桂林七星公園陰香種群年齡結(jié)構(gòu)研究

唐文杰， 徐文炘， 鄧 華， 余 謙

(1.中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司， 廣西 桂林 541004； 2.廣西環(huán)境工程與保護(hù)評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 廣西 桂林 541004；3.廣西環(huán)境治理工程技術(shù)研究中心， 廣西 桂林 541004； 4.廣西師范大學(xué)， 廣西 桂林 541004)

桂林七星公園陰香種群年齡結(jié)構(gòu)研究

唐文杰1，2，3， 徐文炘1，2，3， 鄧 華2，4， 余 謙1，2，3

(1.中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限公司， 廣西 桂林 541004； 2.廣西環(huán)境工程與保護(hù)評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 廣西 桂林 541004；3.廣西環(huán)境治理工程技術(shù)研究中心， 廣西 桂林 541004； 4.廣西師范大學(xué)， 廣西 桂林 541004)

選擇桂林七星公園中的陰香種群，采用“徑級(jí)大小替代年齡大小”的方法，進(jìn)行陰香種群年齡結(jié)構(gòu)的研究，同時(shí)繪制了種群的年齡結(jié)構(gòu)圖及存活曲線。結(jié)果表明：4個(gè)樣地中，樣地2、樣地4的陰香種群的年齡結(jié)構(gòu)呈增長(zhǎng)型，存活曲線為DeeveyⅠ型；樣地1、樣地3的陰香種群的年齡結(jié)構(gòu)呈衰退型，存活曲線為Deevey II型。影響陰香種群年齡結(jié)構(gòu)及其動(dòng)態(tài)的主要因素為人為活動(dòng)干擾。

陰香； 種群結(jié)構(gòu)； 存活曲線

陰香(Cinnamomumburmannii)為樟科(Lauraceae)樟屬(Cinnamomum)常綠闊葉喬木，分布于廣東、廣西、江西、福建等地[1]。陰香具芳香氣味，樹(shù)皮含揮發(fā)油(桂皮醛、丁香油酚、黃樟醚等)，其樹(shù)皮、根皮、葉、枝可入藥，具祛風(fēng)散寒，溫中止痛等功效[2]。陰香大多生長(zhǎng)在非鈣質(zhì)土的生境中[3]，但在桂林的部分巖溶石山，其多為森林群落的優(yōu)勢(shì)種及建群種。目前國(guó)內(nèi)對(duì)陰香群落的研究已有不少報(bào)道[3-9]，我們主要針對(duì)桂林七星公園內(nèi)陰香種群進(jìn)行年齡結(jié)構(gòu)研究，以期評(píng)價(jià)開(kāi)發(fā)旅游對(duì)森林植被的影響，對(duì)更好的保護(hù)與利用這一景觀元素提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)自然概況

七星公園位于桂林市區(qū)漓江東岸，小東江流貫其間，占地面積40 hm2。七星公園是桂林市最大、游客最盛、歷史性最長(zhǎng)的一個(gè)綜合性公園。該公園受中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候影響，溫和多雨，年平均氣溫17.8 ℃，年平均無(wú)霜期309天，年平均降雨量1 949.5 mm，但降雨量分配不均，4—8月降雨量約占全年的65% ，秋、冬季干燥少雨。

七星公園植被類(lèi)型多樣化，主要有陰香群落、樟樹(shù)群落、龍須藤灌叢群落、全緣葉火棘群落等，而陰香群落表現(xiàn)的更加明顯，陰香群落組成植物種類(lèi)較少，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，且多在景區(qū)核心區(qū)域，與各景點(diǎn)有機(jī)融合在一起，成為景區(qū)一道亮麗的風(fēng)景線。在陰香群落中，常見(jiàn)伴生種有菜豆樹(shù)(Radermacherasinica)、茶條木(Delavayatoxocarpa)、側(cè)柏(Platycladusorientalis)、粗糠柴(Mallotusphilippensis)、麥冬(Ophiopogonjaponicus)、劍葉鳳尾蕨(Pterisensiformis)、闊鱗鱗毛蕨(Dryopterischampionii)、青江藤(Celastrushindsii)、龍須藤(Bauhiniachampionii)等，灌木層和草本層相對(duì)較少。

研究樣地隨機(jī)設(shè)在桂林市七星公園的巖溶石山自然生長(zhǎng)的陰香群落內(nèi)，該區(qū)域的陰香群落蓋度55%～90%，喬木層以陰香占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其它種類(lèi)有石山桂花(Osmanthusfordii)、茶條木、翅莢香槐(Cladrastisplatycarpa)、菜豆樹(shù)、香槐(Cladrastiswilsonii)等。灌木層蓋度25%～30%，組成種類(lèi)除部分為喬木層喬木幼樹(shù)外，主要有紅背山麻桿(Lchorneatrewioides)、胡頹子(Elaeagnuspungens)、皺雀梅藤(Sageretiarugosa)和小葉女貞(Ligustrumquihoui)等灌木。草本層植物種類(lèi)少，蓋度5%～10%，蓋度低，主要有麥冬(Ophiopogonjaponicus)、藎草(Arthraxonhispidus)、闊鱗鱗毛蕨和劍葉鳳尾蕨(Pterisensiformis)等。

2 研究方法

2.1樣地調(diào)查方法

經(jīng)充分踏查，在研究區(qū)域隨機(jī)選擇4個(gè)陰香群落為調(diào)查樣地，取樣面積為20 m ×20 m，在每個(gè)樣地中采用相鄰格子抽樣法進(jìn)行調(diào)查，格子大小為5 m×5 m，對(duì)每個(gè)小樣方進(jìn)行每木調(diào)查，記錄樣方內(nèi)陰香的樹(shù)高、胸徑、冠幅、枝下高、蓋度及生長(zhǎng)情況，同時(shí)記錄相關(guān)的環(huán)境因子。

2.2分析方法

采用徑級(jí)大小代替年齡結(jié)構(gòu)大小來(lái)分析種群動(dòng)態(tài)，大小結(jié)構(gòu)按兩種方式處理[10]：胸徑2.5 cm以下個(gè)體按樹(shù)高分為I、II、III級(jí)(I級(jí)高1 ～33 cm，II級(jí)高33 ～100 cm，III級(jí)高大于100 cm)；胸徑大于2.5 cm的個(gè)體，按胸徑大小分級(jí)，每增10 cm為一等級(jí)。胸徑等級(jí)以5年為等級(jí)基數(shù)劃分年齡組，分別對(duì)4個(gè)樣地陰香種群的年齡進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣地中陰香種群的各個(gè)年齡級(jí)的個(gè)體數(shù)量，然后對(duì)各齡級(jí)的現(xiàn)存?zhèn)€體數(shù)進(jìn)行總和標(biāo)準(zhǔn)化處理，用年齡百分比來(lái)表示。以存活量的自然對(duì)數(shù)值LNx為縱坐標(biāo)，以胸徑大小代表齡級(jí)為橫坐標(biāo)作種群的存活曲線圖，并進(jìn)行線性回歸顯著性檢驗(yàn)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1年齡結(jié)構(gòu)

年齡結(jié)構(gòu)是反應(yīng)種群動(dòng)態(tài)的一個(gè)重要指標(biāo)，種群的大小結(jié)構(gòu)不僅反映了不同植物個(gè)體的組群情況，也反映了種群的數(shù)量動(dòng)態(tài)及其種群發(fā)展趨勢(shì)；同時(shí)在很大程度上反映種群和環(huán)境要素間的相互關(guān)系及其在群落中的作用和地位[11-13]。種群年齡結(jié)構(gòu)研究是探索種群動(dòng)態(tài)的有效方法之一[3]。由于陰香種群的年齡與胸徑之間顯著線性相關(guān)[10]，因此可以采用以立木胸徑代替年齡的方法對(duì)陰香種群的年齡結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，分析結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 陰香種群的年齡結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Age structure diagram of C.burmannii population

從圖1可以看出，樣地2、樣地4中的陰香種群的年齡結(jié)構(gòu)相似，均類(lèi)似金字塔形。其中以5年齡級(jí)及20年齡級(jí)的數(shù)量較多，中間齡級(jí)某一部分出現(xiàn)缺失的現(xiàn)象，但因其具有大量的幼苗幼株的儲(chǔ)備，可以說(shuō)明其處于發(fā)展階段，為增長(zhǎng)型群落。樣地1、樣地3則在20年齡級(jí)以上表現(xiàn)為增長(zhǎng)型，但因幼苗幼株儲(chǔ)備量不大，群落具有衰退的跡象，又因20年齡級(jí)存在大量的個(gè)體，陰香又為長(zhǎng)壽命的樹(shù)種，所以此群落仍將長(zhǎng)期維持穩(wěn)定。

3.2存活曲線

存活曲線是一條反映種群個(gè)體在不同年齡段的存活狀況的曲線，是種群統(tǒng)計(jì)中最常見(jiàn)和最直觀的方法。存活曲線是研究種群動(dòng)態(tài)的主要手段之一[14]。按Deevey E.S.的劃分[15]，存活曲線一般有3種基本類(lèi)型，包括I型、II型、Ⅲ型三種曲線。其中I型是凸曲線，屬于該型的種群絕大多數(shù)都能存活到該物種生理年齡，早期死亡率較低，但當(dāng)存活到一定生理年齡時(shí)，短期內(nèi)幾乎全部死亡；II型是直線，也稱對(duì)角線型，屬于該型的種群各年齡的死亡率基本相同；Ⅲ型是凹曲線，早期死亡率高，一旦存活到某一年齡階段，死亡率降低。本文以存活量的自然對(duì)數(shù)值LNx為縱坐標(biāo)，以胸徑大小代表齡級(jí)為橫坐標(biāo)，作陰香種群的存活曲線圖(見(jiàn)圖2)，并進(jìn)行線性回歸顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，各樣地存活曲線存在明顯的線性關(guān)系。結(jié)合圖2可知，樣地2、樣地4幼苗儲(chǔ)備量較大，曲線呈明顯的凹型，說(shuō)明這兩個(gè)樣地的陰香種群天然更新良好，處于發(fā)展階段。樣地3中，20年齡級(jí)的大樹(shù)個(gè)體儲(chǔ)備量最大，幼苗和小樹(shù)儲(chǔ)備略有不足，以這個(gè)齡級(jí)為臨界，其齡級(jí)上呈凹型，表現(xiàn)為發(fā)展型，其下為凹型，但表現(xiàn)為幼苗儲(chǔ)備不夠，更新受到某些因素的影響，具有衰退的跡象。樣地1中曲線波動(dòng)較小，主要表現(xiàn)為幼苗嚴(yán)重不足，以致整體表現(xiàn)具有衰退現(xiàn)象。

圖2 陰香種群存活曲線圖Fig.2 Survival curve of C.burmannii population

表1 各樣地陰香種群存活曲線線性回歸顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表Tab.1 linearregressionsignificancetestresultsofdifferentkindsofsampleplots樣地號(hào)F值P值F臨界值P臨界值樣地117.11780.00144.74720.01樣地211.28160.00995.31770.01樣地317.23950.00134.74720.01樣地417.07550.00144.74720.01

4 結(jié)論與討論

種群是構(gòu)成群落的基本單位，其年齡結(jié)構(gòu)能很好地反映種群動(dòng)態(tài)變化[16]及其與外環(huán)境各要素的關(guān)系。研究喬木種群年齡結(jié)構(gòu)可以了解現(xiàn)在的種群狀態(tài)，也可以分析過(guò)去種群的結(jié)構(gòu)與受干擾狀態(tài)及程度，同時(shí)預(yù)測(cè)未來(lái)的種群發(fā)展動(dòng)態(tài)[11]。

因受土壤厚度、濕度、光照等生境條件和人為干擾程度的影響，種群年齡結(jié)構(gòu)既有增長(zhǎng)型的，也有衰退型的。在4個(gè)陰香群落樣地中，樣地1、樣地3屬于衰退型的，而樣地2和樣地4則屬于增長(zhǎng)型的。根據(jù)調(diào)查記錄，樣地1內(nèi)有明顯人為走過(guò)的路跡3條，平均寬度約68 cm，還有幾處人為破壞植株的痕跡；受人為的踐踏，大量的陰香種子不能萌發(fā)，且原有的幼齡植株被踩死或被折斷而死亡，以致陰香種群更新受到影響，整個(gè)群落呈衰退型。樣地3為所有樣地中發(fā)育最成熟的種群，最大胸徑達(dá)84.2 cm，且地處公園景區(qū)核心區(qū)，坡勢(shì)平緩，植株分枝高，缺乏灌木層及草本層，樣地內(nèi)巖石裸露率為38%～45%，大量的游客步入其內(nèi)以游玩及休息，造成土壤板結(jié)嚴(yán)重和大量的矮小植株死亡，只有少數(shù)生長(zhǎng)在石縫處的幼苗得以幸存，幼體更新續(xù)接不上，以致整個(gè)群落呈衰退型。樣地2、樣地4均處于比較偏僻的地方，人為破壞痕跡較少，整個(gè)群落處于自然演替中，陰香種子大而多，不易擴(kuò)散，基本散落在母株周?chē)夷茉陉帩竦臈l件下發(fā)育生長(zhǎng)，以致幼苗儲(chǔ)備量較大；但在10年、15年兩個(gè)齡級(jí)個(gè)體死亡率為最高，是因隨著植株個(gè)體的增長(zhǎng)，各植株間的生態(tài)位重疊加大，種間競(jìng)爭(zhēng)加劇，自然選擇以致大量的植株死亡，致而趨于穩(wěn)定。

經(jīng)研究，本區(qū)域陰香種群在自然狀態(tài)下，通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)，其幼苗和幼樹(shù)能良好的更新，其種群生活曲線也顯示出在自然環(huán)境下的良好更替，但受外界人為干擾影響，群落的發(fā)展出現(xiàn)了有違自然的現(xiàn)象而由發(fā)展型逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗ネ诵?。鑒于此，管理部門(mén)應(yīng)該在開(kāi)發(fā)旅游的同時(shí)采取有效的管理保護(hù)措施，加強(qiáng)宣傳和優(yōu)化開(kāi)發(fā)方案，以減少人為影響對(duì)陰香種群的直接干擾，為陰香種群的良性更新創(chuàng)造良好生存條件，從而更好地保護(hù)及利用這一景觀元素，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展。

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AgestructureresearchofCinnamomumburmanniipopulationonQixingParkinGuilin

TANG Wenjie1，2.3， XU Wenxin1，2，3， DENG Hua2，4， YU Qian1，2.3

(1.China Nonferrous Metal(Guilin)Geology and Mining Co.， Ltd.， Guilin 541004， China；2.Key Lab of Guangxi Environment Engineering and Protection Evaluation， Guilin 541004， China；3.Technological Research Center of Guangxi Environment Treatment Engineering， Guilin 541004， China；4.Guangxi Normal University， Guilin 541004， China)

Cinnamomumburmanniipopulation age structure in Qixing Park was analyzed by the method of class size substituting for age size.Age structure diagram and survivorship curve were also drawn.The results showed that，C.burmanniipopulation age structure of the sample-2 and sample-4 presented a growth trend，the survival curve was Deevey I type.C.burmanniipopulation age structure of the sample-1and sample-3 presented a recession trend，the survival curve was Deevey II type.Human activities interference was the main influence factor ofC.burmanniipopulation age structure and its dynamic.

Cinnamomumburmannii； population structure； survival curve

2014-12-05

國(guó)家自然科學(xué)基金資助(41301343)；“廣西特聘專家”專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助。

唐文杰(1980-)，男，廣西壯族自治區(qū)桂林市人，碩士，工程師，主要從事生態(tài)修復(fù)、治理及評(píng)價(jià)工作。

Q 948

A

1003-5710(2015)02-0061-04

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2015. 02. 016

(文字編校：張 珉)