广州市火炉山森林公园植物群落特征研究

张芬 周爱民 刘小冬 周厚高

摘要：以广州市火炉山森林公园调查样地的原始资料为基础，通过重要值以及植被不同类型和层次的丰富度指数、多样性指数、均匀度指数分析时森林公园植物群落特征进行了研究。结果表明：样地内维管束植物共有119种，分属60科100属，植物区系具有较强的热带性质并由热带向温带过渡的特点，重要值靠前植物品种、主要群落组成和优势科属种。森林公园虽受人工造林影响较大，但经过封育管护等措施，林下群落结构的自然演替较好，植被基本上已恢复原貌。

关键词：火炉山森林公园;重要值;群落特征;物种多样性

中图分类号：S718.54+2 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）22-0017-05

1 引言

火炉山森林公园（以下简称火炉山）位于广州市天河区东北部，最高海拔321.8m长约3km，面积约600hm²，人文景观充满传奇性，毗邻闻名中外的华南植物园和广东林木种源资源保存基地——广东树木园，山上多红泥土，因从上空俯视状似葫芦，又甚为火红，原名“葫芦山”，俗称“火炉山”;山下龙洞村享有“先有龙洞村，后有广州城”美誉，是广州文明发源地，火炉山一帽峰山绿色生态走廊蕴藏着丰富的优质地下矿泉资源带，珍贵优质的甘冽矿泉滋养出一代代健康长寿的龙洞人[1]。

火炉山属南亚热带季风性气候，植物资源丰富，富含空气负离子，与周边大型公园共同承担起广州市区“绿肺”功能，不仅是市民的天然“氧吧”输送站，也是人们休闲、游憩的好去处;随着广州市区的扩张其生态功能和社会功能日益突出，植被保护的重要性也被人们所认识，但理论研究的相对缺乏会给火炉山“原滋原味”的植被带来潜在隐患;本文旨在揭示火炉山植物群落及物种多样性特征，为其植被保护和林分改造提供理论基础，也为“美丽羊城”打造赋予实践意义。

2 研究方法

2.1 样地调查方法

依据植物群落是否被人为干扰，在火炉山选择次生林和干扰林作为样地调查，每个类型设置8个样地，每个样地20m×20m，共16个样地，面积达6400m²，样地范围内调查乔木、灌木和草本（藤本数据归纳到草本），乔木起测株高≥4.0cm，草本范围在2m×2m的四角及中心位置;记录内容有各植物种名、胸径、株数、株高、冠幅，草本增加盖度名目[2]。

2.2 数据分析方法

2.2.1 重要值

重要值是用来表示物种在群落中地位和作用的综合数量指标[3]。本文将调查群落分成乔木、灌木、草本（含藤本）3个层次，重要值综合相对多度、相对频度、相对显著度、相对盖度指标来计算，（计算单个样方物种的重要值时，乔木和灌木层相对频度不纳入重要值计算，草本层纳入计算）。因灌木胸断面积差别不明显及草本（含藤本）株数不明确，重要值计算时个别指标有所减少。

相对多度=某物种个体总数/同一生活型物种个体总数×100%

相对频度=某物种频度/同一生活型物种频度总和×100%

相对显著度=某物种胸高断面积之和/同一生活型物种胸断面积总和×100%

相对盖度一某物种所有个体盖度之和/同一生活型物种盖度总和×100%

乔木层的重要值=（相对多度+相对频度+相对显著度+相对盖度）/400

灌木层的重要值=（相对多度+相对频度十相对盖度）/300

草本层的重要值=（相对频度+相对盖度）/200

2.2.2 物种多样性

物种多样性指数是描述群落中物种丰富度和个体均匀度的一个结构指标，受生境中生物和非生物等因素的影响[4，5]。Richness指数（丰富度指数，缩写R）指出现在样地中的物种总数，是物种种类丰富度的量化指标;多样性指数采用Simpson指数（SP）、Shannon-wie-ner指数（SW）共同来测度，均匀度指数采用Pielou指数（PL）测度。

式（1）～式（3）中，S为样地物种总数，P_i=n_i/N，n为群落所有种的总个体数，n=n₁+n₂+…+n_i;P_i为第i个种的个体数占样方总个体数的比例[6～8]。注：草本层（含藤本）的株数数目不好明确，指数分析时把盖度作为类比值来计算。

3 結果与分析

3.1 植被科属比例

经统计，调查的火炉山所有样地中，维管束植物共有119种，隶属于60科100属，其中蕨类植物10科11属14种，其科属种分别占全部调查种类的比例分别为16.67%、11%和11.76%;裸子植物2科3属3种，其科属种分别占全部调查种类的3.33%、3%和2.52%;被子植物48科86属102种，其中单子叶植物4科13属14种，其科属种分别占全部调查种类的6.67%、13%、11.75%，双子叶植物44科73属88种，其科属种分别占全部调查种类的73.33%、73%和73.95%;从图1中可以看出，被子植物科属种所占比例较大（80%以上），蕨类植物次之，裸子植物比例较小。

3.2 植被的区系特征

从表1中可以看出，调查的火炉山样地中各科所属的分布区类型相对集中，除了世界分布的科以外，绝大部分都是热带和温带分布的科;所占比例最大是泛热带分布类型，占总科数的54%，其次为世界分布类型，再次为北温带分布类型。并且得知，火炉山植物区系具有较强的热带性质并由热带向温带过渡的特征[9，10]。

3.3 植被群落组成和数量特征

本次调查的16个样地中，次生林样方是1、2、4、6、7、8、12、13，干扰林样方是3、5、9、10、11、14、15、16。

3.3.1 各样地植被群落主要组成

通过对各样地的植被重要值计算，得表2;依表2和调查现场记录，得知样地次生林和干扰林中植被群落主要组成物种，详见表3。

3.3.2 所有样地中优势种和优势科

通过对所有样地的植被重要值计算，得知样地中3个植被层的优势科属种，详见表4。

3.4 物种的丰富度指数分析

从Richness指数分析图2中得知，除样4和8外，1～16不同层次的物种丰富度指数大小顺序是灌木层>草本层>乔木层，得知植被不同层次中灌木层物种数明显较多，草本层物种其次，乔木层物种最少;次生林的乔木层丰富度占优，干扰林的灌木层丰富度占优，次生林与干扰林的草本层丰富度相差不大。

3.5 群落的物种多样性分析

3.5.1 不同层次多样性指数比较

通过对图3、图4、图5的物种多样性指数的比较分析，得知植被不同层次的多样性指数排序是灌木>草本>乔木，样方中灌木最为茂盛，草本次之，乔木为末。

3.5.2 不同样地多样性指数比较

从图3中得知，乔木层Simpson指数大小排序是：样3>2>9>4>1=10>6>8=15>7>11>5=12>16>14>13;灌木层Simpson指数大小排序是样16>9=15>10>4=14>11>7=12>6>3>5>2>8=13>1;草本层Simpson指数大小排序是样16>3>5=9>6=14=15>1=10>13>2>4=8>11>12>7。干扰林的3个植被层Simpson指数比次生林整体大，分析得知干扰林的群落结构相对多样。

从图4中得知，乔木层Shannon-wiener指数大小指数顺序是：样9>2>3>10>4>1>6>8=15>7>5>11>14>12>16>13，灌木层Shannon-wiener指数大小指数顺序是样16>9=15>4>10>14>12>11>7>5>3>6>8>2>13>1，草本层Shannon-wiener指数大小指数顺序是样16>10>9>3>15>5>8>1=13>6>2～14>4>11>12>7。次生林的乔木层Shannon-wiener指数比次生林的整体大，干扰林的灌木层和草本层Shannon-wiener指数比次生林的整体大，分析得知次生林乔木层群落相对复杂，干扰林灌木层和草本层群落相对复杂。

3.5.3 均匀度指数比较

从图5中得知，乔木层Pielou指数大小指数顺序是：样2>10>9>3>6>1）4>15>8>7>11>14>5>12>13>16，灌木层Pielou指数大小指数顺序是样12=15>13>7=9=11>16>4>10>6>5>3>2>14>1>8，草本层Pielou指数大小指数顺序是样10>5=16>6=14>3=13>1=15>2=9>8>4>11> 12>7。次生林的乔木层、灌木层Pielou指数与干扰林的整体相差不大，干扰林的草本层Pielou指数比次生林的整体大，分析得知次生林与干扰林乔木层、灌木层群落均匀分布相差不大，干扰林草本层群落相对分布均匀。4结论与讨论

（l）本次调查可知火炉山样地中被子植物科属种所占比例较大，蕨类植物次之，裸子植物比例较小，植物资源较丰富;植物区系具有较强的热带性质和由热带向温带过渡的特点。

（2）各样地植被群落主要组成分析得知，次生林中原始树种黧蒴、降真香、黄牛木、木荷占优，林相的原始性较好，干扰林中相思类与桉树占优，受人工造林影响较大，次生林和干扰林的灌木层和草本层物种差别不明显，但次生林较干扰林群落结构较为复杂;乔木层优势种有马占相思、黧蒴、尾叶按等，人工影响较大，灌木层和草本层受人工造林影响较小。

（3）从植被不同层次的丰富度指数分析得知，林下植被群落结构丰富，乔木品种较少，灌木和草本品种较为丰富;从次生林与干扰林的植被层丰富度指数分析得知，干扰林虽乔木层品种较为单一，但林下群落结构恢复较好，甚至个别样方中超过了次生林。

（4）不同层次物种多样性指数比较得知，灌木、草本、乔木层的群落多样性、复杂性和均匀分布性逐渐降低，林下群落和生态较良好，乔木层品种略显单一。

（5）综合3类多样性指数，可知样地次生林与干扰林多样性指数虽有差别，但整体相差不是特别明显，可见火炉山虽受早期人工造林影响较大，但经过多年来采取封育管护等措施，林下群落结构的自然演替较好，植被基本已恢复原貌。

（6）火炉山近年来加大了景观改造力度，游客日渐增多，植被相比造林时期恢复较好，改造工程的运行，势必会影响群落结构，对其植被自然演替机理需要进一步研究;如何把森林公园景观生态维护好，更好地服务于广大市民也值得深入探索。

参考文献：

[1]百度百科.火炉山森林公园[EB/OL].[2013-3-25].http：//baike.baidu.com/linkurl=a-Vd9jBm_q2p6Q7CoVvQv_vo7GAvlnP-7fL4UavxXfnSZNtkdntJLCmQHRbH08_R7_BrjdndRO1vLd6VCjh15a

[2]王伯蓀，余世孝，彭少麟，等.植物群落学实验手册[M].广州：广东高教出版社，1996.

[3]云南大学生物系.植物生态学[M].北京：人民教育出版社，1980：192～195.

[4]宋永昌.植被生态学[M].上海：华东师范大学出版社，2001：45～51.

[5]彭少麟.南亚热带森林群落动态学[M].北京：科学出版社，1996：98～99.

[6]彭少麟.广东亚热带森林群落的生态优势度[J].生态学报，1987，7（1）：36～42.

[7]李博.生态学[M].北京：高等教育出版社，2000.

[8]王伯荪.种群生态学[M].北京：高等教育出版社，1987.

[9]吴征镒.论中国植物区系的分区问题[J].云南植物研究，1979，1（1）：1～22.

[10]吴征镒，周浙昆，李德铢等.世界种子植物科的分布区类型系统[J].云南植物研究，2003，25（3）：245～257.

收稿日期：2019-11-09

基金项目：广东省青年创新人才项目（编号：2018GKQNCX146）

作者简介：张芬（1987-），女，助理研究员，硕士，研究方向为园林景观和植物造景。

通讯作者：周厚高（1962-），男，教授，博士，研究方向为园林植物。