方面，根据目前香榧市场供不应求而其产量增加缓慢的特点，应大力增加优良香榧种植面积，重视香榧产量提高和优质品种选育工作。在香榧的育种方面，根据湖南香榧现有天然林保存和分布状况，完成香榧种群的种源区划。根据香榧遗传变异规律和性状多样性的特点，结合种源试验，优先考虑在优良种源区和遗传多样性丰富的群体内选择优良林分建立采穗嫁接基地。开展优质香榧育苗技术研究，通过嫁接和组织繁育，培育高产优质性状的优良香榧树种。

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GrowthinvestigationandplantdiversityanalysisofTorreyagrandiscommunityinNingxiangCounty

ZHANG Xiaolan1, XIANG Jianjun2, LIANG Tao1

(1.Forestry Technology Potularization Centre of Ningxiang County,Changsha 410600,China；2.Management Office Badagongshan National Nature Reserve, Zhangjiajie 427100, China)

Taken high economic value and welcomed by the masses of Torreya for the study, we investigated torreya growth and the community woodland plant diversity in Ningxiang County of Hunan, aiming to provide the basic information for selective breeding of elite plant and seed collection. The conclusion of this study are as follows: There were 771 ancient Torreya tree growing in Ningxiang County, which community classification according to DBH was similar to a normal distribution, mainly concentrated in the range of 10～60 cm.Understory plant species of Torreya community were abundant. The typical plants were bamboo plants, fake extravagant wrapper, raspberries, vitex,Clerodendrumcyrtophyllum, green leaves creeper,polygonum, ferns, mint and hollow bubble and so on.

Torreyagrandis; community; growth investigation; plant diversity

2016-03-19

S 664.5

A

1003 — 5710(2016)03 — 0071 — 04

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2016. 03. 013

(文字编校：龚玉子)