南京紫金山糙叶树群落结构及物种多样性

宋伙林 卓启苗 郭益力 董丽娜

摘要 [目的]探究紫金山糙叶树（Aphananthe aspera）的群落结构特点，为紫金山糙叶树的保护及可持续应用提供科学依据。[方法]采用典型样地调查法对群落进行调查，采用Excel 2010对数据进行统计分析。[结果]紫金山糙叶树群落有维管束植物40科54属67种;种子植物区系地理成分较为复杂，温带和亚热带区系过渡性特征明显;群落可分为乔木层、灌木层、草本层。乔木层与灌木层Simpson 指数、Pielou均匀度指数无明显差异，灌木层Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener 指数高于乔木层。[结论]该群落今后将向着带有常绿成分的落叶阔叶林方向演替，糙叶树在群落中的竞争优势被其他树种削弱，应适当采取一定的保护措施。

关键词 糙叶树;群落结构;物种多样性;紫金山

中图分类号 S718.54文献标识码 A文章编号 0517-6611（2018）35-0108-02

糙叶树（Aphananthe aspera）是榆科（Ulmaceae）糙叶树属（Aphananthe）落叶乔木，分布广泛，常见于山西、山东、江苏、安徽等地，在华东和华北地区生于海拔150～600 m的丘陵山地，在西南和中南地区生于海拔500～1 000 m的山谷、溪边林中，生长较迅速[1-2] 。糙叶树树干挺拔，枝叶茂密，秋季叶色鲜黄，是非常美丽的秋季色叶树种，是紫金山秋季彩林景观的重要组成部分。作为秋季彩叶树种，糙叶树具有非常良好的开发前景，其核果黑色，秋日挂满枝头，亦是优美的秋季观果树种。

目前对于糙叶树的研究报道较少，仅汪桂民[3]和张佳平等[4]分别对糙叶树的育苗造林技术及云台山的糙叶树群落进行了探究。笔者以紫金山糙叶树自然群落为研究对象，探究其物种组成、区系特点、层级结构及物种多样性等内容，旨在为糙叶树的物种保护及可持续应用提供科学依据。

1 研究区概况

紫金山位于江苏省南京市（32°01′57″～32°06′15″N、118°48′24″～118°53′04″E）东部，总面积为3 008.8 hm2，最高峰海拔为448.9 m，土壤类型为黄棕壤和黄褐土类。由于地处北亚热带与暖温带的过渡地带，植被组成也明显表现出过渡性，地带性植被类型为落叶-常绿阔叶混交林，地带性落叶树种主要有麻栎（Quercus acutissima）、栓皮栎（Quercus variabilis）、槲树（Quercus dentata）、枫香（Liquidambar formosana）、糙叶树（Aphananthe aspera）、红柴枝（Meliosma oldhamii）、苦树（Picrasma quassioides）、化香（Platycarya strobilacea）、乌桕（Sapium sebiferum）、朴树（Celtis sinensis）、紫弹树（Celtis biondii）、榔榆（Ulmus parvifolia）、三角槭（Acer buergerianum）、刺楸（Kalopanax septemlobus）等，主要的地帶性常绿树种有冬青（Ilex chinensis）、苦槠（Castanopsis sclerophylla）、青冈（Cyclobalanopsis glauca）、枸骨（Ilex cornuta）、南天竹（Nandina domestica）、女贞（Ligustrum lucidum）等[5]。

2 研究方法

2.1 样地设置

2018年5—6月采用样方法，在全面踏查的基础上，选择糙叶树种群分布集中且林分保持良好的典型地段设立3个20 m×20 m 标准样地，并记录标准样地分布地区、面积、海拔、经度、纬度、坡向等因子。乔木、灌木均采用每木调查，详细记录树种、胸径、树高、冠幅等，记录胸径小于3 cm的植物高度。在每块标准样地的四周与中心设置5块1 m×1 m的草本样方，详细记录草本种类、盖度等。群落中的某些植物，因其植物性状为攀援木本或草本，有藤本类植物的一些特征，故也计入灌木层内。

2.2 数据分析

重要值（IV）=（相对多度+相对显著度+相对频度）/3[6]。其中，相对多度=（某物种的个体数/全部物种的个体数）×100%;相对显著度=（某物种的显著度/全部物种显著度之和）×100%;相对频度=（某物种的频度/全部种的频度之和）×100%。

多样性指数：Margalef丰富度指数DMargalef=（S-1）/lnN;Shannon-Wiener指数H=-si=1PilnPi;Simpson指数D=1-si=1Pi2;Pielou 均匀度指数J=H/lnS[6-7]，其中S是样方单元中的物种数，N是样方单元中的总个体数，Pi是第i种的相对多度。

采用Excel 2010对数据进行统计分析。

3 结果与分析

3.1 群落物种组成

根据统计，南京紫金山糙叶树群落中共有维管束植物40科54属67种，其中蕨类植物5科5属6种、裸子植物2科2属2种、被子植物33科47属59种，被子植物中双子叶植物31科43属54种、单子叶植物2科4属5种。

数量优势科依次为壳斗科（Fagaceae）（4属6种），蔷薇科（Rosaceae）（3属6种），木犀科（Oleaceae）（3属4种），百合科（Liliaceae）（3属3种）。含有单种的属占绝对优势，有45个，占属数的83.33%;含有2种的属有6个，占属数的11.11%;含有3种的属有3个，分别为栎属（Quercus）、柿属（Diospyros）、石楠属（Photinia），占属数的5.55%。

3.2 植物区系地理成分

根据吴征镒[8-9]中国种子植物区系地理成分划分标准，对该群落种子植物的49个属进行分析，结果见表1。世界分布的属有2属，为悬钩子属（Rubus）、薹草属（Carex），该分布区类型很难在群落中体现出区系特点，因此在区系分析中意义不大。热带分布的属（2～7）有24属，占整个区系属数的48.98%，为常见成分，构成群落中层及灌木层主体，如糙叶树属（Aphananthe）、山胡椒属（Lindera）、石楠属（Photinia）、柿属（Diospyros）等。温带分布的属（8～10）有16属，占整个区系属数的32.65%，如枫香树属（Liquidambar）、栎属（Quercus）、柯属（Lithocarpus）、槭树属（Acer）、女贞属（Ligustrum）等，构成了该群落乔木层的主体。地中海区、西亚至中亚分布仅1属1种，即黄连木属（Pistacia），占2.04%。东亚和北美洲间断分布及东亚分部的属有13属14种，占整个区系属数的26.53%，主要为木本植物，如野鸦椿属（Euscaphis）、白马骨属（Serissa）等。可见，糙叶树群落的植物种类较为丰富，地理成分较为复杂，群落植物主体为温带成分和亚热带成分，可见该区系过渡性特征较为明显。

3.3 群落垂直结构

糙叶树群落垂直结构层次分明，可以分为乔木层、灌木层和草本层。乔木层中，糙叶树的重要值远大于其他树种，可见样方选择的合理性，栓皮栎（Quercus variabilis）、石楠（Photinia serrulata）等重要值分别为第2、3位，枫香（Liquidambar formosana）、女贞（Ligustrum lucidum）、山胡椒（Lindera glauca）、马尾松（Pinus massoniana）等重要值相差不大（表2）。乔木层又可以分为3个亚层，第1亚层高10 m以上，主要有栓皮栎、枫香和马尾松等;第2个亚层5～10 m，主要有糙叶树、女贞、朴树、紫弹树等;第3个亚层3～5 m，主要有石楠、山胡椒、紫薇（Lagerstroemia indica）等。灌木层包括胸径小于3 cm的幼树幼苗和真正的灌木种类，主要有老鸦柿（Diospyros rhombifolia）、白檀（Symplocos paniculata）、小叶石楠（Photinia parvifolia）、山胡椒、六月雪（Serissa japonica）等，以及石栎（Lithocarpus glaber）、三角枫（Acer buergerianum）、女贞、朴树、糙叶树、山胡椒等幼树小苗。草本层主要有三脉紫菀（Aster ageratoides）、海金沙（Lygodium japonicum）、红盖鳞毛蕨（Dryopteris erythrosora）等。

3.4 群落物种多样性

物种多样性是生境中物种丰富度及分布均匀性的一个指标，它受生境中生物和非生物多种因素的影响[10]，能有效地表征生物群落和生态系统结构的复杂性。由糙叶树群落中乔木层和灌木层物种多样性指数可以看出（表3），该群落的物种数为48（仅限木本）。通过分层比较，灌木层的物种丰富度、物种多样性指数要高于乔木层，二者在Simpson指数和均匀度指数上相差不大，可见这2个指数在糙叶树群落各层次物种多样性的变化上体现得不是很明显，2个层次多样性比较接近。Shannon-Wiener 指數和Margalef丰富度指数能够较好地表现层次间的差异[11]。

4 结论

紫金山糙叶树群落内共有维管植物67种，隶属于40科54属，壳斗科、蔷薇科、木犀科、百合科等为优势科，单种属占绝对优势。种子植物地理区系较为复杂，不少温带成分和亚热带成分在此交汇，区系过渡性特征较为明显。

该群落垂直结构层次明显，群落可分为乔木层、灌木层、草本层。重要值分析表明，糙叶树、栓皮栎、石楠、枫香、女贞等物种的重要值比例较高;灌木层老鸦柿、白檀、小叶石楠、山胡椒及石栎、三角枫、女贞、朴树等幼树小苗等占较大优势。群落平均物种多样性指数Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数依次为7.20、2.82、0.90、0.73，灌木层丰富度高于乔木层。

群落中物种分布不均匀，使其存在分化与演替的趋势。目前紫金山糙叶树群落中高大乔木主要有栓皮栎、马尾松、枫香等，糙叶树重要值远大于群落中其他树种，同时也占据了乔木的第2亚层，未来一段时间群落仍趋于稳定。灌木中的幼树小苗分散林下，糙叶树小苗占据一定空间，但数量不及石栎、女贞等常绿树种，说明该群落今后将向着带有常绿成分的落叶阔叶林方向演替。此外，还有石楠、朴树等大量小苗，削弱了糙叶树在群落中的竞争优势，应适当采取一定的保护措施，以保证在提高该群落物种多样性的同时保持一定的稳定性。

参考文献

[1] 陈有民.园林树木学[M].2版.北京：中国林业出版社，2011：380.

[2] 臧德奎.园林树木学[M].2版.北京：中国建筑工业出版社，2012：222.

[3] 汪桂民.糙叶树育苗造林技术[J].林业实用技术，2010（11）：27.

[4] 张佳平，丁彦芬.江苏云台山糙叶树群落调查及植物配置模式研究[J].中国园林，2013（4）：18-23.

[5] 董丽娜，徐海兵，居峰，等.南京紫金山国家森林公园植物多样性现状及保护对策[J].江苏林业科技，2011，38（1）：30-35.

[6] 王晨晖，潘夏莉，毛忠，等.浙江天目山金钱松群落特征及其物种多样性研究[J].中国园艺文摘，2017（3）：53-59.

[7] 苏宇乔，张毅，贾小容，等.几种多样性指标在森林群落分析中的应用比较[J].生态科学，2017，36（1）：132-138.

[8] 吴征镒.中国种子植物属的分布区类型[J].云南植物研究，1991（增刊IV）：1-139.

[9] 吴征镒.中国种子植物区系地理[M].北京：科学出版社，2011.

[10] 刘春生，章艺，刘鹏，等.九龙山自然保护区黄山木兰群落结构特征及其优势种群结构[J].浙江林业科技，2010，30（1）：1-7.

[11] 方彦，谢春平，伊贤贵.福建武夷山野生早樱群落物种多样性[J].南京林业大学学报（自然科学版），2008，32（3）：142-144.