吳碧華
(福建省尤溪縣林業(yè)局,福建 尤溪365100)
鉤栲(Castanopsistibetana)又名鉤錐、鉤栗、大葉櫧,殼斗科錐栗屬的常綠喬木,是中國(guó)亞熱帶常綠闊葉林具有代表性的建群種之一[1]。常綠闊葉林具有天然氧吧之稱,是優(yōu)良生態(tài)環(huán)境的重要組成部分。福建省常綠闊葉林以殼斗科、樟科、木蘭科等林分為主,其中以栲樹(Castanopsisfargesii)林、甜櫧(Ceyrei)林、苦櫧(C sclerophylla)林和刺栲(Chystrix)林等分布較廣,保存較好。近年來(lái),由于天然林大量采伐和人類活動(dòng)范圍的擴(kuò)大,天然穩(wěn)定的常綠闊葉林破壞嚴(yán)重,衰弱趨勢(shì)明顯,特別是鉤栲林,呈現(xiàn)生境片段化,嚴(yán)重威脅了種群群落的穩(wěn)定性。雖然部分學(xué)者對(duì)珍希瀕危闊葉樹種格氏栲、水松等進(jìn)行了大量拯救性研究[2.3],但對(duì)生態(tài)起重要作用的建群種探討很少,特別在鉤栲林上,只有少量學(xué)者對(duì)鉤栲種群、群落、伴生樹種、生態(tài)位、競(jìng)爭(zhēng)性和人工育苗技術(shù)等進(jìn)行初步研究[4~7],離全面認(rèn)識(shí)鉤栲的特性,提供成熟的種群、群落生態(tài)、育苗等科學(xué)技術(shù)還有很長(zhǎng)的路要走。本文對(duì)閩中尤溪棋盤頂天然林鉤栲群落進(jìn)行性狀調(diào)查,以揭示其種群群落特征,為促進(jìn)鉤栲林的保護(hù)和恢復(fù)提供參考。
尤溪棋盤頂位于福建省中部,尤溪縣新陽(yáng)鎮(zhèn)寶山、登山村、坂面鎮(zhèn)京口村境內(nèi),為戴云山脈北段西部,地貌以中低山地為主,內(nèi)有保護(hù)良好的鉤栲天然群落林。該片鉤栲天然群落林面積為12hm2,土壤為黃紅壤,最高峰海拔660m,最低處海拔僅460m。屬亞熱帶東南季風(fēng)氣候,年平均溫度為19.2℃,最冷1月平均溫度為8~12℃,最熱7月平均溫度為22.6~28.9℃,極端最高氣溫40.3℃,極端最低氣溫-7.8℃,春夏多雨,年均降水1620.6mm,年均日照4422.8h。
在對(duì)整個(gè)鉤栲天然林群落進(jìn)行全面踏查下,選擇典型地塊布設(shè)3個(gè)不同樣地,面積各為20m×20m,喬木層采用樣地全林分每木調(diào)查法,記錄樹種、樹高、胸徑、株數(shù)及頻度。在每樣地內(nèi)隨機(jī)設(shè)4個(gè)5m×5m灌木層樣方,在每樣地內(nèi)隨機(jī)設(shè)置4個(gè)2m×2m草本層樣方,調(diào)查記錄物種、株數(shù)(或多度)、頻度及蓋度,位置用GPS定位,同時(shí)記錄各樣地的海拔、坡度及坡向,樣地基本狀況見表1。
表1 鉤栲天然林群落樣地環(huán)境因子
3.2.1 群落組分重要性指標(biāo)
以樣方為統(tǒng)計(jì)單位,分別計(jì)算喬木層、灌木層(高度<5m的喬木和灌木植物)、草本層的物種相對(duì)多度(relative abundance,RA)、相 對(duì) 頻 度 (relative frequency,RF)、相對(duì)顯著度(relative dominance,RD)、重要值(importance value,IV)等[8.9]。
相對(duì)多度RA=某一物種的株數(shù)/全部物種的總株數(shù)×100;
相對(duì)頻度RF=某一物種的頻度/所有物種的頻度之和×100;
相對(duì)顯著度RD(喬木層)=某一物種的總斷面積/所有物種的斷面積之和×100;
相對(duì)顯著度RD(灌木、草本層)=某一物種的總蓋度/所有物種的蓋度之和×100;
重要值IV=RA+RD+RF。
3.2.2 群落物種多樣性指標(biāo)
采用統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算常用的3個(gè)指數(shù),即Shannonweiner多樣性指數(shù)(H)、Simpson生態(tài)優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)、Margalef豐富度指數(shù)(Dmg)。
3.2.3 植物種群年齡結(jié)構(gòu)分析
由于鉤栲種群個(gè)體年齡的準(zhǔn)確測(cè)定困難,所以采用胸徑和樹高代替年齡[10],劃分標(biāo)準(zhǔn):I級(jí)幼苗(H<33cm);Ⅱ級(jí)幼樹(H≥33cm,胸徑<2.5cm);Ⅲ級(jí)小樹(2.5cm≤胸徑<7.5cm);Ⅳ級(jí)中樹(7.5cm≤胸徑<22.5cm);Ⅴ級(jí)大樹 (胸徑>22.5cm)。
尤溪棋盤頂鉤栲天然林群落層次明顯,可分為喬木層、灌木層、草本層及一定數(shù)量的層間植物。在調(diào)查樣地內(nèi)共有維管束植物60科91屬107種,其中,喬木層有8科12屬13種,灌木層有29科42屬51種,草本層有24科32屬35種,層間植物有14科15屬17種,主要植 物 為 三 葉 青 (TetrastigmahemsleyanumDielset Gilg)、玉葉金花(MussaendapubescensAit.f.)暗色菝葜(Smilaxlanceifoliavar.opacaA.DC.)、海 金 沙(Lygodiumjaponicum(Thunb.)Sw.)、菝葜(Smilax chinaLinn.)香花崖豆藤、(MillettiadielsianaHarms)、網(wǎng)絡(luò)崖豆藤(MillettiareticulataBenth.)、山蒟(Piper hanceiMaxim.)等,多數(shù)為藤本植物。
在鉤栲天然林群落喬木層中,調(diào)查樣地內(nèi)的共有樹種43株,其中鉤栲為17株,占總株數(shù)的39.5%,平均樹高21.3m,平均胸徑83.5cm,每公頃平均142株。其重要值、相對(duì)多度、相對(duì)頻度、相對(duì)顯著度分別為162.50、39.53、37.93、85.04(表2),在喬木層中優(yōu)勢(shì)明顯,是群落中的建群種。喬木層平均覆蓋度73%,由13個(gè)樹種組成,可分為三亞層:第1亞層高度20m以上,除鉤栲為主外,還有零星地散生著絲栗栲(castanopsisfargesii)、紫樹(NyssasinensisOliv.)、烏桕(Sapiumsebiferum(L.)Roxb)等,它們?cè)谌郝渲虚g形成林冠頂層,長(zhǎng)勢(shì)處于逐漸衰老狀態(tài);第2亞層高10~20m,樹種組成依次為沉水樟(CinnamomummicranthumHay)、木油桐(VerniciamontanaLour.)、欏木石楠(Photiniadavidsoniae)、大葉桂櫻(Laurocerasuszippeliana)等;第3亞層高5~10m,由猴歡喜(Sloaneasinensis)、福建山櫻花(Prunuscampanulata)、少葉黃杞(EngelhardiafenzeliiMerr)等樹種組成。
在灌木層中,調(diào)查樣方擁有植物51種,平均蓋度40%,以苦竹(Pleioblastusamarus(Keng)Kengf.)、猴歡喜 (Sloaneasinensis(Hance)Hemsl.)的重要值較高,分別達(dá)到29.53、21.49(表3),是灌木層的主要組成樹種,其它依次是尖萼紅山茶(Camelliaedithae)、杜莖山 (Maesajaponica(Thunb.)Moritzi.exZoll.)、粗葉榕 (FicushirtaVahl)、鉤 栲 (Castanopsistibetana Hance)、沉 水 樟 (Cinnamomummicranthum(Hay.)Hay.)等。
表2 天然群落喬木層主要樹種重要值
表3 天然群落灌木層主要樹種重要值
在草木層中,以蕨類植物為主,平均蓋度為13%。華山姜Alpiniachinensis(Retz.)Rosc.、狗脊蕨Woodwardiaunigemmata(Makino)Nakai、福建蓮座蕨AngiopterisfokiensisHieron.重要值分別達(dá)到21.31、21.03、20.95,為相對(duì)優(yōu)勢(shì)樹種,但不是非常明顯(表4),其他依次是刺頭復(fù)葉耳蕨、日本蛇根草.、山麥冬、金毛狗、淡竹葉等植物32種。
表4 天然群落草木層主要樹種重要值
鉤栲天然林群落各層物種多樣性、優(yōu)勢(shì)度、豐富度指數(shù)見表5。從表5可以看出,鉤栲天然群落多樣性指數(shù)(H′)、豐富度指數(shù)(Dmg)二項(xiàng)指數(shù)均是灌木層 >草本層 >喬木層,這與物種數(shù)量灌木層 >草本層 >喬木層相一致。灌木層的物種種類最多,豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)最大。而鉤栲天然群落優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)是喬木層>灌木層 >草本層,可能是因?yàn)閱瘫緦鱼^栲種群優(yōu)勢(shì)明顯,灌木層苦竹、猴歡喜、尖萼紅山茶數(shù)量相對(duì)較多有關(guān),某物種的層蓋度越大越影響其它物種的存活和生長(zhǎng)。
表5 鉤栲天然林群落的物種多樣性指數(shù)
植物種群年齡結(jié)構(gòu)可反映種群的動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。參照章家恩的種群年齡結(jié)構(gòu)劃分標(biāo)準(zhǔn),將棋盤頂?shù)你^栲種群劃分成5個(gè)等級(jí)。從圖1可見,調(diào)查樣地內(nèi)處于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)的鉤栲數(shù)量逐漸變少,說(shuō)明隨著幼小鉤栲的生長(zhǎng),受到Ⅴ級(jí)頂層鉤栲或人為破壞的影響越加明顯,畝死亡株數(shù)下降顯著,同時(shí),由于Ⅴ級(jí)頂層鉤栲數(shù)量較大,蓋度高,影響了下層部分植物的生長(zhǎng),形成圖1形狀。(Ⅰ級(jí)株數(shù)為0,是由于沒(méi)有進(jìn)行調(diào)查造成的,不能說(shuō)明沒(méi)有幼苗)。
圖1 鉤栲種群年齡結(jié)構(gòu)
棋盤頂鉤栲天然林群落調(diào)查樣方內(nèi)共有植物60科91屬107種,都為亞熱帶常見樹種。群落層次明顯,有喬木層、灌木層、草本層及一定數(shù)量的層間植物。喬木層發(fā)達(dá),其林冠頂層多為建群種鉤栲,因而喬本層中鉤栲的重要值最大,優(yōu)勢(shì)明顯;而灌木和草本層發(fā)育相對(duì)弱,并存在一定量的層間植物,是典型的穩(wěn)定的亞熱帶常綠闊葉林層次結(jié)構(gòu)。
棋盤頂天然鉤栲群落物種多樣性表現(xiàn)為:鉤栲天然群落多樣性指數(shù)、豐富度指數(shù)均是灌木層 >草本層 >喬木層,而優(yōu)勢(shì)度指數(shù)是喬木層>灌木層 >草本層。
棋盤頂鉤栲種群年齡結(jié)構(gòu)分析表明,Ⅴ級(jí)頂層鉤栲數(shù)量較大,處于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)的鉤栲數(shù)量逐漸變少,說(shuō)明頂層鉤栲數(shù)量較大,蓋度高,影響了下層鉤栲的生長(zhǎng),這種結(jié)構(gòu)類型被認(rèn)為是衰退種群的表現(xiàn)。
天然闊葉林目前政府已經(jīng)嚴(yán)禁采伐,但由于部分地方食用菌種植等需求,還是受到了一定程度的非法破壞,尤溪縣采取設(shè)立自然保護(hù)小區(qū)的措施,對(duì)天然鉤栲林保護(hù)效果明顯,該片鉤栲天然林已劃入尤溪縣棋盤頂自然保護(hù)小區(qū),以提高生物多樣性,保存完好的自然生態(tài)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)育苗造林和林分改造等技術(shù)措施的研究,采用新型近自然式人工促進(jìn)封山育林模式,可人工促進(jìn)鉤栲林形成。
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