湘南石漠化地區(qū)植物群落物種多樣性

吳林世，曹福祥，彭繼慶，曹基武，徐永福，董旭杰，胥　雯（中南林業(yè)科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖南長沙410004）

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湘南石漠化地區(qū)植物群落物種多樣性

吳林世，曹福祥，彭繼慶，曹基武，徐永福，董旭杰，胥雯
（中南林業(yè)科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖南長沙410004）

摘要：通過對湘南21個(gè)樣地（5 000 km2）實(shí)地調(diào)查，應(yīng)用重要值計(jì)算多樣性指數(shù)Shannon-Wiener（H′）和Simpson指數(shù)（D），Pielou均勻度指數(shù)（J(SW)），豐富度指數(shù)（S）等，分析湘南植物群落多樣性。結(jié)果表明：①維管束植物共有63科131屬173種，其中喬木15科21屬24種，青岡櫟Cyclobalanopsis glauca，細(xì)葉青岡C.gracilis，苦櫧Castanopsis sclerophylla等為喬木層優(yōu)勢種；灌木層34科60屬74種，牡荊Vitex negundo var.cannabifolia，六月雪Serissa japonica與花竹Bambusa albo-lineata較多；草本植物共32科54屬63種，多數(shù)為禾本科Gramineae植物；層間植物共有13科22屬33種，龍須藤Bauhinia championii數(shù)量最多；②α多樣性分析表明：湘南石漠化地區(qū)物種豐富度低，植物群落結(jié)構(gòu)簡單，但群落多樣性較高，Simpson指數(shù)為0.796 9～0.936 1，Shannon-Wiener指數(shù)為2.104 7～3.274 6，群落物種個(gè)體分配較為均勻，群落多樣性較好。潛在石漠化喬層群落物種組成最為豐富，其Simpson指數(shù)也最高，達(dá)到了0.936 1，Shannon-Wiener指數(shù)也高達(dá)3.274 6；從群落層次分析，喬木大多數(shù)集中在潛在石漠化群落中，輕度石漠化林地喬層僅有6株喬木，其他群落樣地中喬木幾近忽略，可見石漠化地區(qū)是比較難以孕育高大喬木的，這與石漠化區(qū)域土壤瘠薄、保水能力差、“上土下水”的雙層結(jié)構(gòu)有密切關(guān)聯(lián)；③β多樣性分析說明不同程度石漠化群落之間環(huán)境差異性較大，Cody指數(shù)分析表明：由輕度石漠化向重度石漠化演替速度很快。極重度石漠化群落與其他群落的共有種最少，隨著石漠化程度增加，不同等級石漠化群落間的相似性系數(shù)呈現(xiàn)減小的趨勢；不同程度石漠化群落區(qū)域間，Jaccard指數(shù)差異較大，最大為最小的7.29倍；潛在石漠化到重度石漠化程度過程中Cody指數(shù)最大，物種更替速度在持續(xù)增加，到重度石漠化，更替速度達(dá)到最大值。圖1表3參25

關(guān)鍵詞：森林生態(tài)學(xué)；石漠化；群落生態(tài)；α多樣性；β多樣性

石漠化（rock desertification）是在喀斯特脆弱生態(tài)環(huán)境下，由于人類不合理的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，造成的植被破壞、水土流失、巖石逐漸裸露，并導(dǎo)致土地總生產(chǎn)力衰退、土地利用率低、地表在視覺景觀上呈現(xiàn)類似荒漠景觀的演變過程［1］。截至2005年底，湖南省石漠化土地總面積為12.96萬km2，占國土總面積的1.35%［2-4］。2008年以來，湖南省湘南地區(qū)亂砍濫伐現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，森林植被破壞程度加劇，從而導(dǎo)致水土流失劇烈，石漠化侵蝕速度加快。為了遏制石漠化的擴(kuò)張，眾多研究人員參與石漠化的研究，石漠化地區(qū)植被狀況是重點(diǎn)關(guān)注對象。楊成華等［5］以探究石漠化地區(qū)植物種類為目的，對貴州石漠化地段105個(gè)樣地的植被類型進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，得到石漠化地區(qū)常見植物種類有70科110屬345種；司彬等［6］和YUAN等［7］對喀斯特石漠化形成原因及植被恢復(fù)途徑探討，認(rèn)為人為干預(yù)是喀斯特地區(qū)植被和土壤退化的結(jié)果；陸冠堯等［8］運(yùn)用面上調(diào)查和定位觀測相結(jié)合的方法，發(fā)現(xiàn)伴隨石漠化程度的加深，粵北石漠化土地的植物群落結(jié)構(gòu)越來越趨于簡單。隨著研究的深入，部分學(xué)者將石漠化植物與土壤或其他因子結(jié)合分析，2010年向志勇［9］和謝麗萍［10］對石漠化不同植被恢復(fù)模式生物量結(jié)合營養(yǎng)元素分布進(jìn)行了研究，并對邵陽縣石漠化地區(qū)5種不同植被恢復(fù)模式下的生物量及營養(yǎng)元素分布格局進(jìn)行了分析；2013年徐杰等［11］對邵陽縣石漠化5種植被恢復(fù)模式下的土壤有機(jī)碳特征進(jìn)行了比較，這5種植被恢復(fù)模式下的土壤，有機(jī)碳含量以欒樹Koelreuteria paniculata純林最高；魏興琥等［12］對粵北石漠化過程土壤與植被變化及其相關(guān)性研究中發(fā)現(xiàn)石漠化從輕度向極重度發(fā)展的過程中，土層厚度、土壤覆蓋度和土壤有機(jī)碳含量均呈顯著下降的趨勢；涂成龍等［13］研究了黔中石漠化地區(qū)生態(tài)恢復(fù)過程中土壤養(yǎng)分變異特征，在石漠化地區(qū)土壤中有效氮、有效鉀含量水平較高，而有效磷含量水平處于極低狀態(tài)；且還有研究認(rèn)為草本層在石漠化植被恢復(fù)前期對土壤有機(jī)碳密度影響較大［14］。盡管許多學(xué)者從不同角度探討了石漠化地區(qū)植被的生長與分布情況，卻沒有對不同程度石漠化立地類型中的植被變化趨勢進(jìn)行有效深究。鑒于此，本研究擬以湘南為研究區(qū)域，遏制石漠化擴(kuò)張為目的，整理并分析石漠化從輕度到極重度的變化過程中植物類型及生長狀況，對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，探明湘南石漠化立地類型上植物生長分布規(guī)律，以期為以生態(tài)修復(fù)為主的石漠化治理技術(shù)提供科學(xué)合理的參考指導(dǎo)。

1　研究區(qū)域自然概況

湘南即湖南省南部地區(qū)，包括衡陽、郴州、永州等3個(gè)地級市，土地總面積為57 126 km2，約占湖南省土地總面積的27.0%，處于24°39′～27°28′N，110°32′～114°14′E。根據(jù)2010年“湖南石漠化綜合治理規(guī)劃評審稿”中記錄，湘南的郴州和永州21個(gè)縣市共有石漠化面積38.82萬hm2，潛在石漠化面積18.01萬hm2，占全省石漠化和潛在石漠化面積的26.2%和12.5%［15］。湘南地區(qū)屬中亞熱帶東部濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，同時(shí)又兼有向南亞熱帶過渡的特征，溫、光、水資源豐富，常年無霜期為275～300 d，土壤類型以紅壤和水稻土居多，年均溫為15～18℃，年均降水量1 400～1 700 mm。據(jù)吳征鎰對中國植物區(qū)系的區(qū)劃，湘南植物區(qū)系屬泛北極植物區(qū)中國—日本亞區(qū)的華東地區(qū)，有1 332種，分別隸屬于677屬175科，植被類型以常綠闊葉林或常綠落葉闊葉混交林為主，植物資源十分豐富［16-17］。

2　研究方法

2.1野外群落調(diào)查法

在湘南選取桂陽、江華、江永、雙牌、新田等5個(gè)石漠化較為典型的縣市按照《湖南省石漠化監(jiān)測實(shí)施細(xì)則》相關(guān)要求做樣地調(diào)查，從植被總蓋度、基巖裸露率、土層厚度及植被類型4個(gè)指標(biāo)將石漠化等級劃分為極重度石漠化、重度石漠化、中度石漠化、輕度石漠化和潛在石漠化常綠闊葉林樣地5個(gè)等級［18-19］。按照方精云在《植物群落清查的主要內(nèi)容、方法和技術(shù)規(guī)范》建議共設(shè)置調(diào)查樣地15個(gè)，喬木層每個(gè)調(diào)查樣地設(shè)20 m×20 m的樣方，再分為4個(gè)10 m×10 m小樣方，灌木層樣地設(shè)置為10 m×10 m的樣方，草本層樣地設(shè)1 m×1 m的樣方，每個(gè)樣方利用全球定位系統(tǒng)（GPS）記錄坐標(biāo)和海拔高度。

植被調(diào)查：胸徑大于2.5 cm或者高度大于2.0 m的植株按喬木層統(tǒng)計(jì)，每株統(tǒng)計(jì)名稱、胸徑、高度和冠幅；胸徑小于2.5 cm或者高度小于2.0 m的植株按照灌木統(tǒng)計(jì)，每株統(tǒng)計(jì)名稱、基徑、高度；草本植物統(tǒng)計(jì)名稱、株數(shù)、平均高度和蓋度。

2.2內(nèi)業(yè)處理方法

根據(jù)樣地調(diào)查數(shù)據(jù)，分析群落個(gè)體數(shù)及其組成成分的種群數(shù)量、相對多度和重要值等特征，其中重要值采用IV=（相對密度+相對顯著度+相對頻度）×100%來計(jì)算。采用豐富度指數(shù)（S），Shannon-Wiener指數(shù)（H′），Simpson指數(shù)（D）來測定植物群落的α多樣性；采用Jaccard指數(shù)（CJ），S?rensen指數(shù)（CS）和Cody指數(shù)測定植物群落的β多樣性［20-21］。

3　結(jié)果與分析

3.1湘南石漠化地區(qū)物種組成與群落特征

實(shí)驗(yàn)調(diào)查以湘南5個(gè)典型的石漠化縣市為基礎(chǔ)，每個(gè)縣市做面積為1 000 m2的樣地調(diào)查。數(shù)據(jù)匯總分析得出：維管束植物共有63科131屬173種，其中喬木15科21屬24種，分別占總數(shù)的23.81%，16.03%和13.87%，其中數(shù)量最多的為殼斗科Fagaceae（3屬5種），青岡櫟Cyclobalanopsis glauca，細(xì)葉青岡C.gracilis，苦櫧Castanopsis sclerophylla，栓皮櫟Quercus variabilis和白櫟Quercus fabri，占喬木總數(shù)的20.83%，占群落總數(shù)的4.76%；灌木層34科60屬74種，分別占總數(shù)的53.97%，45.80%和42.77%，數(shù)量較多的有馬鞭草科Verbenaceae的牡荊Vitex negundo var.cannabifolia，茜草科Rubiaceae的六月雪Serissa japonica，禾本科Gramineae的花竹Bambusa albo-lineata等；草本植物共32科54屬63種，分別占總數(shù)的50.79%，31.21%和36.42%，種類最多的是禾本科（9屬10種），其次是菊科Compositae（3屬7種）；層間植物共有13科22屬33種。中度石漠化和重度石漠化地區(qū)藤本植物占優(yōu)勢，主要以龍須藤Bauhinia championii為主。根據(jù)《中國植被》對群落群從的定義，可將湘南石漠化樣地其劃分為5個(gè)植物群叢（表1）。

對湘南石漠化地區(qū)喬木層植物匯總分析，發(fā)現(xiàn)江永、江華和新田三縣石漠化地區(qū)中的優(yōu)勢種都是細(xì)葉青岡，重要值分別為190.98，133.94和120.69；而桂陽、雙牌卻以青檀Pteroceltis tatarinowii和栓皮櫟為優(yōu)勢種，重要值為83.04與163.32；灌層植物分析，竹葉花椒Zanthoxylum armatum，牡荊，檵木Loropetalum chinense，火棘Pyracantha fortuneana和扁擔(dān)桿Grewia biloba這5種植物是所有調(diào)查樣地中的共有種，且牡荊在灌層中都處優(yōu)勢地位，可見牡荊是一種適宜應(yīng)用于石漠化植被恢復(fù)的灌木樹種；對樣地中的草層進(jìn)行分析，其中禾本科植物最多，共有10種，其次是菊科植物7種，但優(yōu)勢種卻為馬鞭草科的蘭香草Caryopteris incana；卷柏科Selaginellaceae的薄葉卷柏Selaginella delicatula，禾本科的絲茅Imperata koenigii，牛筋草Eleusine indica和野古草Arundinella anomala，沒有一種菊科植物處于優(yōu)勢地位。出現(xiàn)這種情況可能與人為干擾有一定關(guān)關(guān)聯(lián)；層間植物龍須藤占優(yōu)勢地位，這與其自身特點(diǎn)有密不可分的關(guān)系。龍須藤具有喜光照，較耐蔭，耐干旱瘠薄等特性，且根系發(fā)達(dá)，穿透力強(qiáng)，這讓它能夠?qū)⒏瞪钊氲氐?，吸收水分，快速生長繁殖。

在群落調(diào)查發(fā)現(xiàn)的173種維管束植物，其中含10種以上的科僅有5種，依次有豆科Leguminosae （11/15），薔薇科Rosaceae（6/13），禾本科（10/11），大戟科Euphorbiaceae（8/10），鼠李科Rhamnaceae （5/10）。這5個(gè)科作為湘南石漠化植被組成的特征科，其中薔薇科和鼠李科是溫帶地區(qū)植物區(qū)系和植被組成的特征科，豆科與禾本科也常出現(xiàn)在溫帶屬植物群落中，故溫帶性質(zhì)的植物在該地區(qū)植物區(qū)系和植被組成中占主導(dǎo)地位。僅含1種、2種的科分別有32科和14科，占了全部科數(shù)的73.02%，可見較多的科含有較少的種，說明湘南石漠化地區(qū)植物區(qū)系具有多樣性和復(fù)雜性的特點(diǎn)。

表1　湘南石漠化5個(gè)植物群叢種類表Table 1　5 flora species lists in rocky desertification in Southern Hunan

3.2湘南石漠化植物群落多樣性特征分析

3.2.1湘南石漠化植物群落α多樣性分析物種多樣性指數(shù)高低是群落的結(jié)構(gòu)特征的直接反應(yīng)。湘南地區(qū)樣地調(diào)查是按照石漠化程度等級不同而劃分的，調(diào)查樣地記錄數(shù)據(jù)包括潛在石漠化樣地、輕度石漠化樣地、中度石漠化樣地、重度石漠化樣地群落、極重度石漠化樣地的草本層，統(tǒng)計(jì)分析的湘南石漠化群落物種多樣性指數(shù)如表2，因?yàn)檩p度石漠化喬木層群落中喬木物種與極重度石漠化草本層這2個(gè)物種太過稀少，故沒有將之列入群落表中。

表2　主要植物群落類型的物種多樣性（以重要值計(jì)算）Table 2 Species diversity on major plant community types（based on important value）

從群落類型分析，發(fā)現(xiàn)湘南石漠化地區(qū)植物群落結(jié)構(gòu)簡單，物種組成稀少，其中物種豐富度超過30的僅有5個(gè)樣地，占總樣地的21.74%，且豐富度都小于35。

從群落多樣性進(jìn)行分析，Simpson指數(shù)為0.796 9～0.936 1，幾乎都大于0.8。Shannon-Wiener指數(shù)為2.104 7～3.274 6，這表明各群落中物種個(gè)體分配較為均勻，群落多樣性較好。Simpson指數(shù)變化趨勢與物種豐富度變化趨勢相近，說明石漠化地區(qū)物種組成的豐富度對群落多樣性水平高低起著主要作用。潛在石漠化喬層群落物種組成最為豐富，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他群落，是因?yàn)樵撊郝渲星鄬鶛?、?xì)葉青岡等高大喬木較多，為灌木的生長提供了良好的遮陰環(huán)境，因而其Simpson指數(shù)也最高，達(dá)到了0.936 1。Shannon-Wiener指數(shù)也位于前列，為3.274 6；重度石漠化草本層群落及輕度石漠化群落草本層物種組成相對貧乏，石漠化植被類型特征突出，出現(xiàn)這種因素是因?yàn)槭貐^(qū)土壤營養(yǎng)匱乏，土層淺薄，且地表溫度較高，故而重度石漠化草本層植物生長艱難，導(dǎo)致豐富度低；輕度石漠化草本層由于貼近村莊，農(nóng)家圈養(yǎng)的牛羊經(jīng)過較多，人為干擾嚴(yán)重，導(dǎo)致其草本層物種僅有17種，且Simpson指數(shù)很低（0.093 8），可見形成石漠化地貌與人為活動(dòng)有密切關(guān)聯(lián)。

從群落層次分析，喬木大多數(shù)集中在潛在石漠化喬木層群落中，輕度石漠化群落僅有6株喬木（2株柞木Xylosma racemosum，1株烏桕Sapium sebiferum，1株拐棗Hovenia acerba var.acerba，1株樸樹Celtis sinensis與1株細(xì)葉青岡，且株高僅為3.0～4.0 m，其他群落樣地中喬木幾近忽略，可見石漠化地區(qū)是比較難以孕育高大喬木的，這與石漠化區(qū)域土壤瘠薄、保水能力差、“上土下水”的雙層結(jié)構(gòu)有密切關(guān)聯(lián)。潛在石漠化喬木層物種豐富度為24，但Simpson多樣性指數(shù)（0.859 0），Shannon-Wiener多樣性指數(shù)（2.514 9）及Pielou均勻度指數(shù)（0.793 1）都比較高，可見潛在石漠化群落中喬木的分配比較均勻，群落多樣性好。石漠化樣地灌木層群落物種豐富度及群落多樣性都隨著石漠化程度加深而下降，由潛在石漠化下降到輕度石漠化時(shí)減幅最大，隨后下降速度減緩；到重度石漠化樣地時(shí)群落物種豐富度及多樣性指數(shù)都到達(dá)最低值。調(diào)查樣地中，在江永縣瀟浦鎮(zhèn)塘背村找到一個(gè)典型的極重度石漠化樣地，其樣地內(nèi)僅有2株灌木（牡荊、紅背山麻桿Alchornea trewioides），另外還有零星的其他5種植物（半夏Pinellia ternata，雞腳參Orthosiphon wulfenioides，苦苣苔Conandron ramondioides，石油菜Pilea cavaleriei，薹草Carex siderosticta），土地荒涼，植物存活率低，恢復(fù)困難。草本層群落的變化趨勢與灌層群落的變化趨勢相似，草本植物多為1年生植物，植物根系較淺，能夠迅速吸收利用下雨時(shí)落到土壤中的的水分，迅速完成整個(gè)生活史。極重度石漠化地區(qū)草本稀少，以匍匐或藤本植物為主，植物種類比較單一，僅有極耐旱的巖生植物存在，如石油菜，一種生長在石縫中的植物?？梢灶A(yù)見，若土地石漠化趨勢未能夠得到有效的抑制，將導(dǎo)致土地利用率大幅度減少，群落多樣性下降，引起生態(tài)平衡失控，形成不可逆的趨勢，從而導(dǎo)致生態(tài)危機(jī)。

3.2.2湘南石漠化植物群落β多樣性分析β多樣性是對物種沿著環(huán)境梯度替代過程的一種度量，可以理解為沿著某一環(huán)境梯度物種替代的程度或速率以及物種周轉(zhuǎn)率等［22］。通常β多樣性被表示為群落間相似性指數(shù)或是同一地理區(qū)域內(nèi)不同生境中生物物種的周轉(zhuǎn)率，不同生境間或某一生境梯度上不同地段間生物種類組成的相似性越低，β生物多樣性越高。

群落間物種多樣性即為β多樣性，通常用于分析不同生境間生物多樣性的梯度變化。β多樣性可以直觀地反應(yīng)不同群落間物種組成的差異，Jaccard指數(shù)和Cody指數(shù)分別可以從不同的角度反映物種多樣性沿環(huán)境梯度的分布格局及變化規(guī)律［23］。將湘南石漠化地區(qū)植被其所處生境按石漠化程度高低匯總歸納為5種生境。分別為Ⅰ：潛在石漠化群落；Ⅱ：輕度石漠化群落；Ⅲ：中度石漠化群落；Ⅳ：重度石漠化群落；Ⅴ：極重度石漠化群落。根據(jù)分析可以得到表3與圖1。

表3　湘南不同石漠化程度群落間Cody指數(shù)半矩陣Table 3 Different rock desertification community between Cody index half matrix in Southern Hunan

圖1　不同程度石漠化群落間β多樣性指數(shù)比較Figure 1 Comparison of β diversity indices among communities in each series

分析上述圖表數(shù)據(jù)可得：①由圖1可以看出，和極重度石漠化群落（Ⅴ）相關(guān)的群落相似性指數(shù)（CJ和CS）都處于最小值，表明極重度石漠化群落與其他群落擁有的共有種都是最少的。Jaccard指數(shù)CJ與S?rensen指數(shù)CS最大的均為輕度石漠化群落（Ⅱ）與重度石漠化群落（Ⅳ），分別為0.342 5與0.255 1，可見這2組群落間環(huán)境差異性最大。潛在石漠化群落（Ⅰ）與其他4個(gè)群落相似性系數(shù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)（CJ）最小的為極重度石漠化群落（Ⅴ）的相似性系數(shù)，表明其與潛在石漠化群落共有物種數(shù)最少。輕度石漠化群落（Ⅱ）與剩下的3種群落對比分析，其變化趨勢同潛在石漠化群落與其他群落的相似性系數(shù)（CJ和CS）的變化變化趨勢十分類似，都是與極重度石漠化群落相比時(shí)差異性最大，表明隨石漠化嚴(yán)重程度的增加，相似性系數(shù)呈現(xiàn)減小的趨勢。②對研究中調(diào)查的湘南5個(gè)匯總?cè)郝涠?，不同石漠化程度群落間的Jaccard指數(shù)大小排序：輕度—重度（0.255 1）＞中度—重度（0.247 5）＞輕度—中度（0.242 7）＞潛在—中度（0.218 3）＞潛在—輕度（0.208 6）＞潛在—重度（0.197 1）＞潛在—極重度（0.072 9）＞重度—極重度（0.072 7）＞中度—極重度（0.066 7）＞輕度—極重度（0.035 0）?？梢姡菏紫?，在不同程度石漠化群落區(qū)域間，其相差Jaccard指數(shù)差異較大，最大為最小的7.29倍，差異顯著。其次，所有樣地間其Jaccard指數(shù)均小于0.5，輕度石漠化群落與重度石漠化群落樣地間存在的環(huán)境差異最大，表現(xiàn)經(jīng)度差異為1°49′15.91″，緯度差異為0°50′57.07″，海拔高差為144 m，說明即使同在亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，但不同程度石漠化間東西方向差異主要表現(xiàn)在Jaccard指數(shù)變化上；Jaccard指數(shù)最小的為輕度—極重度，兩者的環(huán)境差異體現(xiàn)為經(jīng)度差異為1°10′09.76″，緯度差異為0°25′09″，海拔高差僅為6 m。這一組數(shù)據(jù)可以反映出海拔的高低對Jaccard指數(shù)變化也產(chǎn)生了一定的影響，海拔高差越小，不同程度石漠化環(huán)境間差異越??；反之，環(huán)境間差異越大。Jaccard指數(shù)也越大，Cody系數(shù)也并沒有隨之變大，說明這幾個(gè)群落間環(huán)境差異性大，具有較大的相異性，即β指數(shù)。③Cody指數(shù)測度分析：Cody指數(shù)是二元屬性的相異性指數(shù)，其值越大，則表示群落的相似性越小，相異性越大。Cody指數(shù)側(cè)重于物種的更替，潛在—重度的Cody指數(shù)最大，為41.5，可見在石漠化程度變化趨勢過程中，物種更替速度在持續(xù)增加，到重度石漠化，更替速度達(dá)到最大值；重度—極重度這一過程Cody指數(shù)最小，僅為23.5，是由于石漠化惡劣到一定程度后，其群落內(nèi)部物種數(shù)量已經(jīng)十分稀少了，殘留下來的都是耐干旱瘠薄的生存能力強(qiáng)的植物，繼續(xù)惡化向極重度的過程中，能被群落自然剔除的物種已經(jīng)很少了，故此階段的更替速率反而出現(xiàn)了一個(gè)平緩下降的過程。

4　結(jié)論與討論

湘南石漠化群落調(diào)查中共發(fā)現(xiàn)維管束植物63科131屬173種，與貴州石漠化地段調(diào)查中發(fā)現(xiàn)70科110屬345種相比［7］，雖然種數(shù)少了，但是科屬數(shù)量還是比較接近的，且出現(xiàn)較多的科都同樣多為薔薇科、豆科、大戟科、禾本科等；出現(xiàn)較多的屬也相似，多為薔薇屬Rosa，懸鉤子屬Rubus，櫟屬Q(mào)uercus，青岡屬Cyclobalanopsis等，種出現(xiàn)差異的原因可能是湘南地區(qū)隨著時(shí)間變遷，石漠化程度更為嚴(yán)重，大多數(shù)物種都已經(jīng)死亡或者被提前淘汰，從而導(dǎo)致了物種豐富度出現(xiàn)極大差異的原因；與貴州省紫云縣石漠化地區(qū)34科61屬72種植物相比［24］，湘南物種豐富度明顯較多，這與湘南部分縣市在石漠化地區(qū)施行封山育林，使當(dāng)?shù)刂脖坏玫搅艘欢ǔ潭鹊幕謴?fù)有關(guān)。人為干擾的加劇，導(dǎo)致喬木在輕度石漠化地區(qū)中存在的數(shù)量都較為稀少，若不加以人工保護(hù)，將使輕度石漠化迅速變?yōu)橹卸壬踔林囟仁貐^(qū)，因此，湘南輕度石漠化恢復(fù)至常綠闊葉林或者防止目前石漠化土擴(kuò)張，都必須及時(shí)開始。

湘南石漠化地區(qū)植物群落通過α多樣性分析發(fā)現(xiàn)，除了潛在石漠化灌層群落物種豐富度較高外，其余的群落都未超過35，物種豐富低?？傮w來看，Simpson指數(shù)徘徊為0.796 9～0.936 1，Shannon-Wiener指數(shù)為2.104 7～3.274 6，表明各群落中物種個(gè)體分配較為均勻，群落多樣性較好。Shannon-Wiener指數(shù)在石漠化過程中都呈下降趨勢，與粵北溶巖地區(qū)石漠化變化情況比較［25］，一個(gè)從3.27降至2.10，一個(gè)是從1.98降至0.51，下降幅度類似。這一結(jié)論說明目前石漠化地區(qū)適宜部分植物生長，因此，需要利用好這一特性，多利用重要值處于前列的青岡櫟、細(xì)葉青岡、櫸樹等喬木，配合牡荊、花竹、六月雪等灌木合理種植，做好苗期管理，加強(qiáng)人工撫育，并在土壤裸露，土層瘠薄的地方培育一些蘭香草、野菊花、芒等草本群落，以防止水土流失，多方向共同努力，遏制石漠化的擴(kuò)張速度。

通過β多樣性分析得出結(jié)論：湘南不同程度石漠化群落間環(huán)境差異性較大，但在可能引起差異性的經(jīng)度、緯度及海拔等因素中，海拔高低的影響力排在第1位，其次是經(jīng)度，最后是緯度。Cody指數(shù)分析則說明了石漠化演替在由輕度石漠化到重度石漠化這一過程中速度特別快，所以石漠化的治理最主要手段就是要先遏制石漠化的蔓延趨勢，然后同時(shí)保護(hù)好輕度石漠化及中度石漠化地區(qū)，防止惡化。

在研究中發(fā)現(xiàn)，對于植物演替的過程敘述過于簡略，不同植被在不同程度石漠化地區(qū)處于的生態(tài)位及生態(tài)功能沒有深入研究，且調(diào)查范圍偏窄，若能夠?qū)⒄麄€(gè)湖南省甚至全國的石漠化地區(qū)做一次摸底清查，將最適宜恢復(fù)石漠化土地的植物分喬木、灌木、草本和藤本進(jìn)行分層次篩選，能夠在很大程度上促進(jìn)目前的石漠化恢復(fù)進(jìn)程。

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Plant community and species diversity in rocky desert areas of Southern Hunan

WU Linshi, CAO Fuxiang, PENG Jiqing, CAO Jiwu, XU Yongfu, DONG Xujie, XU Wen
（College of Life Science and Technology, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China）

Abstract:The diversity of plant species in 21 plots（5 000 km2）from Southern Hunan area was determined by calculating the indices of species diversity, richness, evenness, and dominance.Analysis included α and β diversity analyses with the Simpson（S）, Shannon-Wiener（SW）, Cody（C）, and Jaccard（J）Index.For rocky desert treatment and searching the regularities of growth and distribution of plant in rocky desert, applied with random quadrat sampling method and analysis by synthesis method.Results show there are overall presence of 63 families, 131 genera, and 173 species of vascular plants, 1）This included 15 families, 21 genera, and 24 species of trees; 34 families, 60 genera, and 74 species of shrubs; 32 families, 54 genera, and 63 species of herbs; 13 families, 22 genera, and 33 species of interlayer.2）The α shows that rocky desert area with low species richness（S = 0.796 9-0.936 1, SW= 2.104 7-3.274 6）and a simple community structure with indi-book=240,ebook=61vidual species having a relatively uniform distribution but a higher community diversity.Species composition for the tree layer was greatest in the potential rocky desert area（S = 3.274 6 and SW= 0.936 1）.At the community level, most of the trees were in the potential rocky desert.3）The β showed that environmental differences between different sample plot.The C Index revealed that, form light to severe desert area has different numbers species, the similarity coefficient of different rocky desert spot decreased.The J Index of different level rocky shows the maximum is of 7.29 times to the minium.Conclusion which plants species are suitable in rocky desertification areas, contain the expansion trend of rocky desertification, improve the environment.［Ch, 1 fig.3 tab.25 ref.］

Key words:forest ecology; rocky desert; ecological community;α diversity;β diversity

作者簡介：吳林世，從事植物學(xué)研究。E-mail: 282678605@qq.com

基金項(xiàng)目：國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201104016）；中南林業(yè)科技大學(xué)研究生創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目（CX2014B31）；湖南省研究生創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目（CX2014B344）

收稿日期：2015-04-21；修回日期：2015-06-26

doi:10.11833/j.issn.2095-0756.2016.02.008

中圖分類號(hào)：S718.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：2095-0756（2016）02-0239-08