臧 敏, 邱筱蘭, 姚麗芳
(上饒師范學院 歷史地理與旅游學院,江西 上饒 334001)
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江西三清山浙江楠群落結(jié)構(gòu)與物種多樣性分析
臧 敏, 邱筱蘭, 姚麗芳
(上饒師范學院 歷史地理與旅游學院,江西 上饒 334001)
在野外樣方調(diào)查的基礎上,通過種類組成、數(shù)量特征、垂直結(jié)構(gòu)、物種多樣性和種群結(jié)構(gòu)等方面對江西三清山浙江楠群落結(jié)構(gòu)與物種多樣性進行了分析,并與浙江杭州浙江楠群落區(qū)系和多樣性進行了比較,結(jié)果表明:①種類組成較豐富,有56科、105屬、121種,其中蕨類植物10科、11屬、12種,被子植物46科、94屬、109種;②生活型多樣,有高位芽植物、地上芽植物、地面芽植物、隱芽植物、一年生植物,以高位芽植物占優(yōu)勢,占50.83%;③浙江楠群落垂直結(jié)構(gòu)分明,優(yōu)勢較明顯,以幼樹占優(yōu)勢,物種多樣性指數(shù)為草本層>灌木層>喬木層④三清山與杭州云棲、九溪浙江楠群落喬木層優(yōu)勢物種多樣性比較,與九溪理安寺浙江楠+毛竹-箬竹群落多樣性比較接近.該群落屬于不穩(wěn)定和不成熟的群落,其物種豐富度、多樣性和均勻度都較低,生態(tài)優(yōu)勢度較高,具有衰退趨勢,應加以干預和保護.
浙江楠;群落結(jié)構(gòu);物種多樣性;三清山
浙江楠(Phoebechekiangensis)是樟科(Lauraceae)楠屬(Phoebe)中經(jīng)濟價值較大的珍貴用材樹種.自然種群分布于浙江杭州(云溪——模式標本產(chǎn)地、九溪)、鎮(zhèn)海、龍泉、慶元、諸暨(五泄)、淳安、建德、桐廬、富陽、臨安(西天目山)、松陽、泰順(烏巖嶺、篛溪)、遂昌、黃巖、武義,江西鉛山、馬頭山、三清山、贛江源水口,安徽太平、祁門牯牛降和福建邵武、光澤[1-6],一般散生于海拔1000m以下的低山丘陵或溝谷、溪旁的常綠闊葉林內(nèi),處于林分中層,在林分中比較弱勢.由于分布范圍狹窄,且零星分布,資源稀缺,1987年列為中國三級珍稀瀕危植物[7],1999年列為國家二級重點保護野生植物[8],易危種[9].目前,浙江楠研究主要有種群生態(tài)及引種栽培,苗木物候及生長規(guī)律,種子休眠生理機制及解除方法采種育苗、栽培基質(zhì)和育苗基質(zhì)配方等生物學和生態(tài)學特征及應用技術(shù)方面[2-6,10-14],但對浙江楠自然群落區(qū)系組成、物種多樣性的比較研究很少有報道.本文通過實地調(diào)查數(shù)據(jù),對三清山浙江楠群落特性和物種多樣性進行了初步分析,旨在為浙江楠保護和持續(xù)利用提供理論依據(jù).
三清山是世界自然遺產(chǎn)地、世界地質(zhì)公園和國家5A級風景名勝區(qū),素有“江南第一仙峰”之美稱.它雄居贛東北德興、玉山兩市縣交界處.地理位置為28°52′-28°57′N、118°00′-118°06′E,總面積229.5km2,核心景區(qū)面積76.8km2,最高玉京峰海拔1819.9m.位于懷玉山穹褶斷束東部,屬亞熱帶濕潤季風氣候.
浙江楠群落分布于雙溪口村社公廟處,西坑水系南側(cè)的溪谷坡地.年均溫18.2℃,最熱月均溫29.7℃,最冷月均溫6℃,年均降水量1840.9mm,無霜期266d[15].該區(qū)域的植被類型為常綠林、毛竹林.山地紅壤,pH=4.5-5.5,具有酸性、貧養(yǎng)、土層較厚,表層枯枝落葉較豐富,有機質(zhì)高,碎石較多等特點,調(diào)查群落類型具體為楓香+毛竹+浙江楠—浙江楠—短齒白毛假糙蘇群叢(Liquidambarformosana+Phyllostachysheterocycla+Phoebechekiangensis-Phoebechekiangensis-Paraphlomisalbidavar.brevidensAss.).
2.1 樣地設置及調(diào)查
2014年6月2日進行外業(yè)調(diào)查,具體經(jīng)緯度為110°07.763′E、28°54.531′N,海拔為260m,坡向NE,坡度30°,碎石率15%,郁閉度97%,取樣方面積20m×20m,以樣地中心和四頂角為基點,設置5m×5m的5個小樣方,記錄喬木層的種名、胸徑、蓋度、冠幅、樹高、枝下高和株數(shù)(植株分叉在1.3m以上只記為一株;1.3m以下分別作為獨立植株記錄[16])以及灌木層的植物種名、高度、胸徑或基徑(高度≤1.3m)、蓋度及株數(shù)等,并記錄草本植物和藤本植物種名,株數(shù).喬灌層樹種區(qū)分依據(jù)是高度≥5m為喬木.
2.2 數(shù)據(jù)處理
2.2.1 生活型譜數(shù)據(jù)確定 采用RaunkiaerC(1934)[17]劃分方法為標準,對五大類生活型進行統(tǒng)計.
2.2.2 重要值 喬木層各樹種的重要值采用Curtis JT and McIntosh RP(1951)[18]公式計算.即重要值IV=(相對多度RA+相對頻度RF+相對顯著度RD)/3
2.2.4 種群年齡結(jié)構(gòu) 種群年齡結(jié)構(gòu)采用曲仲湘(1952)[21]劃分標準,即:Ⅰ(D≤2.5cm,H≤33cm)、Ⅱ(D≤2.5cm,H≥33cm) 、Ⅲ(2.5cm≤D≤7.5cm)、Ⅳ(7.5cm≤D≤22.5cm)、Ⅴ(D≥22.5cm).
D為胸徑;H為樹高;Ⅰ級為幼苗;Ⅱ級為幼樹;Ⅲ級為小樹;Ⅳ級為中樹;Ⅴ級為大樹.
3.1 種類組成較豐富
從調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果可以看出,該樣方共有植物56科,105屬和121種,由蕨類植物(10科、11屬、12種)、雙子葉植物(40科、80屬、92種)和單子葉植物(6科、14屬、17種)構(gòu)成.其中,木本植物有21科、39屬和44種,分別占該群落總數(shù)的37.5%、37.14%、36.36%,常綠的有20種,落葉的有24種;草本植物39科、52屬和61種;藤本植物有12科、14屬和16種.含5種以上的優(yōu)勢科有薔薇科(Rosaceae)、豆科(Leguminosae)、禾本科(Gramineae)、百合科(Liliaceae)、蕁麻科(Urticaceae)和唇形科(Labiatae)6科,占總科數(shù)的10.71%,包含30屬,37種,占總屬數(shù)的28.57%,占總種數(shù)的30.58%.
生活型以高位芽植物61種占優(yōu)勢,占總種數(shù)的50.83%,其次,隱芽植物45種,占37.5%,地上芽植物占4.13%、地面芽植物占4.96%和一年生植物占3.31%都較少,生活型統(tǒng)計結(jié)果與三清山優(yōu)勢種群鉤錐-山臘梅群落和中亞熱帶常綠闊葉林相似[22],以高位芽植物和地面芽植物為主.可以看出,該群落的種類、區(qū)系組成、外貌特征呈典型中亞熱帶常綠闊葉林特色.
3.2 數(shù)量特征分析
由表1可見,喬木層楓香(Liquidambarformosana)、毛竹(Phyllostachysheterocycla)是該群落主要的優(yōu)勢種,浙江楠、棕櫚(Trachcarpusfortunei)為次優(yōu)勢種;灌木層以浙江楠幼苗、幼樹為主,分布較不均勻;草本植物和層間植物較豐富,但個體數(shù)量較少.從重要值看,浙江楠在喬木層中的優(yōu)勢較為明顯,形成多優(yōu)勢種群落.
3.3 垂直結(jié)構(gòu)分析
浙江楠群落的喬木層、灌木層和草本層結(jié)構(gòu)明顯.喬木層由8科、9屬和9種組成,高度5-25m,胸徑變幅1.91-71.97cm,覆蓋度達97%,林下透光性弱.又可分為3層:上層高度20-25m,層蓋度85%,楓香占優(yōu)勢;中層10-20m,層蓋度45%,浙江楠、毛竹占優(yōu)勢;下層5-10m,層蓋度15%-25%,主要以浙江楠、棕櫚為優(yōu)勢.灌木層有22科,37屬和44種,基徑變幅0.32-21.02cm(棕櫚為6.05-21.02cm),覆蓋度達40%,以浙江楠幼樹為優(yōu)勢.草本層有40科,52屬和63種,種類較豐富,但大多植株少,且矮小,覆蓋度達30%,以短齒白毛假糙蘇(Paraphlomisalbidavar.brevidens)為優(yōu)勢.層間植物較發(fā)達,有12科,14屬和16種.
表1 浙江楠喬木層重要值
3.4 物種多樣性分析
群落物種多樣性是反映物種在生境中的豐富程度和每一物種的株數(shù)以及分布均勻程度的重要指標,其值大小受生境中自然要素、生物要素以及人為等多方面因素的影響,對多樣性的研究,可以揭示群落物種之間的相互關(guān)系,種類組成特征及數(shù)量對比關(guān)系.三清山浙江楠群落多樣性指數(shù)的變幅,喬木層為I=0.621-1.553,H=0.155-0.628,D=1.205-5.077,J=0.324-1.095(表2),灌木層為I=2.813-5.882,H=0.891-3.134,D=0.659-0.986,J=0.707-3.014,草本層為I=4.970-16.154,H=0.967-3.231,D=0.522-0.893,J=0.701-2.245,表明喬木層、灌木層和草本層都具有較低的物種豐富度、多樣性、均勻度和較高的生態(tài)優(yōu)勢度,反映該群落優(yōu)勢種的作用明顯.
均勻度反映了物種分布的均勻程度,其值越高,說明群落越穩(wěn)定.三清山浙江楠群落物種多樣性和均勻度值較低,生態(tài)優(yōu)勢度較高,且群落中種數(shù)較少,種間復雜而穩(wěn)定的生態(tài)關(guān)系沒有最終形成,群落穩(wěn)定性較弱,是一個不成熟的群落.
表2 浙江楠群落多樣性指數(shù)
3.5 種群結(jié)構(gòu)分析
根據(jù)浙江楠種群的靜態(tài)生命表(表3)可見,Ⅱ級幼樹占絕對優(yōu)勢,Ⅰ級和Ⅲ級占有一定比例,沒有Ⅳ級中樹,Ⅴ級大樹1株,胸徑48.4cm,樹高16m,說明浙江楠年齡結(jié)構(gòu)不完整,種群結(jié)構(gòu)呈橄攬型,穩(wěn)定性較差,幼苗嚴重不足,種群有衰退的趨勢.
表3 三清山浙江楠種群的靜態(tài)生命表
3.6 三清山與九溪-云棲浙江楠群落比較
采用徐世松[5]對杭州浙江楠群落的研究結(jié)果,將杭州九溪、云溪作為一個整體,統(tǒng)計浙江楠群落喬灌層優(yōu)勢種,并與三清山比較,利用Sorenson相似性公式計算,兩地浙江楠群落喬木層優(yōu)勢種Cx=0.2857,灌木層Cx=0.1481,喬木層的浙江楠都處于次林層,而灌木層都以浙江楠幼苗、幼樹占絕對優(yōu)勢.草本層三清山以短齒白毛假糙蘇為主,九溪、云溪以鳳尾蕨(Pterisdispar)為優(yōu)勢.層間植物三清山較豐富,但個體數(shù)少,主要有大血藤(Sargentodoxacuneata)、三葉木通(Akebiatrifoliata)、女萎(Clematisapiifolia)、烏蘞莓(Cayratisjaponica)、常春藤(Hederanepalensisvar.sinensis)和金銀花(Lonicerajaponica)等.九溪-云棲不發(fā)達,主要有絡石(Trachelospermumjasminoides)、雞矢藤(Paederiascandens)、香花崖豆藤(Millettiadielsiana)和江西崖豆藤(Millettiakiangsiensis)等種類,反映兩地群落優(yōu)勢種差異明顯,物種多樣性較大.
與杭州5個浙江楠群落對比表明,三清山與九溪中坡分布的木荷+青岡櫟—馬銀花+亮葉冬青—鳳尾蕨群落物種多樣性、均勻度指數(shù)差異最大,Cx=0.156最小.與九溪理安寺的浙江楠+毛竹—箬竹群落物種多樣性差異最小,均勻度指數(shù)最接近,Cx=0.6最大,說明群落生境不同,群落類型不一樣和人為干擾強弱的差異,區(qū)系成分尤其優(yōu)勢種成分異質(zhì)性明顯.
4.1 結(jié)論
(1)群落的珍稀性:浙江楠是我國特有的珍稀瀕危植物,是國家二級重點保護野生植物,三清山只分布在特定區(qū)域,分布范圍局限,是三清山稀有的一個群落類型.
(2)群落的不穩(wěn)定性:浙江楠在群落中居于喬木中下層,種群有大樹,幼樹,但更新幼苗稀少,物種豐富度、多樣性、均勻度偏低,生態(tài)優(yōu)勢度較高,物種較少,種間不易形成復雜而穩(wěn)定的關(guān)系,是一個不穩(wěn)定群落.
(3)組成的較豐富性:群落種類組成較豐富,垂直結(jié)構(gòu)層次明顯,物種多樣性較突出.
(4)環(huán)境的脆弱性:三清山浙江楠分布在農(nóng)宅、耕地與溪流之間,受林下光照弱、碎石多、土壤貧瘠等因素影響,環(huán)境容納量有限,若不加以保護,環(huán)境極易遭受破壞,從而影響幼苗、幼樹的正常生長.
(5)群落生態(tài)優(yōu)勢度高:與杭州九溪、云溪浙江楠群落比較發(fā)現(xiàn),浙江楠雖然在喬木層處于次優(yōu)勢地位,但在灌木層幼樹很多處于絕對優(yōu)勢,因此,浙江楠在群落中仍有一定優(yōu)勢.
4.2 討論
4.2.1 三清山浙江楠與群落環(huán)境的相關(guān)性分析 浙江楠分布于1000m以下的溝谷、坡地、溪澗邊,富集了許多碎石,影響了枯枝落葉的腐化;群落郁閉度較高,不利于幼苗的生長;群落中幼苗嚴重不足,更新困難;社公廟建于群落內(nèi),受人為干擾嚴重等,這都不利于浙江楠種群的發(fā)展.
4.2.2 浙江楠與毛竹的相關(guān)性分析 浙江楠成年樹高大,枝葉繁茂,透光性差,處于次林層;毛竹植株高大、枝葉稀疏,透光性強,處于次林層,兩者在地表空間上發(fā)生重疊,產(chǎn)生營養(yǎng)空間的競爭.浙江楠深根系,毛竹淺根系,雖然各自占據(jù)著獨立的地下空間位置,但由于毛竹地下莖的生長、繁殖能力極強,需要從土壤中吸收大量養(yǎng)分,而凋落物少,養(yǎng)分歸還慢,引起地力衰竭,導致土壤板結(jié),含水量少,透氣性差,對浙江楠的生長產(chǎn)生不利影響,兩者具有顯著的負相關(guān)關(guān)系.根據(jù)李冬林等[14]研究發(fā)現(xiàn),幼苗在全光或較強光條件下,生長旺盛,具有喜光特性,然而現(xiàn)存幼樹數(shù)量巨大,是灌木層絕對的優(yōu)勢種,說明浙江楠是陰性植物[23,24],由此,可以說明浙江楠幼苗、幼樹具有耐陰性特征,與毛竹沒有明顯的關(guān)聯(lián)性.
4.2.3 浙江楠與楓香的相關(guān)性 楓香是浙江楠最主要的競爭種,具有深根性、喜光、耐旱、耐貧瘠等生物學特征,種間競爭具有很強的優(yōu)勢,居于群落最高林層,浙江楠處于次林層,在空間上發(fā)生重疊,產(chǎn)生營養(yǎng)空間競爭,兩者之間存在明顯的負相關(guān)關(guān)系,影響了浙江楠的發(fā)展.
4.2.4 浙江楠種群不穩(wěn)定和衰退原因分析 浙江楠的繁殖主要靠種子,種子萌發(fā)最大障礙是種皮的透氣性,由于種皮透氣性差,呼吸受抑制,影響種子萌發(fā)效率[11],導致幼苗稀少.加之人為干擾導致種群數(shù)量和群落生境的改變,如踐踏、砍伐、除草、開路、廟宇建筑等都可能影響浙江楠種群的生長和發(fā)展,因此,內(nèi)外因素的影響,是導致種群衰退的真正原因.
三清山氣候條件和小生境條件都適合浙江楠的生長,但隨著旅游業(yè)發(fā)展,土地被征用,資源現(xiàn)狀令人堪擾,需人為加以保護,如劃定保護范圍,實行就地保護為主,并在珍稀瀕危植物園或林場內(nèi)適當移植幼樹、小樹,實行遷地保護,同時采種,開展育苗繁殖實驗以及采伐一定的毛竹和影響較大的其他植物等,確保浙江楠種群的可持續(xù)發(fā)展.
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Analysis of Structure Features and Species Diversity of Phoebe Chekiangensis Community in Sanqingshan Mountain of Jiangxi Province
ZANG Min, QIU Xiao-lan, YAO Li-fang
(College of History, Geography and Tourism, Shangrao Normal University, Shangrao 334001, China)
Based on field plot survey,Phoebechekiangensiscommunityspeciescomposition,quantitativecharacters,verticalstructure,speciesdiversityandpopulationstructurecharacteristicswereanalyzedinSanqingshanMountainofJiangxiProvince,andfloristicandspeciesdiversitywerecomparedwiththatinJiuxiandYunxiofHangzhouCity.Resultsshowthat: ①Thespeciescompositionwithintheplotaremoreabundant.Thereare121species,whichbelongto105generaof56famitieswithinquadrat.Fernsare10famities11genera12species;angiospermsare46famities94genera109species. ②Therearefivekindsofcommunitylifeformssuchasphanerophytes,chamaephytes,hemicryptophytes,cryptophytesandtherophytes.Phanerophytesisprimary,accountingfor50.83%. ③Theverticalstructureofthecommunityisdistinct.Dominantspeciesaremoreobviouswithsaplinginamajority.Thespeciesdiversityindexorderedasfollows:herbaceouslayer>shrublayer>arborlayer. ④ThedominantspeciesdiversityofarborlayerinSanqingshanMountainarethenearestwiththePhoebechekiangensis+Phyllostachysheterocycla-IndocalamuslatifoliusAss.OfLiansiinHangzhou.Therichnessindex,speciesdiversityindexandevennessindexwithintheplotarelow,butitsecologicaldominanceindexishigh.ThePhoebechekiangensiscommunityisunstableandimmature.Ithasatendencyofdegenerationandshouldbeprotectedimmediately.
Phoebechekiangensis;communitystructure;speciesdiversity;SanqingshanMountain
10.14182/J.cnki.1001-2443.2015.03.011
2014-10-29
江西省教育廳科技項目(GJJ10612).
臧敏(1961-),男,江西婺源人,副教授.
臧敏,邱筱蘭,姚麗芳.江西三清山浙江楠群落結(jié)構(gòu)與物種多樣性分析[J].安徽師范大學學報:自然科學版,2015,38(3):267-271.
Q948.15
A
1001-2443(2015)03-0267-05