貴州丹寨縣龍泉山自然保護區(qū)典型植物群落結構及多樣性研究

楊暢福 楊焱冰 余德會 袁叢軍 李 鶴 胡譯文

(1.貴州林業(yè)勘察設計有限公司 貴陽 550003；2.貴州大學 貴陽 550025；3.貴州雷公山國家級自然保護區(qū)管理局 雷山 557100；4.貴州省林業(yè)科學研究院 貴陽 550005)

一定的物種組成是植物群落的重要特征之一，研究群落中物種組成與多樣性特征可直接反映植物群落所包含物種數(shù)目的多少與群落物種個體數(shù)目的配置狀況，對群落的結構、動態(tài)及生態(tài)具有一定的揭示作用[1, 2]。植物群落具有較強的地域性，不同地域間的群落特征具有較大的差異[3]。龍泉山保護區(qū)位于亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)，季風氣候明顯，地帶性植被屬中亞熱帶常綠闊葉林，植物資源豐富，群落類型多樣。但該保護區(qū)未見相關植物群落的研究報道，本研究通過對龍泉山保護區(qū)典型植物群落進行群落調(diào)查，分析龍泉山保護區(qū)典型群落物種組成及多樣性特征，為保護區(qū)生物多樣性的保護、植被恢復樹種的選擇以及可持續(xù)利用提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

龍泉山保護區(qū)屬丹寨縣的縣級自然保護區(qū)，地處東經(jīng)107°45'8.436"～107°46'24.246"，北緯26°12'1.112"～26°13'47.332"。處于南北向褶皺和南北向斷層帶上，西部區(qū)域地勢抬升形成山體，東部多形成低洼地勢。海拔在975m～1447m之間。屬亞熱帶季風濕潤氣候區(qū)，年平均日照時數(shù)1264.5小時；年降雨量1259.7～1508.4mm，年平均氣溫12.6℃～17.2℃，無霜期為228～283天。區(qū)內(nèi)有砂頁巖、碳酸鹽巖等；土壤主要分布有黃壤或黃棕壤、水稻土等類型，以黃壤面積最大。水系隸屬長江流域沅江支流。植被類型主要有針葉林、針闊混交林、闊葉林、竹林及灌叢等5類。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地設置

2016年12月，遵循典型群落樣地的設置方法，在1100m～1400m海拔之間，在群落典型地段進行樣地設置，共設置9個樣地，并記錄GPS位置信息、海拔、坡度、坡向、土壤類型等生態(tài)因子(見表1)。樣地大小為20m×20m，其中，喬木層4個大小為10m×10m的樣方，灌木層沿同一方向設置4個2m×2m的樣方，草本層沿同一方向設置4個1m×1m的樣方。喬木層記錄所有胸徑大于等于5cm樹種的株數(shù)、高度、胸徑與蓋度。灌木層記錄所有物種的多度、地徑、高度、蓋度，草本層記錄所有種的多度、高度、蓋度[4]。

表1 龍泉山自然保護區(qū)樣地基本概況

1.2.2 數(shù)據(jù)分析與處理

重要值計算：喬木層、灌木層為重要值=相對密度+相對頻度+相對顯著度，草本層為相對蓋度+相對頻度+相對高度。

物種多樣性計算：參照劉燦然、馬克平[5]的生物群落多樣性的測度方法，計算公式如下：

式中：S為物種數(shù)目，Pi為ni/N，ni表示第i個類群的個體數(shù)，N表示所有類群的個體總數(shù)。

采用Excel2016軟件對試驗數(shù)據(jù)進行整理、作圖分析。

2 結果與分析

2.1 種類組成

對樣地的物種進行編目統(tǒng)計，共記錄到維管束植物120種，隸屬51科79屬。其中，蕨類植物6科9屬10種，裸子植物2科2屬3種，被子植物43科68屬107種。大于5種的科有薔薇科Rosaceae、山茶科Theaceae、樟科Lauraceae、百合科Liliaceae、禾本科Gramineae、忍冬科Caprifoliaceae 等6科，共計44種，占總科、種數(shù)的比分別為11.8%、36.7%。含2～4種的科有杜鵑花科Ericaceae、大戟科Euphorbiaceae、豆科Leguminosae、金星蕨科Thelypteridaceae、菊科Compositae、茜草科Rubiaceae、烏毛蕨科Blechnaceae等17科，共計48種，占總科、種數(shù)的比分別為33.3%、40%。含1種的科有28科，占比為54.9%。

2.2 重要值特征

重要值是表示某個物種在群落中的地位和作用的綜合指標[6]。9個樣地中，僅有1、2、3、9號樣地具有喬木樹種。由表2可看出。在喬木層中均主要以針葉樹為主，僅有3號樣地中貴州榿葉樹Clethrakaipoensis1種為闊葉樹，1、2號樣地中杉木Cunninghamialanceolata均占絕對優(yōu)勢，重要值分別為0.9069、0.5322，9號樣地中華山松Pinusarmandii優(yōu)勢明顯，可以看出龍泉山保護區(qū)植被類型主要以針葉林為主。

表2 龍泉山保護區(qū)典型群落重要值排名前3位的喬木

在灌木層的9個樣地中，物種重要值排名前三位的物種共有11種(見表3)，是龍泉山保護區(qū)植物群落灌木層的主要組成物種。其中，以杜鵑Rhododendronsimsii重要值為最大的樣地有1、4、5、8號4個樣地，占樣地總數(shù)的44.4%；此外，在其他樣地中杜鵑重要值排名均為第二，可見杜鵑在龍泉山保護區(qū)植物群落中占據(jù)一定的位置。除杜鵑之外，排名第一的還有紫金牛Ardisiajaponica、油茶Camelliaoleifera、秦氏箭竹Sinarundinariachingii，分別在2、4、6號樣地，是三個樣地群落灌木層的重要組成。

由表4可看出，保護區(qū)的草本主要以蕨類、莎草科、禾本科的物種為主，尤其是蕨類植物，在9個樣地中共計有9種。其中，以蕨Pteridiumaquilinumvar.latiusculum最多，在2、5、7、8號4個樣地中重要值均為最大。在1號樣地中重要值最大的為茜草Rubiacordifolia，3號樣地中為絲葉薹草Carexcapilliformis，4、8號2個樣地重要值最大的均是五節(jié)芒Miscanthusfloridulus。

表3 龍泉山保護區(qū)典型群落重要值排名前3位的灌木

表4 龍泉山保護區(qū)典型典型群落重要值排名前3位的草本

2.3 群落物種多樣性分析

群落物種多樣性是指群落在組成、結構、功能與動態(tài)方面表現(xiàn)出來的差異性，可體現(xiàn)出群落中物種總數(shù)與個體在空間上的分配狀況[7, 8]。由表5可知，Margalef多樣性指數(shù)上，灌木層值最大的樣地有1、2、4、9號樣地，這4個樣地中的灌木層物種最為豐富。草本層值最大的有樣地有3、5、6、7、8號5個樣地，草本物種最為豐富。整體水平上，喬木層物種豐富度較低，灌木層、草本層較為豐富。Simpson-Wiener指數(shù)上，喬木層值最大的有1、2、3、9號4個樣地，喬木層物種多樣性最豐富。灌木層值最大的有4、5、6、7、8號5個樣地，灌木層物種多樣性最為豐富。Simpson優(yōu)勢度指數(shù)上，灌木層值最大的有1、2、9號3個樣地，灌木層優(yōu)勢物種較為明顯。草本層值最大的有3、4、5、6、7、8號5個樣地，草本層優(yōu)勢物種較為明顯。Pielou均勻度指數(shù)上，草本層值最大的有1、3、4、5、6、7、8、9號8個樣地，草本層物種分布最為均為，差異較小。僅2號樣地呈現(xiàn)灌木層最為豐富的現(xiàn)象。

表5 龍泉山保護區(qū)9個樣地的物種多樣性指數(shù)

3 結論與分析

(1)本次研究區(qū)各樣地調(diào)查共計有維管束植物120種，隸屬51科79屬。其中，以被子植物最為豐富，共有43科68屬107種，蕨類植物次之，共6科9屬10種，裸子植物最少，僅2科2屬3種。

(2)優(yōu)勢科不明顯，大于5種的科有僅6科，共計44種，占總科、種數(shù)的比分別為11.8%、36.7%。而含1種的科有28科，占比為54.9%。群落樣地內(nèi)的喬木層優(yōu)勢物種主要為貴州榿葉樹、杉木、華山松3種。灌木層優(yōu)勢物種主要為杜鵑、紫金牛、油茶、秦氏箭竹，草本層優(yōu)勢物種主要為蕨、茜草、絲葉薹草。

(3)物種多樣性上，灌木層、草本層物種豐富度最為豐富，均勻度較高。喬木層僅在少數(shù)樣地中出現(xiàn)物種多樣性較高的情況，表明了各樣地間群落物種在種類上、數(shù)量上均具有一定差異。

總體上，研究區(qū)內(nèi)的植物群落物種較為豐富，群落類型主要以杉木林、華山松林、貴州榿葉樹林以及油茶灌叢、杜鵑灌叢、秦氏箭竹灌叢為主，但喬木層物種豐富度較低，主要原因是該保護區(qū)在成立前的原生植被類型已經(jīng)不存在，現(xiàn)存植被都屬于次生的類型。此外，有關龍泉山保護區(qū)植被方面的本底研究未見有過報道，建議進行相關的工作，為保護和利用提供基礎依據(jù)。