古田山国家自然保护区常绿阔叶林植物物种多样性研究.doc

古田山国家自然保护区常绿阔叶林植物物种多样性研究?134?ChineseAgricultu_ScienceBulletinVo1.21No.32005March古田山国家自然保护区常绿阔叶林植物物种多样性研究胡正华,于明坚2,索福喜(,南京气象学院环境科学系,南京210044;浙江大学生命科学学院,杭州310028)摘要:分析了古田山自然保护区常绿阔叶林植物区系和物种多样性.结果表明:古田山自然保护区常绿问叶林植物种类十分丰富,计有维管束植物64科114属198种(含变种),其中蕨类植物7科8属19种.裸子植物2科2属2种.被子植物55科104属177种.种子植物区系成分复杂,具有较高的热带成分比例.不同群落类型其物种多样性不同,4种常绿阔叶林群落类型中以栲树林物种多样性最高.甜槠一木荷林物种多样性最低.在群落垂直结构中,除钩栗林外,灌木层_+乔木层_+草本层物种多样性依次降低.乔木层与灌木层的物种多样性指数差异不显着.而乔木层,灌木层的物种多样性指数均显着大于草本层.关键词:物种多样性;常绿阔叶林;植物区系;古田山自然保护区ThePlantSpeciesDiversityoftheEvergreenBroad-leavedForestinGutianMountainNationaINatureReserveHuZhenghua.YuMingjian,SuoFuxi(DepcctmentofEnvironmentalSciences,Ni.gInstituteofMeteorology,Nanjing210044;=CollegeofLeeScience,刀l田|gUnivers,Hangzhou310028)Abstract:Thevegetationdataoftheevergreenbroad-.1eavedforestinGutianMountainNatureReserveareuseda8theinformationforanalysesoffloraandspeciesdiversity.Thereare64families.114generaand198species,including7families,8genemand19speciesofperidophyte,2families,2generaand2speciesofgymnosporme,55families,104generaand177speciesofangiospermae.rI1Iefloristicelementsarecomplex.andthetotaloftropicaldistributiontypeamountsto50.94%.nlespeciesdiversityofdifferentcommunitiesaredifferent,itofCasttmopsisforgesiiforestnumbersfirst,anditofCastanopsiseiSchimasuperbaforestisthesmallest.Intheverticalstructureofcommunity,thespeciesdiversityisthehighestonshrublayer,anddecreasesfromshrub,treelayertoherblayer.speciesdiversityindexbetweenthetreelayerandtheshrublayerhasnosignificantdifference,thespeciesrichnessandspeciesdiversityindexofthetreeandshrublayerareobviouslybiggerthanthoseoftheherblayer.Keywords:Speciesdiversity,Evergreenbroad-leavedforest,Flora,GutianMountainNatureReserve常绿阔叶林是中国的两大特色植被之一,也是全球重要的生物多样性中心之一【l】,但由于人类干扰活动的长期破坏,目前中国整个亚热带常绿阔叶林分布面积已不足5%,原生林已几乎丧失殆尽2-41.常绿阔叶林物种多样性保护已成为亚热带地区生物多样性保护与维持的关键措施之一嘲.古田山国家自然保护区地处浙江西部的偏远山区,该保护区保存着面积较大的完好的常绿阔叶林,尤其是海拔800m以下地段以甜槠(Castanopsiseyrei)为优势种的常绿阔叶林,其植被性质在中国中亚热带东部常绿阔叶林中具有典型性和代表性.以往很多常绿阔叶林的研究对象主要是几十年生的次生基金项目:田家自然科学基金(30200034)京信息工程大学科研基金(Y4l0)资助项目.簟一作者篱介:胡正华,男,1973年出生,讲师,在职博士生,主要从事生钧多样性科学研究.通信地址:南京气象学院环境科学系.E-mail:.收疆BM.2005-01-07,修回日期:2005-02-03.中国麈学c量擅第21卷第3期2005年3月?135?林,而象古田山自然保护区这样林龄较大的常绿阔叶林的研究报道极少.笔者分析了古田山自然保护区常绿阔叶林物种区系组成,区系地理和物种多样性.目的在于阐明古田山常绿阔叶林植物物种多样性特点,为亚热带东部地区生物多样性的保护提供基础性研究资料.1自然氟况古田山国家自然保护区位于浙江省开化县境内西北部,与江西省德兴市,婺源县接壤,约位于北纬29o1O19.29o1741.,东经118o0349.7一118ll12.2,面积8107hm2,主峰青尖海拔1258m.年平均温度l5.3,生长期总积温5221.5,年均降雨量1963.7mm,相对湿度为92.4%.古田山母岩以花岗岩为主,土壤pH值在5.56.5之间,呈酸性.2研究方法2.1样地调查采用样方法进行群落学调查.计调查了l7个典型样地.各样地大小均为20m20m,每个样地划分为16个5m5m大小的样方.乔木层逐株调查,记录种名,胸径,高度,冠幅,长势等,灌木层,草本层记录种名,株数,高度,盖度,并记录了层间植物.整个野外调查工作于2001年夏季和2003年夏季完成.2.2数据统计分析2.2.1熏要值的计算乔木层重要值相对密度+相对频度+相对显着度),3;灌木层及草本层重要值=(相对密度+相对频度+相对盖度)/群落物种多样性的测定以个体数为依据测度物种多样性指数往往会导致误差,而重要值则考虑了频度,盖度及生物量等参数,所以许多学者建议采用重要值进行多样性指数的测度【7?s】.笔者即以重要值作为多样性指数的测度依据,采用应用较广泛的几种测度方法:Shannon-Wiener多样性指数H=一PilnPi;Simpson生态优势度指数D=PPielou均匀度指数J=(一PilnPis;以上各式中Pi为种i的相对重要值,s为种i所在样地的物种总数目.在进行不同地区常绿阔叶林物种多样性比较时,采用Gleason多样性指数I=nA【9】,s为物种总数,A为调查面积.3结果与分析3.1植物区系3.1.1区系组成分析群落种属组成和地理成分是认识群落区系特征和生物多样性的首要基础.根据调查资料统计,样地里共出现维管束植物198种(含变裹1古田山自然保护区常绿闲叶林维管束檀物统计种,下同),隶属64科l14属(表1).其中蕨类植物7科8属19种,裸子植物2科2属2种,被子植物55科104属177种(包括双子叶植物51科97属161种,单子叶植物4科7属16种).种类数量大于10个的有樟科(厶聊,14种),蔷薇科Rosaceae,13种),壳斗科(Fagaceae,12种),山茶科(/heaceae,12种)和杜鹃花科ChineseAgnturalScienceBulletinVo1.21No.32005March.136.httpY/(Er/cace砸,l1种),这些科都是中亚热带东部常绿阔叶林的主要组成者.所含属在5个以上的有茜草科(9属),蔷薇科(6属),樟举属),山茶科(5属).区系组成中,42科仅含有12个种,占科总数的65.63%;92属仅含12个种,占属总数的8O.700A.可见古田山自然保护区常绿阔叶林植物科属组成较为分散.3.1.2区系地理根据吴征镒先生关于种子植物属的分布区类型的划分标准嗍,对古田山自然保护区常绿阔叶林种子植物区系地理进行分析(表2).由表2来看,世界广布的属有堇菜属(v/ol,0,悬钩子属l6),苔草属(C,黄芩属(ScZ等4属.北温带分布的属最多,占总属数的17.65%(百分比未包括世界分布的属,下同);其次是泛热带分布;第三是东亚和北美间断分布.中国特有分布的有蜡梅属(由,l0,埘堪),青钱柳属(Crdocaa)和杉属(Cun删等3属,占总属数2.91%.从属的地理成分表2古田山自然保护区常绿阑叶林种子檀物一的分布区类型来看,属热带类型的有54属,占总属数的5O.94%,温带类型的有45属,占总属数的42.45%,热带分布的属多于温带分布的属.可见,古田山自然保护区常绿阔叶林热带,亚热带特征显着,同时温带成分也有相当大的比重.3.2常绿阔叶林群落物种多样性分析3.2.1群落类型与物种多样性根据群落高度将垂直结构分为乔木层,灌木层,草本层三个基本层次.群落各层次的物种多样性见表3.不同群落其物种多样性不同,由乔木层Shannon-Wiener指数来看,物种多样性最高的是以栲树为代表的近沟谷常绿阔叶林,其次以钩栗为代表的沟谷常绿阔叶林,最小的是以甜槠一木荷林.灌木层物种多样性最高的也是以栲树林最高(表3),草本层物种多样性以甜槠一木荷林最小(表3).从甜槠一木荷林的生境来看,群落林冠层稳定,群落中少倒木或林窗,林下光照不良,在表3古田山自然保护区常绿阔叶林群落分层物种多样性物种多样性和物种均匀度都较低.3.2.2群落结构与物种多样性群落组成的树种数量,空阔配置不同,会形成不同的结构格局.其物种平的指标,可以较好地反映群落的结构I.由表3可见,除钩栗林外各群落分层物种多样性都表现为灌木层>乔木层>草本层,表明古田山常绿阔叶林下中国麈学通据第21卷第3期2005年3月.137?拥有较高的物种多样性.灌木层物种多样性显着大于乔木层是由于灌木层中除了有大量灌木树种外,还有许多乔木树种的幼树和幼苗,因此物种多样性较高.但经显着性检验二者无显着性差异(表4),表明群落乔木层与灌木层的物种多样性比较接近.另外,草本层的多样性指数均极显着低于乔木层和灌木层,这是由于常绿阔叶林郁闭度较高,林下光照较弱,草本植物稀疏,种类少,且分布不连续(仅在林缘表4常绿阔叶林分层问物种多样性差异的显着性检验(t一检验)注:,p<0.05,差异显着;料,p<0.01,差异极显着.或林窗下,因光照充足,数量较丰富),导致其物种多样性较低.3.2.3古田山与其他地区常绿阉叶林物种多样性的比较将古田山常绿阔叶林与大别山,黄山,缙云山,乌岩岭常绿阔叶林进行物种多样性比较.统一采用Glea-sort多样性指数,Gleasort多样性指数不仅能够消除野外调查时样地面积的差异性,描述各植物群落物种多样性的相对大小,还可进行不同地区间物种多样性的比较.古田山常绿阔叶林Gleasort指数=6.91,大别山,黄山,缙云山,乌岩岭常绿阔叶林Gleasort指数大小分别为4.53,5.51,8.69和10.309.可见,处于中亚热带东部的古田山常绿阔叶林物种多样性低于偏南的缙云山和乌岩岭常绿阔叶林,但高于偏北的大别山和黄山常绿阔叶林.从这些地区的纬度与多样性指数的关系可看出,随着纬度的逐渐降低,常绿阔叶林物种多样性逐渐增高.4结论4.1古田山自然保护区常绿阔叶林植物科属组成较为分散,从种子植物属的分布区类型来看,热带分布的属明显多于温带分布的属.种子植物区系地理成分表明该区系具有较明显的热带,亚热带性质,并具有一定的温带性质,可见群落植被具有过渡性,这与该区处于中亚热带北缘的地理特点相一致.4.2群落的物种多样性是受群落本身及其所处环境条件等多种因素综合决定的12j3.不同群落其物种多样性不同,4种常绿阔叶林群落类型中以栲树林物种多样性最高,甜槠一木荷林物种多样性最低.群落的不同层次物种多样性也存在差异,表现出从灌木层,乔木层到草本层物种多样性依次递减(除钩栗林外).乔木层与灌木层的物种多样性指数差异不显着.而草本层物种多样性指数显着小于乔木层和灌木层.乔木层,灌木层和草本层物种多样性的变化幅度以草本层的最大,灌木层的最小.4-3与其它地区常绿阔叶林相比,古田山常绿阔叶林物种多样性低于偏南的缙云山和乌岩岭常绿阔叶林,但高于大别山和黄山常绿阔叶林,表现出明显的中亚热带常绿阔叶林的性质.同时,它们之间也呈现出了物种多样性纬度地带性特征,即随着纬度的逐渐降低,物种多样性在逐渐增高.参考文献1王献溥,刘玉凯.生物多样性的理论与实践.北京:中国环境出版社.1994.2中国植被编辑委员会.中国植被.北京:科学出版社.1980.3陈伟烈,贺金生.中国亚热带地区的退化生态系统:类型,分布,结构特征及恢复途径