施朝陽

摘要：調(diào)查分析了上海外環(huán)綠帶植物群落的鄰體干擾指數(shù)，結(jié)果表明：外環(huán)林帶林分內(nèi)，植物個(gè)體大小與基株的胸徑、鄰體胸徑、鄰體距離、鄰體冠幅相關(guān)。群落內(nèi)個(gè)體之間存在著強(qiáng)烈的種內(nèi)競爭，且種內(nèi)、種間及與整個(gè)林分的鄰體干擾指數(shù)強(qiáng)度都隨著基株木個(gè)體的增大而下降。提出了應(yīng)依據(jù)鄰體指數(shù)對(duì)植物生長空間的最適宜范圍、鄰體干擾程度等進(jìn)行量化，選出各類植物群落中鄰體間的較適宜的生長空間，并與群落中單位面積株數(shù)值與群落冠幅總面積等密度因子結(jié)合，為進(jìn)行必要的經(jīng)營措施提供基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：上海外環(huán)綠帶；植物群落；鄰體干擾；特征

中圖分類號(hào)：TU986

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2016）21-0003-03

1 引言

植物群落中的植物個(gè)體間的關(guān)系十分復(fù)雜，相鄰個(gè)體為了獲得適宜自己生長的最佳生態(tài)位，必然與其它個(gè)體爭奪環(huán)境資源如光、熱、水、營養(yǎng)物質(zhì)等，生物與環(huán)境之間這種相互作用、相互影響，就是生態(tài)學(xué)領(lǐng)域里的鄰體干擾[1]。影響植物個(gè)體生長的因素很多，不僅有自身的遺傳特性有關(guān)，也與其所處的生境質(zhì)量以及它對(duì)環(huán)境資源的利用狀況等有著密切的聯(lián)系。干擾或競爭對(duì)植物個(gè)體生長和植物群落結(jié)構(gòu)及種群動(dòng)態(tài)有著重要的影響。植物鄰體干擾研究是揭示植物種群競爭能力及其在群落中行為的主要途徑之一[2]。本文通過對(duì)上海市外環(huán)綠帶群落鄰體干擾特征的研究，以揭示群落個(gè)體大小、距離遠(yuǎn)近與鄰體干擾的關(guān)系，為進(jìn)一步了解環(huán)城綠帶的群落競爭和密度效應(yīng)，為分析綠帶的潛在的問題和探討有效的調(diào)整措施提供科學(xué)依據(jù)。

2 研究區(qū)自然概況

上海市環(huán)城綠帶規(guī)劃總面積6208 hm2，1995年啟動(dòng)建設(shè)，至2015年底，環(huán)城綠帶已累計(jì)完成面積約3555 hm2。建成區(qū)域的綠帶以生態(tài)為核心，與自然水系、濕地、田園風(fēng)光等共同構(gòu)成具有生態(tài)防護(hù)、景觀觀賞、休閑健身、文化娛樂、公共服務(wù)、隔音降噪、減排治霾、防災(zāi)避難等多功能的城市公共綠地。特別是早年建成的林帶，已經(jīng)大樹成蔭。綠帶植物生長發(fā)育過程，也是群落結(jié)構(gòu)和種群的演變過程。群落的密度雖然表現(xiàn)在數(shù)量上，而實(shí)質(zhì)是群落種內(nèi)和種間的競爭過程和狀態(tài)。植物的鄰體干擾是群落鄰體間為爭取可利用資源而產(chǎn)生的負(fù)作用過程，與鄰體間的空間位置關(guān)系及其鄰體對(duì)可利用資源的影響程度有關(guān)。

構(gòu)成外環(huán)綠帶的喬木出現(xiàn)頻率較高的植物主要有：香樟（Cinnamomum camphora）、意楊（Populus deltoids）、女貞（Ligustrum lucidum）等；灌木主要有：蚊母（Distylium racemosum）、狹葉十大功勞（Mahonia fortunei）、海桐（Pittosporum tobira）、八角金盤（Fatsia japonica）等；人工種植的地被植物主要有：麥冬（Ophiopogon japonicus）、鳶尾（Iris tectorum）、紅花酢漿草（Oxalix rubra）、白花三葉草（Trifolium repens）等。

3 研究方法

本研究選擇上海市外環(huán)綠帶浦東新區(qū)三林段、南匯橫沔段、閔行顧戴路段林帶群落進(jìn)行鄰體干擾調(diào)查，在林分中選擇一代表性基株，測定與其直接相鄰植株的距離、胸徑和冠幅，調(diào)查樣地共6個(gè)。鄰體干擾指數(shù)的計(jì)算公式如下[3]：

4 結(jié)果與分析

4.1 各樣地的密度和優(yōu)勢度比較

鄰體調(diào)查主要的因子有基株的胸徑、鄰體胸徑、鄰體距離、鄰體冠幅等，并對(duì)群落內(nèi)的光照強(qiáng)度和群落外的光照強(qiáng)度進(jìn)行比較，通過鄰體間的生存空間和干擾系數(shù)等公式和模型來分析群落布局結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀[4]。調(diào)查結(jié)果見表1。

從表1可見，6個(gè)樣地的密度均較高，并具有一定的差異，特別是樣地6和樣地3的密度高達(dá)70.22%和53.69%， 其它樣地的密度在31.42%和38.74%之間。而樣地間的優(yōu)勢度差異明顯大于密度間的差異。樣地1和樣地2的優(yōu)勢度最大，這與樣地主要由楊樹和香樟組成，特別是楊樹生長迅速有關(guān)；樣地5的胸徑較大，而樣地6的密度較大，該2個(gè)樣地的優(yōu)勢度也比較大，而樣地3的廣玉蘭徑級(jí)小，樣地4香樟的密度小，它們的優(yōu)勢度的密度和優(yōu)勢度均比較小。由此可見，綠帶群落的優(yōu)勢度不僅與密度有關(guān)，更與樹木的徑級(jí)有關(guān)。

4.2 各樣地的冠幅差異比較

樣地間的樹冠冠幅的差異與樹木胸徑和優(yōu)勢度的變化相似，樣地1和樣地2的冠幅較大，其次是樣地3，而樣地6的泡桐栽植的時(shí)間短，密度大，樹冠生長空間受到限制，冠幅最小。樣地的透光率與樹冠冠幅正相關(guān)，樣地5由樸樹和榆樹組成，枝繁葉茂，樹冠重疊，透光率最低，樣地1和樣地2的冠幅大，透光率也比較低，而樣地3、4和6的林冠稀疏，透光度高。

4.3 各樣地的鄰體指數(shù)比較

干擾植物生長的因素包含多方面，如種的生態(tài)習(xí)性、生態(tài)幅度、個(gè)體大小、立地條件以及生長速度等都能影響植物的競爭能力。對(duì)鄰體干擾指數(shù)（Iw）和生態(tài)鄰體干擾（Ix），取對(duì)數(shù)后作回歸分析（表2）。

從鄰體干擾指數(shù)表（表2）可見，樣地1、2 的Iw值和Ix值最大，這與該2個(gè)樣地的鄰體胸徑比較大、鄰體與基株距離較小有關(guān)，而樣地1的Iw值大于樣地2，而樣地1的Ix值小于樣地1，這與Ix值考慮基株胸徑，而Iw值不考慮胸徑有關(guān)，因?yàn)闃拥?基株的胸徑（7.07 cm ）小于樣地1（13.6 cm）。盡管樣地5的鄰體距基株的距離大于樣地3、4和6，但由于它的鄰體和基株的胸徑也明顯大于后者，因此，樣地5的Iw值和Ix值均大于后者。樣地3、4、6的Iw值和Ix值均比較小，這與它們的基株較小有關(guān)。

根據(jù)Iw值和Ix值的大小，可以將6個(gè)樣地分成三類：數(shù)值較小的有樣地4、6、3，較大的樣地5，而樣地1、2則高于其它樣地。數(shù)值較大樣地的特點(diǎn)是上層喬木樹齡和胸徑較大，基株和鄰體的距離也影響Iw值和Ix值的大小。

基株與鄰體之間生存空間分割的距離Lij的數(shù)據(jù)變化相對(duì)較小，Lij較高的是樣地1和樣地5；其次是樣地3和樣地4，而樣地6和樣地2相對(duì)較小。APA指數(shù)可表征樹木生長中可利用的生存空間面積，APA值大小與Lij值成正比，各樣地間的差異次序相同。樣地1和樣2的鄰體距離和鄰體據(jù)基株距離較大，并且鄰體和基株胸徑差距較大，因此，這2個(gè)樣地的APA值和Lij值較高，反映了利用的生存空間比較大；樣地3和樣地4的基株和鄰體的胸徑差距較小，因而，它們的Lij值和APA值小于樣地1和樣地5，而樣地6和樣地2的鄰體和基株的胸徑差距小，樣地6鄰體和基株的距離僅178.5 cm ，是6個(gè)樣地中最小的，因此，樣地2和樣地6的Lij值和APA值相對(duì)最小。

Ici指數(shù)是大小比值及距離衰減的競爭指數(shù)，從表2可見，Ici指數(shù)較大的是樣地6、其次是樣地2和4，而樣地5和1則較小。數(shù)值大小變化與APA的指數(shù)成反比，樣地間的Ici指數(shù)值變化幅度也比較小，最大值與最小值之間僅相差170% 。

4.4 各樣地調(diào)查因子的相關(guān)性

從鄰體競爭指數(shù)的5個(gè)公式計(jì)算結(jié)果可見，由于各樣地之間的樹木的種類、徑級(jí)和距離等不同，樣地間的鄰體間相互競爭系數(shù)和生存空間差異較大，同時(shí)，各指數(shù)的生態(tài)學(xué)含義也不同[5] 。通過表3的計(jì)算結(jié)果顯示，Iw值和Ix值與樣地群落的透光率相關(guān)。

從調(diào)查因子的相關(guān)系數(shù)（表3）可見，與Iw顯著相關(guān)的因子有基株胸徑、鄰體胸徑、優(yōu)勢度和鄰體冠幅；而Lij 、APA和Ici之間也顯著相關(guān)；群落密度與基株鄰體間距離顯著正相關(guān)；群落優(yōu)勢度與基株胸徑、鄰體胸徑和鄰體冠幅；基株胸徑與鄰體胸徑也正相關(guān)；鄰體冠幅與基株胸徑、鄰體胸徑正相關(guān)；透光率與基株鄰體距離正相關(guān)。

5 結(jié)語

鄰體干擾會(huì)引起植物個(gè)體生長速度的變異，導(dǎo)致林分強(qiáng)烈分化，產(chǎn)生明顯的自疏和他疏現(xiàn)象[5，6] 。從林分水平看，林分密度愈大，個(gè)體受鄰體干擾就越強(qiáng)，林相也就越參差不齊，個(gè)體分化強(qiáng)烈。間伐林分中的病弱株和雜木，控制林分密度，并控制群落內(nèi)個(gè)體的鄰體個(gè)數(shù)，限制鄰體干擾效應(yīng)，以減小個(gè)體間的負(fù)效應(yīng)，促進(jìn)林分良好生長，就可以獲得群落林分整體效益的最大化[7，8]。通過本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在表示群落個(gè)體競爭的因子中，Iw、基株與鄰體間距離、密度和優(yōu)勢度是比較適宜的因子。隨著林帶的植物群落不斷生長將會(huì)出現(xiàn)的植物生長空間適宜大小、群落植株的空間競爭等問題，試用上述公式對(duì)植物生長空間的最適宜范圍、鄰體干擾程度等進(jìn)行量化，選出各類植物群落中鄰體間的較適宜的生長空間，并與群落中單位面積株數(shù)值與群落冠幅總面積等密度因子結(jié)合，就可以對(duì)今后外環(huán)林帶的維護(hù)管理很重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李景文.森林生態(tài)學(xué)[M].2版.北京：中國林業(yè)出版社，2001：61～63.

[2]劉永平，藺雨陽.小隴山林區(qū)華山松在微環(huán)境變化下的鄰體干擾特征比較研究[J].甘肅林業(yè)科技，2010，35（3）：31～34.

[3]雷瑞德，黨坤良，張碩新，等.人工林鄰體干擾模型的探討及與林木生長的關(guān)系[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，1996，11 （增）：86～91.

[4]陽小成.榿柏混交林種間競爭關(guān)系的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（15）：8244～8246.

[5]宋丁全，蔣志林，鄭作孟，等.光皮樺群落鄰體干擾指數(shù)的研究[J].生態(tài)學(xué)雜志，2002，21（3）：15～17.

[6]張大勇，趙松嶺，張鵬云，等.青杄林恢復(fù)演替過程中的鄰體競爭效應(yīng)及鄰體干擾指數(shù)的改進(jìn)模型[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，1989，9（1）：53～58.

[7]段仁燕.太白紅杉鄰體干擾與競爭特性的研究[D].西安：陜西師范大學(xué)，2005.

[8]洪 偉，吳承禎，藍(lán) 斌，等.鄰體干擾指數(shù)通用模型及其應(yīng)用[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，1997，21（2）：149～154.