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官山自然保護區(qū)穗花杉群落特征及物種多樣性探析

2023-03-14 12:23歐陽園蘭黎杰俊
南方農(nóng)業(yè)·下旬 2023年12期
關(guān)鍵詞:物種多樣性群落

歐陽園蘭 黎杰俊

摘 要 為了解江西省宜春市官山穗花杉群落的生存現(xiàn)狀,探究其保護機制,對官山穗花杉群落進行了野外調(diào)查與研究。結(jié)果表明,在監(jiān)測樣地內(nèi)共調(diào)查到胸徑≥1 cm植物919株,隸屬于32科49屬54種,群落物種相較之前更豐富;喬木層的Simpson優(yōu)勢度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)均大于灌木層和整個群落;樣地中的穗花杉個體數(shù)有192株,占樣地木本植物個體數(shù)的37.35%,除了糙花少穗竹,穗花杉重要值最高,在木本植物中占絕對優(yōu)勢;穗花杉的幼齡樹占大多數(shù)、中齡樹次之、老齡樹極少,其種群仍處于相對穩(wěn)定發(fā)展階段。

關(guān)鍵詞 穗花杉;群落;物種多樣性;官山自然保護區(qū)

中圖分類號:Q948.12 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2023.24.050

穗花杉屬于紅豆杉科穗花杉屬常綠小喬木,是我國特有的國家二級保護野生物種。穗花杉主要生長在海拔300~1 800 m的陰濕溪谷兩旁或林內(nèi),呈零星分布,很少形成群落。根據(jù)文獻(xiàn)報道,目前天然穗花杉在湖南省綏寧縣,江西省宜豐縣、修水縣,四川省都江堰市和湖北省興山縣等地有集群分布[1-5]。對其群落特征進行研究,發(fā)現(xiàn)穗花杉群落大都表現(xiàn)為幼齡樹占大多數(shù),中齡樹居次,老齡樹極少,種群仍處于相對穩(wěn)定發(fā)展階段。

通過對江西省宜春市官山保護區(qū)典型穗花杉天然林群落結(jié)構(gòu)進行研究,闡明穗花杉天然林的群落結(jié)構(gòu)特征、物種多樣性等,有助于揭示其瀕危原因,為穗花杉天然林保護及遺傳資源的保存、評價及遺傳育種提供實驗依據(jù)。

1 研究方法

1.1 區(qū)域概況

官山國家級自然保護區(qū)地處九嶺山脈西段,地跨宜春市宜豐縣、銅鼓縣,總面積11 500.5 hm2。區(qū)內(nèi)保存著大面積的原生性常綠闊葉落葉混交林及珍貴植物群落,生物多樣性極為豐富,其中珍稀植物穗花杉植物群落、中亞熱帶常綠闊葉林生態(tài)系統(tǒng)在我國具有突出的代表性,并且是我國華東地區(qū),尤其是長江中下游區(qū)域少有的生物基因庫和生物多樣性保護基地,具有很高的科研價值和社會經(jīng)濟價值。

1.2 樣方調(diào)查

依據(jù)中國森林生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測樣地設(shè)置方法,參照國際森林生態(tài)學(xué)大樣地建設(shè)技術(shù)規(guī)范,于2016年7月在官山國家級自然保護區(qū)大、小西坑內(nèi)選擇典型的穗花杉群落,建設(shè)5個20 m×20 m標(biāo)準(zhǔn)固定樣地,在每個樣地內(nèi)設(shè)4個10 m×10 m的小樣方,以小樣方為基本調(diào)查單元,記錄植物胸徑≥1 cm的所有個體的名稱、胸徑、生長狀況等信息。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1 徑級分布

主要針對穗花杉進行徑級分布,根據(jù)調(diào)查到的穗花杉胸徑(Diameter at Breast Height,DBH),以每2 cm為一級,1~21 cm共分為10個徑級,分別為

1 cm≤DBH<3 cm、3 cm≤DBH<5 cm、5 cm≤DBH<

7 cm、7 cm≤DBH<9 cm、9 cm≤DBH<11 cm、

11 cm≤DBH<13 cm、13 cm≤DBH<15 cm、15 cm≤DBH<17 cm、17 cm≤DBH<19 cm與

19 cm≤DBH<21 cm。

1.3.2 物種多樣性指數(shù)

根據(jù)樣地資料,計算不同物種的相對密度(Mr)、相對顯著度(Pr)、相對頻度(Fr)和相對高度(Hr),計算每個樣地不同物種的重要值(IV),并以物種的重要值為基礎(chǔ),計算物種多樣性指數(shù)。采用物種豐富度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)綜合評價穗花杉群落的物種多樣性。具體公式為

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

式中:n為某個種的株數(shù);N為所有種的總株數(shù);sBH為某個種的胸高斷面積;SBH為所有種的胸高斷面積之和;n0為某個種在樣方中出現(xiàn)的次數(shù);N0為所有種出現(xiàn)的總次數(shù);h0為某個種的總高度;H0為所有種的高度之和;D為Simpson優(yōu)勢度指數(shù);H為Shannon-Wiener多樣性指數(shù);J為Pielou均勻度指數(shù);S為豐富度指數(shù),即出現(xiàn)在樣方的物種數(shù);Pi為第i種的個體數(shù)與所有種個體總數(shù)的比值。

2 結(jié)果與分析

2.1 穗花杉群落物種組成

在5個穗花杉動態(tài)監(jiān)測樣地構(gòu)建的20個小樣方內(nèi)共調(diào)查到植物(胸徑≥1 cm)54種,隸屬于32科

49屬。其中,木本植物52種,植株數(shù)有514株;禾本科植物2種,為毛竹(4株)和糙花少穗竹(401株);樣地中的穗花杉個體數(shù)有192株,占樣地木本植物個體數(shù)的37.35%;樣地中只有1個物種的個體數(shù)為

19株,占總物種數(shù)的35.18%,占樣地木本植物個體總數(shù)的3.69%。穗花杉群落的郁閉度大多在0.4~0.5,植株分布比較稀疏,平均每100 m2有立木30株左右(除含糙花少穗竹的樣地)。

通過重要值排序(表1),在穗花杉群落中,重要值大于1的物種有25種,排第一位的是糙花少穗竹,由于其在群落中株數(shù)最多(401),其重要值最大(21.89),但出現(xiàn)的頻度不高;其次是穗花杉(14.89),但其株數(shù)(192)、頻度(19)在木本植物里都是最大,故是群落的主要建造者。毛紅椿、三峽槭、黑殼楠、榧樹及枸骨等多是穗花杉群落喬木層的優(yōu)勢種,其他樹種如青錢柳、港柯、毛豹皮樟、木荷等,雖然形體高大,但株數(shù)較少,是群落的伴生樹種,這些樹種為喜漫射光的穗花杉創(chuàng)造了良好的生存環(huán)境,對群落影響較大。

2.2 穗花杉群落物種多樣性指數(shù)

表2為穗花杉群落物種的多樣性指數(shù)??梢钥闯?,喬木層除了豐富度指數(shù)(S)和植株數(shù)外,其Simpson優(yōu)勢度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)均大于灌木層的和整個群落,主要是處于灌木層中的糙花少穗竹植株數(shù)占整個灌木層植株數(shù)的59.58%,且集中分布在一個樣地內(nèi)。若剔除糙花少穗竹的影響,則穗花杉群落的Simpson優(yōu)勢度指數(shù)(6.300)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(2.740)和Pielou均勻度指數(shù)(0.690)都會增高,略高于何飛等1999年在江西官山所調(diào)查的穗花杉群落,說明隨著群落演替變化,群落結(jié)構(gòu)也發(fā)生著較大變化[2]。

2.3 穗花杉種群結(jié)構(gòu)

在群落的調(diào)查過程中,共調(diào)查到穗花杉192株(胸徑≥1 cm),穗花杉幼苗(胸徑<1 cm)有110株,

胸徑最大20.9 cm,樹高最高7.5 m,平均胸徑為

6.58 cm,平均樹高4.06 m,密度0.15株·m-2。徑級結(jié)構(gòu)如圖1所示,隨著胸徑的增加,樹齡的增長,其株數(shù)相應(yīng)遞減。在1 cm≤DBH<5 cm和5 cm≤DBH<9 cm兩個徑級區(qū)間的植株數(shù)為78株和66株,遞減不大;在9 cm≤DBH<13 cm、13 cm≤DBH<17 cm、17 cm≤DBH<21 cm 3個徑級區(qū)間,植株數(shù)分別為

30株、14株和4株,遞減幅度增大,說明穗花杉植株胸徑增大到9 cm以上時,遞減趨勢增大,其淘汰率加大??梢钥闯?,官山保護區(qū)的穗花杉天然林中穗花杉的幼齡樹占大多數(shù)、中齡樹次之、老齡樹極少,其種群仍處于相對穩(wěn)定發(fā)展階段。另外,官山大小西坑穗花杉天然林具有特殊的地理環(huán)境,擁有懸?guī)r奇峰的溝谷,溝內(nèi)常年保持水流,陰濕度較大,因此林間富含腐殖質(zhì),便于穗花杉樹苗的發(fā)育,穗花杉天然更新較為

良好。

3 結(jié)論與討論

通過對官山保護區(qū)穗花杉群落物種組成的分析可知,保護區(qū)木本植物種類豐富,且穗花杉的株數(shù)、頻度、重要值都遠(yuǎn)高于其他物種,說明穗花杉在木本植物中占絕對優(yōu)勢。從群落物種多樣性指數(shù)分析可知,群落除了豐富度指數(shù)和植株數(shù)外,其Simpson優(yōu)勢度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)均略微低于喬木層,若剔除糙花少穗竹,群落的多樣性指數(shù)均高于喬木層和灌木層,說明糙花少穗竹對群落有一定影響。總體而言,該群落物種多樣性較高,分布均勻,群落較為穩(wěn)定。從穗花杉種群結(jié)構(gòu)分析可知,穗花杉的徑級呈倒“J”形分布,通過胸徑大小判斷其年齡大小,穗花杉的幼齡樹占大多數(shù)、中齡樹居次、老齡樹極少,其種群仍處于相對穩(wěn)定發(fā)

展階段。

但是,從此次野外調(diào)查的數(shù)據(jù)來看,官山穗花杉天然林群落受到竹子面積增大的影響,尤其是受糙花少穗竹的影響,其重要值(21.89)在穗花杉群落中排在第一位,植株數(shù)占有率達(dá)43.63%,且現(xiàn)主要集中分布在一個樣地內(nèi)。研究表明,糙花少穗竹的竹鞭、竹筍、幼竹生長節(jié)律與毛竹相似,對資源的利用較充分,對環(huán)境因子的適應(yīng)性較強,墾復(fù)改造荒蕪野生竹林,2~3年

即可郁閉成林。因此,官山穗花杉天然林群落中糙花少穗竹對穗花杉的順向演替進程影響較大,在種間競爭過程中,會逐漸阻礙其他物種的幼苗和幼樹的生長發(fā)育,從而使官山保護區(qū)的穗花杉資源量遭到破壞。故需要采取一定的有效措施調(diào)控糙花少穗竹擴張的影響,以便加強對江西官山保護區(qū)穗花杉天然林的有效保護。

參考文獻(xiàn):

[1]? 劉克旺,石道良,楊旭紅,等.湖南綏寧縣神坡山穗花杉群落特征初步研究[J].武漢植物學(xué)研究,1999(2):137-145.

[2]? 何飛,鄭慶衍,劉克旺.江西宜豐縣官山穗花杉群落特征初步研究[J].中南林學(xué)院學(xué)報,2001(1):74-77.

[3]? 聞天聲,汪延芬,范志剛,等.贛北黃花山穗花杉天然林的初步研究[J].江西林業(yè)科技,1992(3):13-16.

[4]? 劉智慧,譚經(jīng)正,廖邦洪,等.四川青城山穗花杉種群和群落特征的初步研究[J].熱帶亞熱帶植物學(xué)報,1994(2):22-30.

[5]? 彭輔松.湖北興山發(fā)現(xiàn)成片穗花杉林[J].植物雜志,1988(5):5.

(責(zé)任編輯:張春雨)

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