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支提山国家级森林公园苦槠群落物种多样性研究

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摘要 对苦槠群落植物区系组成和物种多样性进行研究分析,结果表明:福建省宁德市支提山国家级森林公园苦槠群落植物区系成分复杂,热带成分比例较高。苦槠群落组成多样性较高,植物种类丰富且组分复杂,群落垂直结构中灌木层—乔木层—草本层物种多样性依次递减,乔木层、灌木层物种丰富度与多样性指数明显大于草本层。

关键词 支提山国家级森林公园;苦槠群落; 植物区系;物种多样性

中图分类号 S792.17;S718.54 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2011)12-0193-01

苦槠[Castanopsis sclerophylla(Lindl.)Schott.]属壳斗科(Fagaceae)常绿阔叶乔木,冠幅庞大,树形优美,林相整齐。苦槠林广泛分布于我国长江流域以南各省,资源丰富,是中亚热带常绿阔叶林较典型的优势树种[1-2],在福建省支提山国家级森林公园大面积分布。该研究初步分析了苦槠群落植物区系组成和物种多样性,以为保护支提山国家级森林公园苦槠群落物种多样性提供科学依据。

1 研究区概况

支提山国家级森林公园位于福建省宁德市蕉城区霍童镇南侧(鹫峰山脉中段东麓),距离蕉城市区约50 km,公园规划面积为2 299.93 hm2 [3]。支提山主峰海拔高1 139.4 m,主要土壤类型为红黄壤、黄红壤和红壤,pH值5.5~6.5,局部地区有山地草甸土,母岩以花岗岩为主。土壤腐殖质较丰富,水肥条件较好[3]。该地域年均降水量1 750~1 800 mm,无霜期290 d,年日照时数1 450~1 500 h,年平均气温18.1~18.8 ℃,降水日数约200 d。属亚热带海洋性气候,春夏季温热多雨,雨量充沛,气候温暖,秋冬季稍干旱。拥有丰富的植物种类和多种多样的群落类型,主要植物群落类型有亚热带针阔混交林、中亚热带阔叶林、竹林、中亚热带针叶林等[3]。

2 调查方法[4-9]

2010年8—9月,在支提山的苦槠天然林中按照常规植物群落学研究的取样技术选取8块规格为20 m×20 m的典型样地(表1),测定其生态因子,包括坡度、坡向、海拔、坡位、土壤条件和群落类型等[7]。在各样地内采取相邻格子法分别设置16个5 m×5 m的小样方,对每个小样方进行每木检尺,调查灌木、草本调查株数、种名、高度和盖度,以及每株乔木的胸径、种名、高度和冠幅等,并记录层间植物[8-9]。

乔木层重要值计算式为:

A=B+I+D/3(1)

式中,I为相对频度;A 为乔木层重要值;D为相对显著度;B为相对密度。

灌木层及草本层重要值计算式为:

F=(B+I+E)/3(2)

式中,F为灌木层及草本层重要值;E 为相对盖度。物种丰富度指数计算式为:

S=G(3)

式中,S为物种丰富度指数;G为样地内所有物种数[8]。

Simpson生态优势度指数(C)计算式为[9]:

C=ΣPi2 (4)

Pielou均匀度指数(J)计算式为:

J=(-PilnPi)/lnS(5)

SW指数(H)计算式为[9]:

H=-ΣPilnPi(6)

并利用Pielou均匀度指数(J)、Simpson生态优势度指数(C)和SW指数(H)测定科属种的多样性。当测定属种多样性时,ni为第i属的种数,S为样地总属数,N 为总种数;当测定科种多样性时,ni为第i科的种数,S为样地总科数,N为总种数;当测定科属多样性时,ni为第i科的属数,S为样地总科数,N为总属数[8-9]。

3 结果与分析

3.1 植物区系与群落科属种组成多样性

调查发现,支提山国家级森林公园苦槠群落共有维管束植物49科86属133种(含变种,下同),其中裸子植物2科2属2种,被子植物43科79属125种(含单子叶植物4科4属5种,双子叶植物39科75属120种),蕨类植物4科5属6种。仅含1种的属有55属,占属总数的63.95%;而仅含1~2种的科有38科,占科总数的77.6%;杜鹃花科、壳斗科、山茶科、樟科、茜草科和蔷薇科为优势科,表明该群落的科属组成较分散[8]。

由表2可知,世界分布的有悬钩子属(Rubus)、苔草属(Carex)、黄芩属(Scutellaria)和堇菜属(Viola)4属;植物区系泛热带分布大于热带亚洲分布。属的地理成分有31属为温带类型,占总属数的40.26%,有44属为热带类型,占总属数的57.14%,表明该群落热带、亚热带特征显著,且温带成分也占较大比重。中国特有分布的有腊梅属(Chimonanthus)和杉属(Cunninghamia)。科属种多样性反映植物区系的多样化,对了解群落科属种的组成有一定意义[8-9]。由表3可知,SW指数较大,表明苦槠群落中科属种组成多样性高,植物种类丰富,组成复杂。其科属多样性SW 指数为2.585 1~3.195 1,其中属种多样性SW 指数为2.898 8~3.701 3,科种多样性SW 指数为2.457 9~3.071 8,且该群落属种多样性>科属多样性>科种多样性[8-9]。

3.2 群落结构与物种多样性

由表4可知,由于仅在苦槠林缘或林窗下,因光照充足而草本植物数量较丰富,而苦槠林中草本植物种类少且分布不连续,地被植物稀疏,郁闭度较大,草木层物种丰富度和SW指数平均值均低于乔木层和灌木,差异达极显著(表5)。由于苦槠为单优势群落,组成乔木层种类偏少,造成乔木层物种多样性较低;而灌木层中除有大量灌木树种外,还有许多乔木树种幼树和幼苗,故而其物种多样性较高,因而乔木层物种丰富度、SW 指数、均匀度指数平均值均略小于灌木层,但经显著性检验,它们之间除均匀度指数外均无显著差异(表5),表明群落乔木层与灌木层物种多样性较接近[8]。

4 结论

支提山国家级森林公园苦槠群落共有维管束植物49科86属133种(含变种)。植物种类丰富,科属种复杂,属种多样性>科属多样性>科种多样性。种子植物属地理分布热带多于温带。物种多样性垂直结构特点为草本层则显著低于乔木层和灌木层,而乔木层略小于灌木层,但差异不显著[8]。

5 参考文献

[1] 章浩白.福建森林[M].北京:中国林业出版社,1993.

[2] 林鹏.福建植被[M].福州:福建科学技术出版社,1990.

[3] 盖新敏,陆继策,谢作贵,等.突脉青冈林乔木层主要植物种群空间分布格局[J].山东林业科技,2006(3):25-26.

[4] 洪伟等.森林生态系统经营研究[M].北京:中国林业出版社,2001.

[5] 洪伟.闽江流域森林生态研究[M].厦门:厦门大学出版社.2000.

[6] 吴承祯,洪伟,陈辉,等.万木林中亚热带常绿阔叶林物种多样性研究[J].福建林学院学报,1996,16(1):33-37.

[7] 朱荣宗.突脉青冈天然林林分结构分析[D].福州:福建农林大学,2009.

[8] 胡正华,于明坚,余志良,等.古田山国家级自然保护区甜槠群落物种多样性研究[J].中国生态农业学报,2005,13(1):35-37.

[9] 胡正华,于明坚,丁炳扬,等.浙江古田山自然保护区青冈群落特征研究[J].中国生态农业学报,2005,13(3):169-171.

[10] 吴征镒.中国种子植物属的分布区类型[J].云南植物研究,1991,13(增刊):136-139.