楊紹清，李 江，楊 淞，李 珂，常 春，鐘伶俐，李 葵，王耀輝，羅 梅，趙紫平，曾掌權(quán)

(1.通道侗族自治縣萬佛山鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，湖南 通道 418500； 2.懷化市林業(yè)科學(xué)研究所，湖南 懷化 418000； 3.湘西土家族苗族自治州林業(yè)勘測設(shè)計(jì)院，湖南 吉首 416000； 4.湖南省林業(yè)科學(xué)院湖南衡山森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測研究站，湖南 長沙 410004)

翅莢木(Zeniainsignis)為豆科(Fabaceae)任豆屬(Zenia)落葉闊葉大喬木[1-2]，分布于亞洲熱帶亞熱帶區(qū)域[3]，在我國分布于南方多省[4-6]。翅莢木是單種屬植物[7]，原屬國家二級保護(hù)野生植物[8]，因其木材材質(zhì)優(yōu)良，適合我國南方林業(yè)的發(fā)展[9]。翅莢木在湘南、湘西等地的山谷水邊有零星分布，呈群落分布的僅見于通道侗族自治縣(以下簡稱通道縣)萬佛山鎮(zhèn)溪上村的龍底。研究龍底的植物區(qū)系組成及翅莢木群落的結(jié)構(gòu)特征，有利于掌握翅莢木群落的生長特性，為指導(dǎo)翅莢木的生產(chǎn)提供參考。

1 研究區(qū)概況

通道縣萬佛山鎮(zhèn)溪上村龍底位于湖南省懷化市通道縣東北部，與綏寧縣黃桑自然保護(hù)區(qū)交界，其地理坐標(biāo)為109°42′E、25°55′N，屬渠水上游地區(qū)。龍底屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，年均氣溫16 ℃，年降水量1 500 mm，降水主要集中在4—8月。土壤為砂質(zhì)頁巖和板巖發(fā)育的地帶性山地紅壤、紅黃壤，土層厚度40～80 cm，有機(jī)質(zhì)含量高。

2 研究方法

2.1 樣地調(diào)查

翅莢木群落主要分布于通道縣萬佛山鎮(zhèn)溪上村龍底的山谷中，海拔500～600 m。在有翅莢木分布的林內(nèi)建設(shè)3個(gè)20 m×20 m的樣地，每個(gè)樣地400 m2，在樣地內(nèi)進(jìn)行調(diào)查。對樣地內(nèi)喬木層每株樹的樹高、枝下高、胸徑、冠幅、生長情況等進(jìn)行觀察與實(shí)測。在每個(gè)樣地的四角和中央設(shè)置5個(gè)4m×4 m的樣方，采用樣方法對其灌木層進(jìn)行調(diào)查，測定每個(gè)樹種的樹高、地徑、蓋度、株數(shù)、生長勢等因子。在每個(gè)灌木層樣方中設(shè)置4個(gè)1 m×1 m的小樣方，采用樣方法進(jìn)行草本層調(diào)查，測定每種植物的高度、鮮重、蓋度、生長勢等因子。

2.2 指標(biāo)計(jì)算

在現(xiàn)場鑒定的基礎(chǔ)上，結(jié)合已有資料[10-14]及歷史調(diào)查資料對龍底的植物區(qū)系組成進(jìn)行分析，獲得翅莢木群落的多樣性指數(shù)特征，得出物種的分布規(guī)律。

2.2.1 重要值計(jì)算[15]

喬木層物種重要值=(相對密度+相對頻度+相對顯著度)/3

(1)

灌木層(草本層)物種重要值=(相對密度+相對頻度+相對蓋度)/3

(2)

2.2.2 多樣性指數(shù)計(jì)算[16]

采用α多樣性測度的方法，分別計(jì)算群落各層的物種豐富度(R)、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)(D)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)和Pielou均勻度指數(shù)(J)。計(jì)算公式為：

R=S

(3)

(4)

H′=∑PilnPi

(5)

J=H′/lnS

(6)

式(3)～(6)中：Pi是物種i的相對重要值，S為樣方內(nèi)所有物種總數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 龍底植物區(qū)系組成

通過野外實(shí)地調(diào)查以及查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)龍底共有維管植物114種，隸屬56科88屬(表1)。其中，蕨類植物有5科6屬6種；裸子植物有1科2屬3種，與黃文新[14]發(fā)表的通道縣植物數(shù)據(jù)比較，分別占通道縣裸子植物的12.50%、15.38%、15.79%，裸子植物科所占的比例非常小，各科的屬、種數(shù)亦較少；被子植物有50科80屬105種，分別占通道縣被子植物的30.30%、11.40%、6.14%。

表1 龍底維管植物的科屬種數(shù)量Tab.1 The number of families,genera and species of vascular plants in Longdi區(qū)域裸子植物被子植物蕨類植物科屬種科屬種科屬種龍底1235080105566通道縣[14]813191657021 709龍底占通道縣的比例/%12.5015.3815.7930.3011.406.14 注: 現(xiàn)未見通道縣蕨類植物種類數(shù)據(jù)的報(bào)道,故未列出。

根據(jù)科內(nèi)種數(shù)量的多少，將科劃分為4個(gè)等級：只含1種的科為單種科，含2種的科為小科，含3～4種的科為中等科，含5～9 種的科為大科(表 2)。表2結(jié)果顯示：龍底單種科植物有34科，占龍底維管植物總科數(shù)的60.71%，科數(shù)在維管束植物區(qū)系中占有絕對優(yōu)勢，卻只含38.64%的屬和29.82%的種；大科包括薔薇科、樟科、殼斗科、木蘭科、桑科和豆科，雖然僅占總科數(shù)的10.71%，卻擁有26.14%的屬和34.21%的種，是龍底重要的科，尤其是樟科與殼斗科，為龍底地帶性植被的建群科。按屬數(shù)的多少排序，屬數(shù)量最多的科是薔薇科，共8屬；其次是豆科，共6屬；第三是殼斗科，共4屬；其他的科有1～3屬不等。

表2 龍底維管植物科等級劃分Tab.2 Classification of families of vascular plants in Longdi科的等級科名屬數(shù)種數(shù)薔薇科(Rosaceae)89樟科(Lauraceae)28大科豆科(Fabaceae)67殼斗科(Fagaceae)45木蘭科(Magnoliaceae)25?？?Moraceae)15大戟科(Euphorbiaceae)34五加科(Araliaceae)33百合科(Liliaceae)33中等科紫金牛科(Myrsinaceae)23安息香科(Styracaceae)33忍冬科(Caprifoliaceae)23松科(Pinaceae)23獼猴桃科(Actinidiaceae)13金縷梅科(Hamamelidaceae)22山茶科(Theaceae)22禾本科(Poaceae)22小科鱗毛蕨科(Dryopteridaceae)22冬青科(Aquifoliaceae)12山礬科(Symplocaceae)12柿科(Ebenaceae)12山茱萸科(Cornaceae)12單種科 禾本科(Poaceae)等①3434合計(jì)88114 ① 因單種科數(shù)量較多,有34科,科名未單獨(dú)列出。

植物種類最豐富的屬是?？频拈艑?Ficus)，有5個(gè)種，這與龍底接近華南植物區(qū)有關(guān)；其次是樟科的樟屬(Cinnamomum)、潤楠屬(Machilus)和木蘭科的含笑屬(Michelia)，都是4個(gè)種；第三為獼猴桃科的獼猴桃屬(Actinidia)，有3個(gè)種；這5個(gè)屬共有20個(gè)種，其他的屬物種數(shù)有1～2個(gè)不等。

3.2 維管植物科和屬的地理分布

根據(jù)吳征鎰等[17-18]關(guān)于科分布區(qū)類型劃分原則，龍底維管植物56科劃分為10個(gè)分布區(qū)類型，88屬劃分為12個(gè)分布區(qū)類型和1個(gè)變型(表3)。從表3可知：世界廣布、泛熱帶和北溫帶分布區(qū)類型的科數(shù)較多，在10科以上。熱帶分布型的科數(shù)有26科，占總科數(shù)的46.43%，顯著多于溫帶分布型的15科，表明處于中亞熱帶的龍底植物區(qū)系具有較強(qiáng)的熱帶親緣性。熱帶分布型(2～7型)的屬共39屬，占總屬數(shù)的44.32%；溫帶分布型(8～15型)的屬共43屬，占總屬數(shù)的48.86%。從區(qū)系性質(zhì)來看，龍底植物區(qū)系的溫帶屬性占優(yōu)勢，具有較強(qiáng)的溫帶性質(zhì)；從其地理位置與各成分比重來看，龍底歸屬于華中植物區(qū)，表現(xiàn)出亞熱帶植物區(qū)系特征，具有從熱帶亞熱帶過渡到溫帶的性質(zhì)[19]。

表3 龍底維管植物科屬的地理分布區(qū)類型Tab.3 Geographical distribution of families and genera of vascular plants in Longdi分布區(qū)類型(變型)科數(shù)科數(shù)占比/%屬數(shù)屬數(shù)占比/%1.廣布1526.7966.822.泛熱帶1425.001618.183.東亞(熱帶、亞熱帶)及熱帶南美間斷712.5055.684.舊世界熱帶22.275.熱帶亞洲至熱帶大洋洲23.5744.556.熱帶亞洲至熱帶非洲11.7911.147.熱帶亞洲23.571112.508.北溫帶1221.432022.739.東亞及北美間斷11.7977.9512.地中海區(qū)、西亞至中亞11.1414.東亞11.7966.8214—2(14SJ).中國—日本44.5515.中國特有11.7955.68

3.3 翅莢木群落層次結(jié)構(gòu)特征

翅莢木群落有明顯的喬木層、灌木層和草本層，各層特征見表4、表5、表6。喬木層共有樹種22種。翅莢木的重要值最大，達(dá)到45.80%，是群落的建群種，在群落中占有顯著優(yōu)勢。主要的伴生種有羅浮錐、黔桂潤楠、青岡，其重要值均達(dá)

表4 翅莢木群落喬木層特征Tab.4 Characteristics of tree layer of Zenia insignis community序號物種分層平均樹高/m最大樹高/m相對顯著度/%相對多度/%相對頻度/%重要值/%1翅莢木(Zenia insignis)Ⅰ、Ⅱ17.135.151.6842.6143.1145.802羅浮錐(Castanopsis faberi)Ⅰ、Ⅱ9.314.111.6510.926.679.753黔桂潤楠(Machilus chienkweiensis)Ⅰ、Ⅱ15.520.25.969.106.447.174青岡(Cyclobalanopsis glauca)Ⅱ15.218.34.996.673.335.005錐栗(Castanea henryi)Ⅰ、Ⅱ20.124.46.851.822.783.826楓香樹(Liquidambar formosana)Ⅰ、Ⅱ14.523.21.564.523.163.087紫彈樹(Celtis biondii)Ⅱ16.316.32.193.333.192.908金葉含笑(Michelia foveolata)Ⅱ15.115.11.803.333.142.769刺楸(Kalopanax septemlobus)Ⅰ、Ⅱ16.620.22.921.823.072.6010沉水樟(Cinnamomum micranthum)Ⅰ、Ⅱ13.222.31.082.703.142.3111光皮梾木(Cornus wilsoniana)Ⅰ、Ⅱ17.520.10.982.422.742.0512化香樹(Platycarya strobilacea)Ⅰ、Ⅱ9.211.21.171.403.331.9713云山青岡(Cyclobalanopsis sessilifo-lia)Ⅰ、Ⅱ16.118.50.771.822.581.7214虎皮楠(Daphniphyllum oldhamii)Ⅱ5.25.10.041.822.781.5515樟(Cinnamomum camphroa)Ⅰ、Ⅱ14.314.31.990.281.941.4016石灰花楸(Sorbus folgneri)Ⅰ、Ⅱ8.210.50.701.402.101.4017油桐(Vernicia fordii)Ⅰ、Ⅱ8.311.20.980.841.821.2118楊梅(Morella rubra)Ⅱ5.56.11.010.561.571.0519野漆(Toxicodendron succedaneum)Ⅱ5.86.20.191.121.310.8720山櫻桃(Prunus serrulata)Ⅱ8.19.10.510.841.000.7821山雞椒(Litsea cubeba)Ⅱ9.19.20.590.280.540.4722野柿(Diospyros kaki var. silvestris)Ⅱ6.26.30.410.410.350.39

表5 翅莢木群落灌木層特征Tab.5 Characteristics of shrub layer of Zenia insignis community序號物種平均高度/m相對蓋度/%相對密度/%相對頻度/%重要值/%1檵木(Loropetalum chinense)1.520.8216.4721.8519.712杜莖山(Maesa japonica)1.819.7718.5320.4919.603油茶(Camellia oleifera)2.119.5116.4415.9617.304篌竹(Phyllostachys nidularia)1.611.8213.1112.9212.625箬竹(Indocalamus tessellatus)1.712.7013.1411.0812.316粗糠柴(Mallotus philippensis)1.61.884.786.854.507尖葉毛柃(Eurya acuminatissima)1.64.523.162.563.418石楠(Photinia serrulata)1.62.423.741.982.719鼠刺(Itea chinensis)1.41.643.331.512.1610菝葜(Smilax china)0.51.822.581.772.0611百兩金(Ardisia crispa)0.31.822.781.041.8812朱砂根(Ardisia crenata)0.51.281.941.991.74

表6 翅莢木群落草本層特征Tab.6 Characteristics of herb layer of Zenia insignis community序號物種平均高度/cm相對蓋度/%相對密度/%相對頻度/%重要值/%1褐穗莎草(Cyperus fuscus)20.115.8216.5818.7717.062麥冬(Liriope spicata)20.315.2015.1314.7215.023鐮羽貫眾(Cytromium balansae)20.511.8213.1112.9212.624小花鳶尾(Iris speculatrix)10.212.7013.1411.0812.315狗脊(Woodwardia japonica)20.411.2811.9411.9911.746黑鱗耳蕨(Polystichum makinoi)50.24.884.786.855.507吉祥草(Reineckea carnea)10.14.825.785.045.218江南卷柏(Selaginella moellendorffii)15.24.425.741.984.059土牛膝(Achyranthes aspera)10.34.523.162.563.4110蕨(Pteridium aquilinum var. latiusculum)30.53.153.213.413.2611槲蕨(Drynaria roosii)40.64.643.331.513.1612虎耳草(Saxifraga stolonifera)10.33.241.763.652.8813石韋(Pyrrosia lingua)10.22.151.183.962.4314螞蝗七(Chirita fimbrisepala)15.11.361.161.561.36

到或超過5%，其他樹種重要值在5%以下，呈散生狀態(tài)，表明翅莢木群落比較穩(wěn)定。喬木層分為Ⅰ、Ⅱ亞層，Ⅰ亞層為喬上層，由翅莢木、錐栗、楓香樹、沉水樟、黔桂潤楠、光皮梾木、云山青岡等組成；Ⅱ亞層為喬下層，主要由翅莢木、錐栗、沉水樟、黔桂潤楠、刺楸、云山青岡、虎皮楠、青岡、楓香樹等組成。

灌木層物種數(shù)比喬木層的少，共12種。檵木、杜莖山、油茶、篌竹、箬竹等5個(gè)物種是灌木層中的優(yōu)勢物種，重要值均在10%以上。其他灌木物種包括粗糠柴、朱砂根等，其重要值均在5%以下。

草本層物種數(shù)為14種。草本層主要由褐穗莎草、麥冬、鐮羽貫眾、小花鳶尾、狗脊等組成，這5個(gè)物種的重要值均在10%以上。其他物種包括黑鱗耳蕨、槲蕨、江南卷柏、吉祥草等，其重要值均在10%以下。

3.4 翅莢木群落各層次物種多樣性分析

從圖1可以看出，翅莢木群落中，喬木層的物種豐富度(R)最高，達(dá)22；其次是草本層，為14；灌木層的物種豐富度最低，為12。草本植物的Simpson優(yōu)勢度指數(shù)(D)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)、Pielou均勻度指數(shù)(J)均最高，分別為0.89、2.39、0.90，表明翅莢木群落草本層各物種之間競爭關(guān)系不明顯，分布較均勻。喬木層物種豐富度最高，故Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)比灌木層高，而Pielou均勻度指數(shù)(J)和Simpson優(yōu)勢度指數(shù)(D)較灌木層低。

圖1 翅莢木群落各層物種多樣性Fig.1 Species diversity of each layer of Zenia insignis community

4 結(jié)論與討論

翅莢木群落所在地通道縣屬于華南與華中等多種區(qū)系成分的聚集與過渡區(qū)，該區(qū)內(nèi)群落區(qū)系既有較多華南成分，也分布著典型的華中成分；因此，植物種類豐富，區(qū)系成分復(fù)雜，在湖南省內(nèi)特征鮮明。

龍底共有維管植物114種，隸屬于56科88屬；56科劃分為10個(gè)類型，88屬劃分為12個(gè)類型和1個(gè)變型；科的分布區(qū)類型主要為熱帶分布，屬的分布區(qū)類型主要為溫帶分布和熱帶分布。翅莢木群落喬木層物種豐富度最高，喬木層中翅莢木是群落的建群種，在群落中占有顯著優(yōu)勢；草本植物的Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Pielou均勻度指數(shù)、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)均最高。

翅莢木群落中，喬上層的翅莢木、錐栗、楓香樹、沉水樟、黔桂潤楠、刺楸、光皮梾木、云山青岡均為成熟正常種群，各種年齡段的種群基本呈金字塔形，處于相對穩(wěn)定階段；喬下層的錐栗、沉水樟、虎皮楠、光皮梾木、青岡、黔桂潤楠也為旺盛正常種群，處于相對穩(wěn)定發(fā)展階段。在灌木層樣方調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，樣方中存在大量翅莢木幼樹幼苗，可助其成為群落的優(yōu)勢種并向順向演替方向發(fā)展。今后將進(jìn)一步研究群落內(nèi)各樹種個(gè)體的年齡分布與徑級分布特征，為更好地獲得翅莢木群落的結(jié)構(gòu)特征和發(fā)展演替方向打下良好基礎(chǔ)。

翅莢木原屬國家二級保護(hù)植物，在湘南、湘西等地山谷水邊有零星分布，呈群落分布的僅見于通道縣龍底，是湖南省森林植物群落的新分布。在龍底保存著翅莢木結(jié)構(gòu)完整的森林植物群落類型，反映出當(dāng)?shù)厣稚鷳B(tài)系統(tǒng)的特有性和復(fù)雜性，加上這里特殊的地理位置和植物區(qū)系，表現(xiàn)出對翅莢木進(jìn)行保護(hù)的價(jià)值與意義。翅莢木是一種速生植物，適應(yīng)性較強(qiáng)，可作為營造薪炭林的重要樹種。政府相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)對翅莢木群落的保護(hù)，防止伐樹采種等破壞性采種行為，保持和促進(jìn)翅莢木的天然更新。