賈薪玉 溫偉良 張方友 韋美滿 袁 丹 余圣斌
(1廣東清新白灣省級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理處,廣東清新 511800;2清遠(yuǎn)市清城區(qū)人力資源和社會(huì)保障局,廣東清遠(yuǎn) 511500)
清新白灣自然保護(hù)區(qū)是廣東省石灰?guī)r山地植被演替和生態(tài)環(huán)境恢復(fù)的重要基地,是石灰?guī)r森林生態(tài)系統(tǒng)的典型代表,具有較高的保護(hù)價(jià)值[1]。但是石灰?guī)r的生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱,一旦被破壞,就很難恢復(fù)[2]。石灰?guī)r的風(fēng)化成土速率十分緩慢,多數(shù)石灰性土壤植被稀少,特別在人為活動(dòng)頻繁地區(qū),天然植被破壞嚴(yán)重,封山育林的自然植被恢復(fù)時(shí)間很長(zhǎng),森林培育的難度極高[3]。因此,研究石灰?guī)r地區(qū)的植物組成及多樣性,對(duì)保護(hù)石灰?guī)r生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義。
在生物多樣性中,植物多樣性是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ),是森林植被恢復(fù)重建的指導(dǎo)性理論。其中,群落植物物種多樣性是研究群落結(jié)構(gòu)和功能的重要指標(biāo)。研究植物群落的物種多樣性,對(duì)深入了解群落的組成、結(jié)構(gòu)、功能、演替動(dòng)態(tài)和群落的穩(wěn)定性具有重要意義[4]。本研究對(duì)植被多樣性的分析將為清新白灣自然保護(hù)區(qū)的植被保護(hù)和科研工作的開展提供科學(xué)依據(jù)。
1.1 研究地概況 研究區(qū)位于廣東省清遠(yuǎn)市清新白灣自然保護(hù)區(qū),保護(hù)區(qū)位于廣東省中部偏北區(qū)域,處在清新區(qū)北部。保護(hù)區(qū)的西北部與陽(yáng)山縣接壤,東北部與英德市相連,南部為石潭鎮(zhèn)。地理坐標(biāo)為東經(jīng)E112°41′~112°48′,N24°12′~24°18′,總面積為7219.1hm2。保護(hù)區(qū)內(nèi)以峰林、洼地等石灰?guī)r地貌最為發(fā)育,為典型的巖溶地貌,亦稱喀斯特地貌。氣候特征主要表現(xiàn)為:光熱充足,雨量豐沛,雨熱同季,夏季炎熱高溫多雨,冬季霜凍寒潮較多,強(qiáng)對(duì)流天氣較頻繁。多年平均氣溫為20.2℃,平均降水量為1800~2000mm[1]。
1.2 研究方法 根據(jù)《自然保護(hù)區(qū)生物多樣性調(diào)查與監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范(維管植物部分)》,2015年12月中下旬,在清新白灣自然保護(hù)區(qū)內(nèi)(位于清新區(qū)石潭鎮(zhèn)北安村,E112°47′43″,N24°16′13″)設(shè)置1200㎡固定樣地,采用10m×10m網(wǎng)格法進(jìn)行樣方調(diào)查。記錄每個(gè)樣方內(nèi)的所有喬木(胸徑DHB≥1cm)、能測(cè)量胸徑的直立灌木、木質(zhì)藤本等木本植物(簡(jiǎn)稱“喬木層”)的種名、胸徑、樹高等。另外,在每個(gè)樣方中設(shè)置2m×2m的小樣方1個(gè),調(diào)查胸徑1cm以下的小喬木、不能測(cè)量胸徑的叢狀灌木、木質(zhì)藤本和草質(zhì)藤本與草本植物(簡(jiǎn)稱下木草本層,下木草本層劃分為灌木層和草本層)。
1.3 重要值計(jì)算 參照李俊清[5]的方法計(jì)算群落各層的重要值。計(jì)算公式如下:
喬木層重要值(IV)=相對(duì)多度(RA)+相對(duì)頻度(RF)+相對(duì)顯著度(RD);
灌木層重要值(IV)=相對(duì)多度(RA)+相對(duì)頻度(RF);
草本層重要值(IV)=相對(duì)蓋度(RC)+相對(duì)頻度(RF)
其中,相對(duì)多度(RA)=(某一物種個(gè)體數(shù)/全部物種個(gè)體數(shù))×100;相對(duì)頻度(RF)=(某一物種的頻度/所有物種的頻度總和)×100;相對(duì)顯著度(RD)=(某個(gè)樹種的胸高斷面積/全部樹種的總胸高斷面積)×100;相對(duì)蓋度(RC)=(某個(gè)物種的蓋度/所有物種的總蓋度)×100。
1.4 多樣性和均勻度指數(shù)計(jì)算 采用Margale豐富度指數(shù)[6]、Simpson優(yōu)勢(shì)度指數(shù)[6]、Shannon-Wiener指數(shù)[7]和Pielou均勻度指數(shù)[8]來(lái)分析林下植被的結(jié)構(gòu)。計(jì)算公式如下:
式中,N為所有種的個(gè)體總數(shù),S為物種數(shù)目,Pi為物種i的個(gè)體數(shù)占群落中全部個(gè)體數(shù)的比例,ni為第i種的個(gè)體數(shù)。
2.1 植物種類組成 據(jù)1200㎡固定樣地調(diào)查統(tǒng)計(jì),維管束植物共57種,隸屬于41科50屬,其中蕨類植物7科7屬7種;被子植物50種,隸屬于34科43屬;依恩格勒系統(tǒng),被子植物可劃分為單子葉植物和雙子葉植物,分別有5科5屬7種和29科38屬43種(表1)。
表1 清新白灣自然保護(hù)區(qū)石灰?guī)r地區(qū)維管植物統(tǒng)計(jì)
2.2 不同層次優(yōu)勢(shì)種分析
2.2.1 喬木層優(yōu)勢(shì)種 在調(diào)查樣地中,共記錄喬木層樹種31個(gè),重要值排在前10位的見表2,均大于8%。其中,香葉樹的重要值最大,達(dá)到128.18%,其相對(duì)密度、相對(duì)頻度和相對(duì)顯著度均較高,說(shuō)明香葉樹在群落中占絕對(duì)的優(yōu)勢(shì),起建群種的作用。另外,對(duì)葉榕的重要值排第2,但其相對(duì)顯著度不高,反映該種數(shù)量較豐富但個(gè)體直徑較小。大管、印度雞血藤和八角楓都有較高的重要值。此外,棠梨的重要值是9.04%,相對(duì)密度和相對(duì)頻度比較低,但是相對(duì)顯著度達(dá)到6.97%,說(shuō)明該種在群落中的優(yōu)勢(shì)度不明顯,但是個(gè)體的直徑較大。
表2 清新白灣自然保護(hù)區(qū)石灰?guī)r地區(qū)喬木層優(yōu)勢(shì)種及其重要值
物種 相對(duì)密度相對(duì)頻度相對(duì)顯著度 重要值舶梨榕Ficus pyriformis Hook.et Arn.山檨葉泡花樹Meliosma thorelii Lecomte 2.2240.046.26 2.222.670.895.78
2.2.2 灌木層優(yōu)勢(shì)種 在調(diào)查樣方中,灌木層重要值排名前10位的優(yōu)勢(shì)種見表3。其中,對(duì)葉榕的重要值最大,胡頹子次之。香葉樹分布也較多,另外舶梨榕、牛耳楓、小蠟、簕欓花椒、石巖楓和苧麻的相對(duì)多度、相對(duì)頻度和重要值一樣,說(shuō)明他們?cè)谌郝渲械呢S富度和重要性一樣。
表3 清新白灣自然保護(hù)區(qū)石灰?guī)r地區(qū)灌木層優(yōu)勢(shì)種重要值
2.2.3 草本層優(yōu)勢(shì)種重要值 在調(diào)查樣方中,草本層重要值排名前5位的優(yōu)勢(shì)種見表4,依次為蔓生莠竹、山蒟、珍珠茅、漿果苔草和茜草,其均為草本植物。
表4 清新白灣自然保護(hù)區(qū)石灰?guī)r地區(qū)草本層優(yōu)勢(shì)種重要值
2.3 不同層次物種多樣性 物種多樣性分析結(jié)果表明(表5),清新白灣自然保護(hù)區(qū)石灰?guī)r地區(qū)草本層的物種豐富度最大,喬木最小,不同層次的植物豐富度指數(shù)表現(xiàn)出草本層>灌木層>喬木層;Simpson指數(shù)表現(xiàn)出灌木層>喬木層>草本層;Shannon指數(shù)表現(xiàn)出灌木層>喬木層>草本層;均勻度指數(shù)表現(xiàn)出灌木層表現(xiàn)出灌木層>草本層>喬木層。
表5 清新白灣自然保護(hù)區(qū)石灰?guī)r地區(qū)不同層次物種多樣性比較
(1)在調(diào)查樣方中共記錄維管植物41科50屬57種,相比其他保護(hù)區(qū)植物種類較少,一是因?yàn)榇舜握{(diào)查面積??;二是由于石灰?guī)r地區(qū)生態(tài)環(huán)境惡劣,土層淺薄,蓄水保水能力差,地面十分干旱,不利于植物生長(zhǎng),影響了植被多樣性。
(2)喬木層優(yōu)勢(shì)種有香葉樹、對(duì)葉榕、大管、印度雞血藤和八角楓等;灌木層優(yōu)勢(shì)種有對(duì)葉榕、胡頹子、印度雞血藤、香葉樹和舶梨榕等;草本層優(yōu)勢(shì)種為蔓生莠竹、山蒟和珍珠茅等。在喬木層和灌木層的優(yōu)勢(shì)種均出現(xiàn)的植物種類有:香葉樹、對(duì)葉榕、印度雞血藤、胡頹子、牛耳楓、小蠟和舶梨榕,反映了該次生林群落結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定,有持續(xù)更新能力
(3)任豆是華南石灰?guī)r地區(qū)的特有種,為國(guó)家Ⅱ級(jí)重點(diǎn)保護(hù)物種。吳永彬等[9]報(bào)道任豆在粵北石灰?guī)r山地生長(zhǎng)適應(yīng)性強(qiáng),早期生長(zhǎng)快速;敖惠修等[10]報(bào)道任豆適合在石灰土上生長(zhǎng),萌生力強(qiáng),生長(zhǎng)迅速,根系發(fā)達(dá),耐干旱和土壤瘠薄,具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值;任豆野生群落是清新白灣自然保護(hù)區(qū)主要保護(hù)的植物資源之一,但在此次樣方調(diào)查中未發(fā)現(xiàn)有任豆樹或者任豆苗,這說(shuō)明在該保護(hù)區(qū)內(nèi)任豆分布不平衡,造成這種現(xiàn)象的原因還有待研究。