淮北相山人工側(cè)柏林群落結(jié)構(gòu)與物種多樣性的初步研究

程雨蒙 張偉 郭傳友

摘? 要：以淮北相山人工側(cè)柏林為研究對象，選取15塊具有代表性的調(diào)查樣地，利用徑級結(jié)構(gòu)、重要值、物種多樣性指數(shù)等3個指標(biāo)，對其群落結(jié)構(gòu)與物種多樣性水平進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明：（1）相山人工側(cè)柏林中的側(cè)柏胸徑分布呈截尾正態(tài)分布，Ⅱ級和Ⅲ級個體占總株數(shù)的69.56%;（2）群落中側(cè)柏的重要值遠(yuǎn)高于其他樹種，占絕對優(yōu)勢;（3）群落物種豐富度低，群落結(jié)構(gòu)比較簡單。

關(guān)鍵詞：人工側(cè)柏林;群落結(jié)構(gòu);物種多樣性;淮北相山

中圖分類號 Q948文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2019）11-0064-3

Abstract：15 quadrats were selected for this study.Three indexes （diameter structure，importance value，species diversity index） were used to analyze the community structure and species diversity of the P. orientalis artificial forest. The results showed that：（1）Diameter distribution of the P. orientalis plantation revealed truncated normal distribution. The quantity of gradeⅠandⅡwas about 69.56% of the total individuals of P. orientalis;（2）The importance value of the P. orientalis is obviously greater than that of other species in the quadrats;（3）The species richness of the P. orientalis forest was relatively low，and the community structure was relatively simple.

Key words：Atificial Platycladus orientalis forest;Community structure;Species diversity;Xiangshan mountain in Huaibei City

側(cè)柏（Platycladus orientalis）屬于柏科（Cupressaceae）、側(cè)柏屬（Platycladus）植物。在我國溫帶相對干旱的區(qū)域，特別是在石灰?guī)r山地，側(cè)柏是主要的綠化造林樹種，其適應(yīng)不良環(huán)境的能力強(qiáng)，耐干旱、貧瘠，在許多其他樹種不利或者不能生長的土壤中均可生存，甚至在巖石縫隙中也能正常生長。側(cè)柏不僅育苗造林方法簡便，而且生長穩(wěn)定，根系較發(fā)達(dá)，具有良好的固土保水的作用[1]，其在荒山綠化、造防護(hù)林方面有著重要價值。為此，筆者開展了側(cè)柏群落結(jié)構(gòu)與物種多樣性的初步研究，為淮北地區(qū)荒山植被恢復(fù)和生態(tài)重建提供理論參考。

1 研究區(qū)域概況

淮北地處安徽省北部，地理坐標(biāo)為33°16′～34°14′N，116°23′～117°02′E。調(diào)查樣地位于淮北市境內(nèi)的相山，相山山脈是自徐州蜿蜒而來的余脈[2]，其主峰海拔342.8m，其他山地高程大都在200m左右?；幢睂儆诎霛駶櫦撅L(fēng)氣候區(qū)，四季分明，季風(fēng)明顯，降雨量適中，年平均降雨量在800～1000mm，干濕季明顯，降雨主要集中在夏季。但由于淮北相山山地土質(zhì)較差，土層薄，雨水留不住，為不適宜種植的石質(zhì)山。因此，適應(yīng)性強(qiáng)、又有固土保水作用的側(cè)柏，無疑是淮北相山進(jìn)行綠化造林和植被修復(fù)的優(yōu)先選擇?；幢毕嗌饺斯?cè)柏林中可見的樹種有臭椿（Ailanthus altissima）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、樸樹（Celtis sinensis）、青檀（Pteroceltis tatarinowii）、欒樹（Koelreuteria paniculata）、苦楝（Melia azedarach）、構(gòu)樹（Broussonetia papyrifera）等。

2 研究方法

2.1 調(diào)查方法 在淮北相山有代表性地段，共設(shè)置15個20m×20m的調(diào)查樣地，所選樣地的地形特征和土壤狀況均有所不同，涉及坡地、麓坡及頂坡。其中，2～5號樣地表面多為大塊巖石，表層土壤很少;1、7及12～15號樣地有明顯中小型石塊;其他樣地中石塊相對較少。在所調(diào)查的各個樣地中，對于所有胸徑大于4㎝的木本植物進(jìn)行每木檢測，記錄其樹高、胸徑、枝下高、冠幅等。然后，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析[3]。

2.2 徑級劃分 本研究采用側(cè)柏的徑級間接反映側(cè)柏的齡級，這是目前一種常見的研究喬木年齡結(jié)構(gòu)的方法。雖然這3個概念具有不同的含義，但是在環(huán)境相同或者相似的情況下，同一植物種類的齡級和徑級對環(huán)境的反應(yīng)具有一致性的規(guī)律[4]。胸徑（DBH）一般是指喬木主干離地面1.3m高處的直徑。本次調(diào)查獲取的側(cè)柏胸徑范圍在4.01～25.88㎝，在此范圍內(nèi)，可人為的將其徑級劃分為以下5個等級[5]，分別為：徑級I，4㎝

2.3 重要值計算 群落中物種的重要值是評價某一物種在群落中作用與地位的綜合性指標(biāo)[6]。重要值的計算有多種方法，其喬木種類的重要值計算公式如下：重要值=相對密度+相對頻度+相對顯著度。本研究中，相對密度是指調(diào)查樣方內(nèi)某喬木種類的多度與所有喬木種類的多度總和之比;相對頻度是指某一喬木種類在全部調(diào)查樣方中出現(xiàn)的百分率與所有喬木種類在樣方內(nèi)出現(xiàn)的百分率之和的比值;相對顯著度是指樣方中某種喬木個體的胸高斷面積之和與全部喬木個體胸高斷面積總和的比值。在植物群落中，某一物種的重要值越大，說明它的群落學(xué)地位與作用就越重要。因此，可以用重要值這一指標(biāo)表征群落物種的結(jié)構(gòu)狀況[7]。

2.4 物種多樣性計算 物種多樣性涉及群落2個層面的含義，它一方面可以反映1個群落所包含物種數(shù)目的多少，另一方面可以反映1個群落物種個體數(shù)目的配置狀況[8]。本文采用辛普森多樣性指數(shù)（Simpson′s diversity index）、香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)（Shannon-Wiener′s diversity index）、Pielou均勻度指數(shù)（Pielou′s evenness index）來檢測淮北相山側(cè)柏人工林群落物種多樣性水平。多樣性指數(shù)計算公式分別為：

3 結(jié)果與分析

3.1 側(cè)柏徑級結(jié)構(gòu) 本研究對側(cè)柏年齡結(jié)構(gòu)的分析是通過對其胸徑徑級間接完成。15個調(diào)查樣地中，胸徑大于4㎝的側(cè)柏共計473株。其中，胸徑屬于Ⅰ級的78株，Ⅱ級的188株，Ⅲ級的141株，Ⅳ級的49株，Ⅴ級的17株。根據(jù)不同徑級的個體數(shù)目進(jìn)行排序，其大小順序為Ⅱ級>Ⅲ級>Ⅰ級>Ⅳ級>Ⅴ級。徑級屬于Ⅱ級的側(cè)柏個體最多，占總數(shù)的39.75%;Ⅲ級次之，占總數(shù)的29.81%;Ⅴ級最少，占總數(shù)的3.59%;胸徑Ⅱ級與Ⅲ級2個徑級個體占總數(shù)的69.56%，即大約側(cè)柏總株數(shù)的2/3。由此統(tǒng)計結(jié)果可知，相山調(diào)查樣地中的側(cè)柏林，林齡較小，本次調(diào)查的側(cè)柏林正值生長發(fā)育的旺盛階段。不同徑級個體數(shù)的差異主要是受人工種植的時間影響。

3.2 物種重要性分析 調(diào)查樣地中主要喬木種類的重要值見表1。由表1可知，淮北相山的人工側(cè)柏林群落中，側(cè)柏的重要值明顯大于其他喬木種類，說明側(cè)柏是群落中單一的優(yōu)勢種，在群落中占有絕對的優(yōu)勢。主要原因是側(cè)柏人工種植時間偏短，側(cè)柏人工林的年齡較小，其他樹種很難在短時間內(nèi)進(jìn)入側(cè)柏林，并成為優(yōu)勢種[9]。另外，受環(huán)境條件的不利影響較大，在所調(diào)查的樣地中，有些樣地的土壤條件很差，其他樹種不宜侵入和生長。只有隨著人工側(cè)柏林群落的進(jìn)一步生長發(fā)育環(huán)境條件的逐步改善，并輔以人工撫育管理，其它植物才能逐漸侵入，并定居下來，改變目前側(cè)柏群落組成和層次結(jié)構(gòu)單一的問題。

3.3 物種多樣性分析 淮北相山人工側(cè)柏林群落各樣地主要木本植物的多樣性計算結(jié)果見表2。從表2可見，調(diào)查樣地中的木本植物物種數(shù)及各物種的個體數(shù)都有較大差別，這與各樣地所處環(huán)境條件不同有很大關(guān)系。從調(diào)查情況看，2～5號樣地為具有大塊巖石的樣地，其內(nèi)木本植物，尤其是喬木種類較之其他樣地明顯要少，與石塊較少、土層較厚的6號及8～11號樣地相比，無論在物種數(shù)方面，還是在每個物種的多度方面都有明顯差距。一般情況下，物種多樣性水平與所處的環(huán)境條件呈正相關(guān)，環(huán)境條件越優(yōu)越，物種多樣性水平越高[10]。本研究結(jié)果顯示，環(huán)境條件差的樣地在物種數(shù)及其物種多度方面雖然均沒有環(huán)境相對好的樣地高，但2～5號樣地的物種多樣性水平總體上相對較高。主要原因在于這些樣地物種數(shù)少且多度低，但物種個體分布的均勻度較好?？傮w來說，淮北相山的人工側(cè)柏林物種的多樣性水平較低，有待進(jìn)一步提高，這對于側(cè)柏林今后的生長發(fā)育、提高穩(wěn)定性以及相山植被恢復(fù)與生態(tài)重建都具有十分重要的意義。

4 結(jié)論與討論

從研究結(jié)果看，淮北相山的側(cè)柏林的側(cè)柏徑級結(jié)構(gòu)比較簡單，不同年齡段的個體分布比較靠近，且大都處于幼年生長旺盛的階段。處于這一階段的側(cè)柏林，其優(yōu)勢種比較單一，側(cè)柏的重要值遠(yuǎn)高于其他喬木種類，在各群落樣地中占有絕對優(yōu)勢，這在短時間內(nèi)不利于群落多樣性的發(fā)展。同時，由于人工種植方式存在不足、環(huán)境條件不良及群落年齡尚小等原因，目前，淮北相山人工側(cè)柏林群落的物種組成不夠豐富，層次結(jié)構(gòu)也不夠復(fù)雜，這對于抵抗人工林病蟲害的發(fā)生及提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性都是不利的[11]。從淮北相山人工側(cè)柏林目前的生長發(fā)育狀況來看，應(yīng)該人工選取一定數(shù)目的的適宜樹種與側(cè)柏混合載植，并進(jìn)一步加強(qiáng)對現(xiàn)有人工林的管理，提高存活率;同時應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件，合理密植[12]，使人工側(cè)柏林群落物種組成、年齡結(jié)構(gòu)及空間結(jié)構(gòu)方面朝著有利于群落恢復(fù)生長的方向發(fā)展。

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（責(zé)編：張宏民）