南岳栓皮栎群落特征及多样性分析

1、南岳栓皮栎群落特征及多样性分析南岳栓皮栎群落特征及多样性分析第 31 卷第 9 期2011 年 9 月中南林业科技大学journalofcentralsouthuniversityofforestry&technologyvo1.31sep.no.92oll南岳栓皮栎群落特征及多样性分析梁文斌 , 谢碧霞 , 巫涛 , 王森 , 夏湘林（1. 中南林业科技大学 , 湖南长沙 410004;2. 南岳树木园 , 湖南衡阳 421900） 摘要 : 采用样地法, 研究了南岳栓皮栎 uercu5variabilis 群落的种类组成 , 外貌 , 结构特征及物种多样性. 结果表明：在1500m

2、样地中,共有维管束植物62种，分属35科54属，其中优势科主要有壳斗科, 菊科和蔷薇科等 ;该群落是以栓皮栎为主的单优种群落, 生活型谱以高位芽植物最多 , 群落季相明显 ; 群落分层明显, 可划分为乔木层 , 灌木层 , 草本层和层问植物 ; 灌木层植物种类相对较丰富 , 对群落物种多样性具有较大影响 , 物种多样性的大小顺序依次为灌木层> 藤本层 > 草本层 > 乔木层 .关键词 : 南岳 ; 栓皮栎 ; 群落特征 ; 物种多样性中图分类号:q792.18 文献标志码:a 文章编号 :l673 923x(20l1)09 0055 05characteristicsands

3、peciesdiversityanalysis ofquercusvariabiliscommunityinnanyueliangwenbin,xiebixia,wutao,wangshen,xiaxianglin.(1.schooloflifescienceandtechnology,centralsouthuniversityofforestry andtechnology,changsha410004,hunan,china;2.nanyuearboretum,hengyang421900,hunan,ch ina)abstract:thecharacteristicsandspecie

4、sdiversityofquercusvariabiliscommuni tywerestudiedbasedoncommuni tyinvestigation.theresultsshowthat62speciesin54generaand35familiesofvascularplantswererecordedin15plotsofi500m,inwhichthedominantfamiliesarefagaceae,compositaeandrosa ceae.phanerophytesarethelargestinnumberofallspeciesinthecommunityacc

5、ordingtoraukiaersstatis ticsoflifeform.theaspectionoftheforestcommunityisdistinctalltheyearround.thelayeredphenomenaisver yobviousofqucycsvariabiliscommunitywhichcanbedividedintoarhorouslayer,shrublayer,herbaceous1ay erandliana,andqhercsvariabi lisistheonlydominantspeciesofthecommunity.theshrublayer

6、isrelativelya bundantinspeciesandhasagrea tereffectonthecommunitydiversity.thediversitypatternfromhightolowdiv ersityindexisshrub,liana,herbandarbor.keywords:nanyue;quercusvariabilis;communitycharacteristics;speciesdiversity 栓皮栎 quercusvariabilis 属壳斗科 fagaceae栎属 quercus 的落叶乔木, 喜光 , 是我国暖温带落叶阔叶林和亚热带常绿

7、落叶阔叶混交林的重要建群种 , 在干旱条件下也能生长良好, 因而能形成比较稳定的森林群落. 其木材, 树皮 , 果实及叶等均有重要的经济价值?, 特别是栓皮栎种仁的淀粉含量达 51.34. 目前栓皮栎林受到十分严重的人为破坏 , 分布面积日益减少, 种群的稳定性受到严重收稿日期 :201 卜 05 10基金项目 : 国家林业公益性项目 (200804033) 作者简介 : 粱文斌 (1963 一), 男 . 湖南安乡人 , 副教授 , 博士生 , 主要从事植物学及植物资源学的教学与研究;e mail56 梁文斌 , 等 : 南岳栓皮栎群落特征及多样性分析第 9 期 影响 , 可持续利用问题日益

8、突出 , 因而引起了人们 的关注 , 在栓皮栎资源主要分布区开展了栓皮栎群落的研究 , 但对南岳栓皮栎群落学特征的研究还未见报道. 南岳栓皮栎林要为次生林,分布不 多 , 且受人为活动影响大. 笔者通过实地样方调 查, 探讨了南岳栓皮栎群落学及物种多样性的特点 , 从而为该地区栓皮栎资源的保护, 培育与开发 利用提供依据.1 调查地概况南岳位于湖南省中南部, 是我国着名的五岳名 山之一,112.3428,ll2.4536e,27.1210,27. 194on,属中亚热带山区湿润季风气候带,冬无严寒, 夏无酷署, 雨量充沛 , 年平均降雨量l640.8 mm, 相对湿度 82, 年平均气温 ?.

9、3?. 调查样 地位于南岳白茅冲后的东南山坡 , 海拔高度 220m, 坡度 5o., 土壤为山地红壤 , 该栓皮栎林为人工林, 受人为活动影响较大, 多分布在向阳地段, 林冠郁闭度不高 , 地表枯枝落叶层厚约 2cm. 2 研究方法2.1 样地调查采用样方法，共设置lomx10rn的典型样方15个，在每个样方内设置4个 2mx 2m灌木层小 样方,4个1111x1m的草本层小样方.记录乔木层 树种(胸 径？3cm)的名称，数量，高度，胸径,冠幅，枝下高及胸高断面积，记录灌木层与草本层 植物的名称 , 数量 , 高度 , 多度和盖度等.2.2 数据处理2.2.1 重要值的计算公式重要值一相对多

10、度+相对显着度+相对频度. 2.2.2 物种多样性的测度方法:margalef 指数 :e (s 1)/1nn.(1)simpson 指数:d 1 一？p,.(2)shannon-wiener 指数 :/4= 一？p1np.(3)pielou 指数 :j 一(一？p1np)/lns.(4)式中s为样地内某一层次所有物种的数量,n为样地内某一层次所有物种的个体数之和 ,p 为某 一层次第 i 个物种的个体数占所有物种的个体数的 比值 .3 结果与分析3.1 栓皮栎群落的物种组成通过对样地的调查资料进行统计, 栓皮栎群落共有维管植物 35 科 54 属 62 种 ,其中蕨类植物 3 科 3 属 3

11、 种 , 裸子植物 1 科 1 属 1 种 , 被子植物 31 科 50 属 58 种 . 被子植物占样地中所有植物的 93.55. 物种数量占优势的科依次为菊科cornpositae（5 属 5 种）, 壳斗科 fagaceae（3 属 5 种）, 蔷 薇科 rosaceae（4 属 4 种）, 大 戟科 euphorbiaceae（3属 3 种）, 冬青科 aquifoliaceae（1 属 3 种）, 禾本科 gramineae（3 属 3 种）, 马鞭草科 verbenaceae（3 属3 种 ）, 樟科 lauraceae（2 属 3 种）. 这些优势科中 的植物大多数为木本植物 ,

12、 其 中栓皮栎个体数量最多 , 分布均匀 , 占样地内乔木层总个体数的 73.86, 说明木本植物构成了栓皮栎群落的主体, 尤其是乔木树种在群落的形成和稳定中起主导作用 ,符合稳定阶段群落物种构成的特征i_9j. 在该群落中仅含 1,2 种的科有 27科, 占科总 数 77.14, 含 1 种的属有48属, 占属总数88.89. 栓皮栎群落中含 1 个种的科和属较多 , 反映该栓皮栎群落物种分布随机体现群落的偶见 种较为丰富 .3.2 栓皮栎群落的外貌和结构3.2.1 群落外貌般来说 , 以乔木层优势树种组成的群落外 貌 , 易受季节更替和树种组成的影响 .栓皮栎群落 的乔木层树种主要是落叶阔

13、叶树种如栓皮栎, 板栗ca5talleamollissirna, 小叶栎 q,fchenii 和白 玉兰 magnoliadenudata 等, 也掺杂有少数常绿阔 叶树种如石栎 litkocarpusglaber 和樟树cinnadiotylud2camphor繇.因此，栓皮林群落具有鲜明 的季相变化,初夏至仲夏为该群落的茂盛期 , 外貌 呈一片浓绿色; 秋末冬初 , 除了少量常绿树种外 , 落 叶树由绿变黄开始落叶 , 一直到次年早春开始 变绿 .第 31 卷中南林业科技大学 57群落外貔与组成群落种类的生活型密切相关 .按照 raukiaer 的生活型系统的分类l_1, 高等植物可划分为

14、高位芽植物 ,地上芽植物 , 地面芽植物 , 地下芽植物及一年生植物五大生活型. 据 raukiaer 的分类方法 , 对栓皮栎群落的生活型进行了统计与分析 , 并编制成柱形图的生活型谱（ 图 1）. 由图 1 可见 , 高位芽植物种类在该栓皮栎群落中最多 , 占 物种总数的 51.6, 地上芽植物和地面芽植物明显偏少 , 分别为 21.0,12.9, 地下芽植物和一年生植物则很少. 高位芽植物中以有芽鳞保护的中 小型高位芽植物为主, 灌木层主要是常绿和灌木矮 高位芽植物 , 以橙木loropetalumchinense 和栓皮 栎幼树与幼苗占主导地位. 群落中所表现的生活型谱 , 即高位芽

15、, 地上芽植物占有绝对优势, 大体上 符合亚热带气候特征, 是植物对于亚热带中山地带 的气候 , 土壤地形 , 地貌等综合生境条件长期适应 而形成的植物类型.妞嫂州phchhegeth生活型ph：高位芽植物；ch：地上芽植物；he:地面芽植物；ge:地下芽植物；th: 一年生植 物1 南岳栓皮栎群落生活型谱fig.1lifeformspectrumofplantsofquercusvariabi finnanyuemountain3.2.2 群落结构该栓皮栎群落的垂直结构明显, 可划分为乔木层 , 灌木层 , 草本层和层间植物 .乔木层主要树种 为栓皮杯，板栗，小叶桥，樟等，高度在8,12nl

16、,胸径在1430cm之间,树干较直 ,枝下高平均在4in以上 . 乔木层的优势树种不仅对群落的外貌和结构有控制性的影响, 而且在群落中生态作用的重要性在于最能客观地体现该种植物对该地生境的适应度 , 通常以其重要值的大小顺序来确定l_l. 在本 研究中统计了群落中乔木层各树种的重要值,结果 见表 1. 从表 1 可知 , 栓皮栎的重要值为 198.48, 在 样地中不仅个体数量多分布均匀，而且个体较大,多数个体高度在10m以上，胸径在20citi以上，最 大胸径达 40clti, 因而栓皮栎在群落中处于绝对优 势的地位 . 板栗的重要值为 47.46, 是群落中重要 的伴生树种 . 小叶栎和樟

17、的重要值分别为 17.98 和 17.13, 分布较少 ,其他树种的重要值更低, 是群 落中次要的伴生树种或偶见种 , 说明群落中的优势种单.表 1 栓皮栎群落乔木层树种的特征值table1speciescharacteristicsoftreelayerofquercusvariabiliscommunity灌木层高度平均约为 2.5iti, 该层种类相对较多, 共有 35种.灌木层包括乔木的幼树与幼苗（高度小于0.3m）和灌木种类,主要由金缕梅科hamamelidaceae,根树科tiliaceae, 茶科theaceae,大戟科,杜鹃花科ericaceae, 山矾科 symplocace

18、ae, 冬青科 , 马鞭草科 verbenaceae, 槭树科aceraceae, 漆树科 anacardiaceae, 茜草科 rubiaceae, 蔷薇科 , 忍冬科caprifoliaceae, 蝶形花科 papilionaceae, 山 矾科 sympiocaceae, 五加科araliaceae 和竹亚科bambusoideae,桑科moraceae等的种类组成；该灌 木层中物种个体数量最多的是刚竹phyllostachys sulphurea, 占该层所有物种个体数的35.32, 其次是橙木和乔木层的优势树种栓皮栎幼苗, 分别占 21.47 和 16.47, 杜鹃rhododend

19、ronsimsii 的个体数量也较丰富 . 另外 , 栓皮栎幼树与幼苗在灌木层中成连续水平分布, 其他种则分布不均匀 . 草本层由于林分的郁闭度较大, 上层植物生长较密 , 草本的种类较少 , 主要由菊科, 禾本科和蕨类植物组成 , 还有莎草科cyperaceae, 唇形科labiatae 和兰科 orchidaceae 等的种类 , 如对马耳蕨polys tichumtsu$ 一simense, 狗脊 woodwardia 口 ponica, 丝叶球柱草bulbostylisdensa, 芒miscanthus 一?一?一 i?ir,lr,. l沁 mmuoo58 梁文斌 , 等 : 南岳栓

20、皮栎群落特征及多样性分析第 9 期 sinensis, 蕙兰 cymbidiumfaberi, 三脉紫菀 aster ageratoides, 一枝黄花 solidagodecurrens 等 高度多为8,3ocm,盖度为0.2,3.0.层间植物主要是菝葜科smilacaeeae, 忍冬科 , 葡萄科 vitaeeae, 蔷薇科 , 薯蓣科 dioscoreaceae 及 蕨类的植物 , 多为草质或为细小的木质藤本, 如菝 葜smilaxchina, 土茯苓 smilaxglabra, 海金沙lygodiumjaponicum, 南蛇藤 celastrusorbicula tus, 忍冬lon

21、icerajaponica, 日本薯蓣 dioscorea japonica, 蛇葡萄 ampelopsissinica, 小叶葡萄 ?一tissinocinerea,小果蔷薇rosacymosalr. 3.3群落物种多样性分析群落的物种多样性能客观反映群落的物种丰 富度和均匀度, 群落结构越复杂,其物种多样性指数越高 . 本文采用 margalef 指数 ,shannon wien ner 指数 ,simpson 指数和 pielou 指数全面分析了 栓皮栎群落的物种多样性.margale 指数可反映 出物种丰富度，其值越高说明物种越丰富;shan nonwienner指数能较好地反映出物种

22、丰富度和群落的均匀度, 即物种数量越多 , 分布越均匀 , 其数值越大 ;simpson 指数更侧重物种的多度, 是一个反 映群落优势度的指标, 在本文中其数值越小表明群 落的优势种越明显, 某一种或几种优势种数量的增加都会使该指数值降低 ;pielou 指数反映植物空间 分布均匀程度, 其数值越大表示植物空间分布越均 匀 . 由表 2 可知 , 该栓皮栎群落中灌木层的mar galef 指数为 4.6243, 草本层和藤本层分别为 2.7425 和 2.0325, 乔木层仅为 1.1604, 说明该群 落以灌木层物种的种类最多 , 草本层和藤本层次之, 而乔木层物种的种类远低于灌木层 .sh

23、annonwienner指数和simpson指数均以藤本和灌木较 高，草本层次之，乔木层最低，说明该群落中藤本层和灌木层的物种多样性较高 , 而乔木层栓皮栎的优 势度体现得最明显 . 从 pielou 指数来看 , 藤本层最 高(0.8583), 灌木层和草本层分别为 0.5569 和0.5534, 两者相近 , 而乔木层最低(0.4629), 说明 藤本层的物种分布均匀 , 乔木层的物种分布随机性大 , 尤其是伴生种和偶见种的分布很不均匀 , 导致 乔木层物种均匀性指数很低. 从表 2 中还发现灌木层虽然物种相对丰富 , 但其 pielou 均匀度指数明 显低于藤本层, 这是因为一方面灌木层

24、在样地内约 有 10 种分布稀少的偶见种如白栎quercusfabri,扁担杆 grewiabiloba, 槐木 araliachinensis 等 , 另 一方面灌木层中某些优势种在样地内分布很不均匀 , 如刚竹 , 槛木 , 杜鹃等 . 通过综合分析 , 该栓皮 栎群落的物种多样性指数由高到低的顺序为灌木层 > 藤本层> 草本层 > 乔木层 .表 2 栓皮栎群落物种多样性指数table2thediversityindicesinquercusvariabiliscola munitymargalef指数simpson指数shannon指数pielou指数 层次(f)(d)

25、(h,)(t)乔木层藤本层灌木层草本层4 结论与讨论在南岳栓皮栎群落中 , 共有维管束植物 62 种, 分属 35科 54属,群落生活型谱以高位芽植物最多 , 具有鲜明的季相 . 该栓皮栎群落分层明显 , 乔 木层树种的种类较少 , 其中栓皮栎作为优势种和建群种 , 不仅个体数量多而且分布均匀 , 其重要值达l98.48; 灌木层植物种类相对较多 , 以刚竹 , 橙木 , 杜鹃及栓皮栎幼树与幼苗占主导地位 ; 层问植物有一定数量的种类分布, 多为木质藤本; 草本层则较稀疏 . 由于乔木层组成简单 , 林冠透光度较大, 因 此灌木层中的乔木优势树种栓皮栎的幼树与幼苗数量多 . 此外 , 该样地内

26、乔木层的最大树高和最大胸径的测量值都不很高 , 表明该栓皮栎群落处于增 长期 .应用 margatef 指数 ,simpson 指数 ,shannon- wiener 指数和 pielou 指数对南岳栓皮栎群落的物 种多样性进行了综合分析, 反映该群落物种多样性复杂程度高低的顺序为灌木层> 藤本层 > 草本层 > 乔木层 . 本研究发现该栓皮栎群落的灌木层物 种的 margalef 指数 ,simpson 指数和shannonwiener 指数均较高, 对群落物种多样性的影响较大 , 而乔木层各多样性指数均最低. 因此 , 虽然栓 皮栎在整个群落中处于明显的优势地位, 但乔木

27、层 物种多样性简单. 这是因为一方面是由栓皮栎群 落本身的特点所决定, 即相对简单的群落结构, 另 一方面人为活动等影响因子导致某些物种的消失, 第 31 卷中南林业科技大学 59降低了栓栎群落的物种丰富度.虽然栓皮栎种群在南岳地区分布不多 , 而且还 遭受较多人为活动的干扰, 但由于栓皮栎自身具备较强的抗干扰性和种子及萌蘖更新优势l_1., 因 而该栓皮栎种群的生长受外界影响有限, 但从资源 可持续利用与发展及生态平衡的角度来看, 仍有必 要加强该地区栓皮栎资源及物种多样性的保护 . 冉潇 _g,tilman_l 等认为物种多样性高的群落有利 于抗拒外来变化因素的影响 , 维持该群落生产力的 稳定 ,因此 , 只有有效地保护物种的多样性才能维持群落的稳定性. 另外 , 优势种不仅对整个群落的性质和结构具有决定性的影响 , 而且对维持生态系 统的稳态有重要作用口 , 因而 , 加强对南岳栓皮栎群落的保护对于维持该地区生态系统的稳态也有重要的意义.参考文献 :1233e43周建云 , 林军 , 何景峰 , 等. 栓皮栎研究进展与未来展望ij. 西北林学 院 ,2010,25(3):43 49.谢碧霞 , 谢涛 . 我国橡实淀粉资源开发利用的