七子花群落的植物区系组成和高等植物物种多样性

七子花群落的植物区系组成和高等植物物种多样性

七子花是国家二级保护植物，也是中国生物多样性保护计划中优先保护的植物。它属于废灌木科。它在研究忍冬科系统发育方面有科学价值,又是优良的观赏树种,现野生资源很少。笔者以浙江省天台山华顶林场(29°15′N、121°06′E)北侧的狮子岩坑处的七子花群落为对象,根据该群落9个典型样地的资料,初步分析了群落的植物区系组成和维管植物物种多样性。1顶林场七子花群落天台山地处中亚热带,位于浙江省东部,有关其自然概况已有报道,这里不再重复。笔者工作地点在天台县华顶林场北侧狮子岩坑处,七子花群落分布地海拔高度在500～1000m之间,沿沟谷及两侧呈带状分布。七子花在群落中多居第2亚层,也有少量个体出现在第1亚层中,分布于约6hm2的林分内,是目前所知成片分布面积较大、个体数较多的七子花种群,受人为干扰相对较少。七子花林内多岩石露头,土层较薄。2物种多样性的测度在七子花群落中,沿山沟及两侧设置9个面积为500m2的样地,调查登记木本植物(不包括幼苗)的种类和个体数,并记录植株高度、胸径等指标。然后在每个样地中设置面积为40m2的小样方,记载草本植物的种类和株数。植物区系分析按吴征镒先生对中国种子植物属的分布区类型的划分。物种多样性采用物种丰富度指数、物种多样性指数、均匀度指数等3类来测度,按下列算式计算。(1)物种丰富度指数(S),即样地中物种总数。(2)物种多样性指数。辛普森(Simpson)指数D=1-■P2ii2,式中Pi=ni/N,ni为第i种的个体数,N为总个体数。香农-威勒尔(Shannon-Wiener)指数H′=-■PilnPi(3)均匀度指数。Gini均匀度指数Jgi=D/(1-1/S),式中S为样地中物种总数。Pielou均匀度指数Jsw=-■PilnPi/lnS此外,利用D、H′、Jgi、Jsw四指数来测定科、属、种的多样性。当测定科、属多样性时,上述式子中ni为第i科的属数,N为总属数,S为样地中科总数。当测定科、种多样性时,ni为第i科的种数,N为总种数,S为样地中科总数。当测定属、种多样性时,ni为第i属的种数,N为总种数,S为样地中属总数。3结果与分析3.1不同种类黄枝种种子植物的组成分布分析组成群落的植物区系特点和性质,对于认识群落特点和发生历史具有重要意义。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。据9个样地统计,天台山七子花群落共有维管植物186种(含变种),隶属69科,143属。其中蕨类植物7科、8属、9种;裸子植物2科、2属、2种;双子叶植物57科、119属、160种;单子叶植物3科、14属、15种。其中木本植物105种,草本植物55种,藤本植物26种。种类数量占优势的科为蔷薇科Rosaceae(18种)、百合科Liliaceae(8种)、豆科Leguminosae(8种)、樟科Lauraceae(8种)、槭树科Aceraceae(7种)、虎耳草科Saxifragaceae(6种)、禾本科Gramineae(6种)、葡萄科Vitaceae(6种)、忍冬科Caprifoliaceae(5种)。所含种数较多的属有槭属Acer(7种)、山胡椒属Lindera(6种)、李属Prunus(6种)、杜鹃花属Rhododendron(4种)、石楠属Photinia(3种)。此外,区系成分中仅含1～2种的有53科,占科总数的76.81%。含1种的属有116属,占属总数的81.12%。反映出该群落的科属组成很分散。在七子花群落的9个样地中,所出现的种子植物有62科,其中世界广布的有15科,属热带分布的有27科,占科总数的57.45%(百分比未包括世界分布的科);温带分布的21科,占科总数的42.55%。七子花群落植物区系成分复杂,从所出现在样地中的135属种子植物分布区类型来看(表1),最多的是北温带分布,有34属,占26.77%(百分比未包括世界分布的属);其次是东亚分布,有19属,占14.96%;第3是泛热带分布,有18属,占14.17%。中国特有分布的有香果树属(Emmenopterys)、青钱柳属(Cyclocarya)、七子花属、大血藤属(Sargentodoxa)等4属,占总属数的3.15%。累计属热带成分的有46属,占36.22%;温带成分有77属,占60.63%。从属的区系地理分布来看,七子花群落暖温带特征显著,热带、亚热带成分也有相当大的比重。3.2不同层次物种多样性的显著性群落组成树种的数量、空间配置不同,形成了不同的结构格局,其物种多样性亦不同,物种多样性作为测定群落结构水平的指标,可以较好地反映群落的结构。七子花群落的林龄约60a左右,林分尚处于中龄阶段。群落的垂直结构可分为乔木层、灌木层、草本层。乔木层又可分为2个亚层,第1亚层高度大于10m,覆盖度在15%～20%之间,主要树种有拟赤扬(Alniphyllumfortunei)、白木乌桕(Sapiumjaponicum)、青钱柳(Cyclocaryapaliurus)、光叶毛果枳木具(Hoveniatrichocarpavar.robusta)等。第2亚层高3～10m,覆盖度在75%～80%,出现在该亚层的小乔木树种主要有七子花、红脉钓樟(Linderarubronervia)、江浙钓樟(Linderachienii)、牛鼻栓(Fortuneariasinensis)、灰白蜡瓣花(Corylopsisglanduliearvar.hypoglauca)等。灌木层高0.5～3m,覆盖度在20%～25%之间,主要由尖连蕊茶(Camelliacuspidata)、荚■(Viburnumdilatatum)、日本紫珠(Callicarpajaponica)、野鸦椿(Euscaphisjaponica)、伞形绣球(Hydrangeaumbellata)等种类组成。草本层分布不均匀,常集中生长在群落的透光部位,高度一般在10～80cm之间,无明显层次分化,盖度为20%～40%,主要有大叶柴胡(Bupleurumlongiradiatum)、淡竹叶(Lophatherumgracile)、求米草(Oplismenusundulatifolius)、三脉紫菀(Asterageratoi-des)、楼梯草(Elatostemainvolucratum)等种类,它们可在局部形成优势。各层次物种多样性见表2,利用成组数据平均数t检验法,来检验群落各层次物种多样性平均数差异的显著性(表3)。各样地中乔木层第1亚层的物种丰富度、物种多样性指数均小于第2亚层(表2)。乔木层第1亚层的物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Wiener指数平均值均小于第2亚层,且差异均极显著。原因是第2亚层在第1亚层的荫蔽下,小生境较上层优越,下层除有上层乔木树种的个体外,还有许多小乔木树种,因此种类和株数都多于上层,所以物种丰富度指数、物种多样性指数都明显高于第1亚层。各样地乔木层两亚层的均匀度变化无一定规律(表2),这取决于各层次优势种的明显程度。如样地Q9,乔木层第1亚层为七子花、光叶毛果枳木具、拟赤杨等组成共优群落,而第2亚层种数虽多,但灰白蜡瓣花株数多、频度高、优势度大,所以第1亚层的均匀度高于第2亚层。而在样地Q4,第1亚层种数少,七子花优势突出,而第2亚层种数多,无明显优势种,故第2亚层的均匀度高于第1亚层。由于不同的均匀度指数,受物种丰富度的影响不同,其测值有所变化,一般地,Jgi受物种丰富度影响较大,而Jsw受物种丰富度影响较小,Jsw指数能较好地反映个体数量分布的均匀程度。由表2可知,乔木层第1亚层Jsw平均值大于第2亚层,这是由于第1亚层种类、个体数较少,优势成分不很明显,故第1亚层的均匀度略高于第2亚层。但经显著性检验,两者之间差异不显著(表3)。因此,从总体上来说,这两亚层的多度分布还是较接近的。乔木层的物种丰富度平均值低于灌木层(表2),经显著性检验,两者之间差异不显著(表3)。乔木层的Simpson指数、Shannon-Wiener指数、均匀度指数的平均值都略小于灌木层,但它们之间均无显著的差异。表明七子花群落乔木层与灌木层的物种多样性比较接近。草本层的物种丰富度平均值低于乔木层、灌木层(表2),经显著性检验,差异极显著(表3)。草本层的Simpson指数平均值明显低于乔木层、灌木层。乔木层、灌木层的Shannon-Wiener指数也明显高于草本层。这是由于草本植物分布不连续,呈斑块状,在群落内由于郁闭度较大,林地枯枝落叶层厚,致使草本植物稀疏,种类少,而在林窗下,光照充足,草本植物丰富。因此,对草本植物来说,不仅各物种间个体数的分配很不均匀,而且物种在群落中的空间分布也是很不均匀的,造成样地间的种类组成、个体数均差异较大。因而草本层的物种丰富度、物种多样性指数均比乔木层以及灌木层低。草本层的均匀度平均值低于乔木层,但差异不显著。灌木层的均匀度平均值高于草本层,其中Jgi达显著差异。3.3群落组成和组成分析科、属、种多样性反映了植物区系的多样化,对于了解群落科、属、种的组成有一定意义。表4是天台山七子花群落不同样地科、属组成多样性。由表4可知,科、属组成多样性中,Simpson指数平均为0.9631,Shannon-Wiener指数平均为3.4728,均匀度指数Jgi平均为0.9897,Jsw平均为0.9590,其值较大。同样,科、种,属、种各项指数平均值也较大,表明,天台山七子花群落科、属、种组成多样性大,群落植物种类丰富,科、属、种组成复杂。此外,通过计算可知,天台山七子花群落属、种多样性>科、属多样性>科、种多样性。4物种多样性的垂直结构在七子花群落中,据9个样地统计,共有维管植物69科、143属、186种(含变种)。从种子植物科的分布类型来看,热带分布的类型大于温带分布。从种子植物属的地