李成宏，高 純，王梅芳，周 波，周梅妹，孫 華，苑景淇，蘭雪涵，杜鳳國,3*

(1.北華大學 林學院，吉林 吉林132013； 2. 長白縣林業(yè)局，吉林 白山 134400；3. 長白山特色森林資源保育與高效利用國家林業(yè)局重點實驗室，吉林 吉林 132013)

鉆天柳(Choseniaarbutifolia(Pall.) A.Skv.)又名朝鮮柳、順河柳、紅毛柳、紅梢柳、化妝柳，為楊柳科(Salicaceae)、鉆天柳屬(ChoseniaNakai)的高大落葉喬木，樹干通直，材質(zhì)輕軟，適合造紙、生產(chǎn)箱板等。主要分布于大小興安嶺、遼東山區(qū)和長白山林區(qū)海拔較高的河流兩岸，在俄羅斯遠東地區(qū)、朝鮮和日本亦有分布，是優(yōu)良的護岸先鋒樹種，國家二級重點野生保護植物，吉林省一級保護植物，漸危種[1-2]。近年來，人類過度砍伐利用和生態(tài)環(huán)境變化，已使天然分布的鉆天柳種群瀕臨滅絕。目前，關于鉆天柳的研究主要集中在種群空間分布及競爭[2]、林木生長規(guī)律[3]、繁育與栽培技術[4-9]等方面，而對群落物種組成及多樣性等方面的量化研究未見報道?；诖?，本研究對長白朝鮮族自治縣望天鵝風景區(qū)內(nèi)天然分布的鉆天柳群落進行了生態(tài)調(diào)查，并對群落物種組成及多樣性進行了分析，以期為珍稀瀕危物種的科學保育提供理論依據(jù)。

1 研究地自然概況

研究地位于吉林省白山市長白朝鮮族自治縣十五道溝望天鵝風景區(qū)，鉆天柳群落的地理位置為41°40′43″ N，127°54′33″ E。望天鵝風景區(qū)地處中緯度，地勢偏高，屬于溫帶大陸性季風氣候，冬寒夏暖、四季分明，年平均氣溫3.1～3.7℃，年降水量600～700 mm，無霜期115～125 d[10]。鉆天柳主要生長在河流兩岸及山谷中，沿河流與春榆(Ulmusdavidianavar.japonica(Rehd.) Nakai)、紅皮云杉(PiceakoraiensisNakai)和臭冷杉(Abiesnephrolepis(Trautv.) Maxim.)等形成帶狀分布的針闊混交林，或零星分布生長。同時該風景區(qū)內(nèi)還分布生長著朝鮮崖柏(ThujakoraiensisNakai)、東北紅豆杉(TaxuscuspidataSieb.et Zucc.)和刺參(OplopanaxelatusNakai)等珍稀瀕危保護植物。

2 研究方法

2.1 野外調(diào)查方法

2019年8月對生長在河流兩岸的鉆天柳群落進行野外實地調(diào)查。樣地設置采用典型取樣法，在鉆天柳分布較為集中的區(qū)域連續(xù)布設3塊20 m×25 m樣地，面積共計1500 m2。調(diào)查時在樣地中每隔5 m拉線，將樣地劃分為20個整齊標準的25 m2小樣方，共計60個。對樣方內(nèi)高度0.2 m以上的木本植物進行調(diào)查測量，主要包括植物種類、高度、胸徑(胸徑1 cm以下的木本植物測量其地徑)、枝下高和冠幅，同時對其在樣地內(nèi)的相對位置坐標進行標注。草本植物的調(diào)查采用機械布點法布設6個1 m×1 m的樣方，調(diào)查樣方內(nèi)植物種類、高度、數(shù)量和蓋度等。

2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

2.2.1 植物種在群落中地位分析

重要值是用來表示某個物種在群落中的地位和作用的綜合評價指標，計算公式為：重要值=(相對頻度+相對多度+相對優(yōu)勢度)/3×100%。其中，相對頻度是某一物種出現(xiàn)的樣方數(shù)占總樣方數(shù)的比值；相對多度是某一物種個體數(shù)量總和與所有物種個體數(shù)量總和的比值；木本植物的相對優(yōu)勢度為某物種所有個體胸高斷面積之和與所有物種個體胸高斷面積總和的比值；草本植物的相對優(yōu)勢度為某物種的蓋度與所有物種蓋度總和的比值[11]。

2.2.2 物種多樣性分析

運用WPS 2019軟件分別對鉆天柳群落喬木層、灌木層和草本層的物種多樣性進行計算，其中喬木層為高度3 m以上的木本植物，灌木層為高度0.2-3 m之間的木本植物。具體指標的選擇與計算公式如下[12]：

(1)Margalef豐富度指數(shù)DM=(S-1)/lnN；

(2)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H′=-∑PilnP；

(3)Pielou均勻度指數(shù)E=H′/lnS；

(4)Simpson優(yōu)勢度指數(shù)DS=1-∑Pi2.

上述公式中S為物種豐富度；N為個體數(shù)；Pi為每個物種所占的比例。

3 結果與分析

3.1 鉆天柳群落物種組成

種類組成是植物群落最基本的特征之一，是群落組成的基礎[13]。通過野外調(diào)查可知，鉆天柳群落共有維管束植物28科44屬50種。其中有蕨類植物1科1屬2種；裸子植物1科2屬2種；被子植物26科41屬46種。

從科、屬所含物種數(shù)的統(tǒng)計分析可知(表1)，望天鵝風景區(qū)鉆天柳群落中物種數(shù)超過2種的優(yōu)勢科有6個，占總科數(shù)的21.43%；含單種的科共有16個，占總科數(shù)的57.14%。物種數(shù)多于1種的屬有5個，占總屬數(shù)的11.36%；含單種的屬共有39個，占總屬數(shù)的88.64%。

3.2 鉆天柳群落物種重要值

通過統(tǒng)計分析可知，喬木層共有植物6種，占總物種數(shù)的12%，其中鉆天柳為建群種，重要值為47.20%(見表2)。灌木層共有植物4種，占總物種數(shù)的8%，其中主要的優(yōu)勢種為臭冷杉和紅皮云杉，重要值分別為50.98%和23.49%(見表3)。草本層物種較為豐富，共有植物42種，占總物種數(shù)的84%(見表4)。鉆天柳群落草本層物種較為豐富，喬木層和灌木層物種較稀少，群落物種組成總體較為單一。

表2 鉆天柳群落喬木層植物重要值

表3 鉆天柳群落灌木層植物重要值

表4 鉆天柳群落草本層植物重要值

續(xù)表4 鉆天柳群落草本層植物重要值

3.3 鉆天柳群落物種多樣性

物種多樣性是生物多樣性的重要組成部分[14]。通過統(tǒng)計分析可知(見表5)，鉆天柳群落中各層次物種Margalef豐富度指數(shù)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)均表現(xiàn)為草本層>喬木層>灌木層；Pielou均勻度指數(shù)為喬木層>灌木層>草本層；Simpson優(yōu)勢度指數(shù)為喬木層>草本層>灌木層。表明鉆天柳群落中草本層植物種類最多，較為豐富多樣，生長較為聚集；喬木層植物種類次之，灌木層植物種類最為稀少；喬木層植物分布更加均勻；群落物種組成總體較為單一。

表5 鉆天柳群落喬木、灌木和草本層物種多樣性

4 結論與討論

通過野外生態(tài)調(diào)查，鉆天柳群落共有維管束植物28科44屬50種。其中有蕨類植物1科1屬2種，裸子植物1科2屬2種，被子植物26科41屬46種。鉆天柳在喬木層中占據(jù)優(yōu)勢地位，是群落的建群種；灌木層中臭冷杉和紅皮云杉幼樹數(shù)量較多，分布較廣，屬于優(yōu)勢種；草本層優(yōu)勢種是透莖冷水花，其次為東北羊角芹、蕁麻葉龍頭草、鵝腸菜和短柄野芝麻，其它草本植物數(shù)量和分布均較少。草本植物樣方調(diào)查中僅有1株鉆天柳幼苗，灌木層未有鉆天柳幼樹，表明此群落中鉆天柳更新困難，屬于衰退型種群。

鉆天柳群落中喬木層樹種共有6種，灌木層4種，草本層42種。Margalef豐富度指數(shù)和Shannon-Wiener多樣性指數(shù)均表現(xiàn)為草本層>喬木層>灌木層；Pielou均勻度指數(shù)為喬木層>灌木層>草本層；Simpson優(yōu)勢度指數(shù)為喬木層>草本層>灌木層。表明鉆天柳群落中草本層植物種類最多，喬木層次之，灌木層最為稀少；但喬木層植物分布更加均勻，草本層較為聚集。群落中沒有層間植物，物種組成總體較為單一，抵抗外來干擾能力弱，群落穩(wěn)定性較差。建議在鉆天柳集中分布地建立“瀕危植物鉆天柳原地保護示范區(qū)”，嚴禁亂砍濫伐，減少人為干擾，同時進一步開展鉆天柳瀕危機制及保育對策的研究。