广西千家洞自然保护区珍稀濒危植物福建柏群落的研究

江西农业学报 2007,19(5):51~53A cta A gr i culturae Jiangx i
广西千家洞自然保护区珍稀濒危植物福建柏群落的研究
吴协保1
,但新球1
,刘扬晶
2
收稿日期:2007-01-23
作者简介:吴协保(1972-),男,湖南安化人,硕士,工程师,从事森林资源监测规划设计工作。

(1.国家林业局中南林业调查规划设计院,湖南长沙410004;2.中南林业科技大学资源与环境学院,湖南长沙410004)
摘 要:采用5个物种多样性指数对广西千家洞自然保护区珍稀濒危植物福建柏(F ok ieni a hodgins ii (Dunn)H enry et T homas)群落进行物种多样性测定,系统地分析了群落的种类组成、结构、外貌、演替等。

研究结果表明:群落垂直结构明显,可分为乔木层、灌木层、草本层、地被层。

共有维管束植物81种,隶属40科,51属。

生活型以高位芽植物占优势(76.54%),是典型的亚热带针阔混交林。

群落的物种多样性高,各项物种多样性指数的大小关系:灌木层>草本层>乔木层。

整个群落的丰富度F 高达3.7998;Si m pson 指数D 为0.8327,Shannon -W iener 指数H 为1.9384;基于S i m pson 指数的均匀度指数J S 为0.8443,而基于Shannon-W iener 指数的均匀度指数J SW 为0.9130。

从植物区系上或结构上来看,目前这个群落已经稳定,属于亚顶级群落。

关键词:福建柏;珍稀濒危植物;生物多样性;植物群落;广西
中图分类号:Q949.667 文献标识码:A 文章编号:1001-8581(2007)05-0051-03
St udy on Co mmunity of Rare and Endangered P lant Fokienia hodginsii
in Q ianjiadong Nat ure Reserve in Guangxi Province
WU X i e-bao 1,DAN X i n-q i u 1,L I U Y ang-ji ng 2
(1.C entra lSout h Forest Investi gati ng and P lann i ng Instit u te ,t he State F orestry A d m i n istration s G overn m ent ,Changsha 410014,Chi na ;2.Co ll ege of R esources and Env iron ment ,Centra l South U n i versit y o f F orestry and T echno l ogy ,Changsha 410004,Ch i na)
Abstract :R are and endangered co mmunity of Fok ienia hodginsii was stud i ed by usi ng 5spec i es d i versity i nd i ces i n Q i anjiadong nature reserve i n Guangx i prov i nce .F loristic co m position ,structure ,physiogno my and t he s uccessi on of the co mm unity were sy ste m ati ca lly analyzed .The res u lts i ndicated as foll ows :The vertica l struct ure of t he co mmunity was obvious ,w hich was composed by arbor ,s hrub ,herb and laye rs .T here were 81vascular plant species i n t he commun it y ,be l ong i ng to 40fa m ili es and 51genera .Phanerophy tes (accounted f o r 76.54%)w ere do m i nant i n t he life-for m,w hich w as representati ve theropencedry m i on o f t he s ubtrop i cs ;T he commu n it y had very high spec i es dive rsity .Species d i versity i ndices o f shrub l ayer w ere h i ghe r than t hose i n arbor laye r and herb l ayer .R ich ness i ndex F of the community w as 3.7998,Si m pson i ndex D w as 0.8327,Shannon-W e i ner index H was 1.9384,evenness index J S based on S i m pson i ndex w as 0.8443,and evenness i ndex J S W based on Shannon -W ei ner i ndex w as 0.9130;W hatever the flora or struct ure are seen fro m,the co mm unity is now at t he stable phase ,be l ong i ng to sub-c li m ax commun ity .
K ey words :F ok ieni a hodginsii ;R are and endang ered p l ant ;B io-d i versity ;P l ant co mmunity ;G uangx i province
福建柏是柏科福建柏属的常绿乔木,树皮紫褐色,平滑。

鳞叶在扁平的小枝上排成一平面,叶背具明显白色凹陷气孔带,雌雄同株,球果近球形,隔年成熟,属国家二级珍稀濒危保护植物
[1,2]。

分布于中亚热带,主要分布
于浙江、福建、广东、湖南、贵州、广西、四川、云南等省,越南北部也有分布。

喜生于气候温暖,雨量较多,湿度较大,土质湿润,腐殖质层较厚,排水良好的酸性黄壤地带,在较高海拔处生长良好。

福建柏为我国特有的单种属植物,古老的残遗植物,在研究柏科植物系统发育方面具有重要意义。

福建柏材质轻软,有弹性,纹理直,结构细,耐腐力强,为优良的建筑、家具、仪器、细木工用材,也可选作亚热带低山至中山的造林树种。

福建柏树干挺拔,鳞叶紧密,蓝白相间,在园林中常作片植、路旁列植、草坪内孤植,也可盆栽作桩景,还可与落叶阔叶树混交,植于园
之一隅,构成林相,以示森林之美。

由于过度采伐,破坏严重,天然林面积日益缩小,目前多散生在阔叶林或针阔混交林中,数量不多,且天然更新能力较弱,急需采取有效的保护措施。

我们对福建柏群落的结构特征及物种多样性进行了研究,探讨了野生福建柏的濒危机制和种群动态的内因与外因,为各地区进行福建柏的相关保存、恢复、保护提供理论依据。

1 研究地概况
研究地地处广西灌阳县千家洞国家级自然保护区,该区是我国现存福建柏面积最大、树种分布最集中的地区之一。

在该区的道江河等地均有福建柏分布,面积最大是在十八井至沙岗河一带,面积约500hm 2
,海拔在800~1500m 之间,均处于保护区的核心区内。

千家洞国家级自然保护区位于广西东北部灌阳县境内,地处南岭山
地中部都庞岭山脉的西坡,地理坐标为北纬2522!~25 31!,东经11111!~11120!。

属亚热带季风湿润山地气候,太阳辐射年平均总量为278.84kJ/c m2,年平均气温为17.1∀,年均降雨量为1835.3mm。

研究地土壤为山地黄壤,成土母质为花岗岩风化的坡积物、原积物、局部残积物。

土体颜色为为黑色至亮黄棕,呈酸性,p H值4.63~5.62,土层厚度85c m,枯枝落叶层有3~4c m。

福建柏群落内共有维管束植物40科51属81种,分别占保护区维管束植物的19.2%、6.5%、4.5%,其中蕨类植物5科5属5种,裸子植物2科2属2种,被子植物33科44属74种。

主要优势科有壳斗科Fagaceae(6种)、山茶科Theaceae(5种)、杜鹃花科Ericaceae(4种)、樟科Laura ceae(3种)、禾本科Gra m i neae(3种)等。

2 研究方法
2.1 外业调查 采用常规的样地调查方法对福建柏群落进行调查,在十八井至沙岗河一带海拔1200m处设置1个20m#30m的样方。

乔木层调查:将样方分为6个10m#10m的小样方,记录各种存活乔木的郁密度、种名、胸径(起测胸径∃3c m)、树高、冠幅、个体数等;在样方的四角、中心等位置设置5个2m#2m的小样方进行灌木层调查,同样在样方的四角、中心设置5个1m#1m 的小样方进行草本层调查,记录植物种类、高度、多度、覆盖度,其中草本多度采用德鲁捷(D r ude)的四等级标准统计。

2.2 重要值的测定[3] I V(重要值)=RA(相对多度) +RF(相对频度)+RP(相对显著度)
2.3 群落植物生活型和叶的性质统计 植物生活型采用Raunkiaer的生活型分类系统进行统计分析,叶的性质采用Raunkiaer(1934)叶级分类系统和Paij m ans(1970)叶质分类系统[3]。

2.4 群落物种多样性的测度
(1)物种的丰富度[4]:
M ar galef指数:F=(S-1)/l nN
式中F为M ar gal ef指数,N为群落个体总数,S为物种数。

(2)Sm i pson多样性指数[5]:
D=1-%[N
i (N
i
-1)]/N(N-1)
式中D为Sm i pson多样性指数,N为群落个体总数, N i为第i种植物的个体数。

(3)Shannon-W iener多样性指数[6]:
H=-%P
i lnP
i
式中H为Shannon-W ie ner多样性指数,P
i
为第i 种植物个体数占总个体数的比例。

(4)均匀度指数[7]:
基于Sm i pson多样性指数的物种均匀度的计算公式经换算为:
J S =(N-S)/S(1-D)(N-1)
式中J
S
为均匀度指数,N为群落个体总数,S为物种
数,D为Sm i pson多样性指数。

基于Shannon-W iener多样性指数的物种均匀度的
计算公式经换算为:
J S W=H/lnS
式中J S W为均匀度指数,S为物种数,H为Shanno n-
W iener多样性指数。

(5)群落总体多样性测度[8]:
D=W
1
D
1
+W
2
D
2
+W
3
D
3
其中D为总体多样性指数,D
1
、D
2
、D
3
分别为乔木
层、灌木层、草本层的多样性指数,W
1
、W
2
、W
3
分别为给
定的乔木层、灌木层、草本层的权重系数,分别是0.5、
0.3、0.2。

3 结论
3.1 群落的植物生活型和外貌 生活型是植物长期适
应外界环境表现出来的形态特征,组成群落的植物生活
型是决定群落外貌的主要参数,外貌的属性主要是通过
植物的生活型谱和叶级谱的性状反映出来的[9]。

根据Raunkiaer生活型分类系统,样地中81种维管
束植物统计结果表明,千家洞自然保护区福建柏群落中
高位芽植物共有62种,可分为中高位芽植物、小高位芽
植物、矮高位芽植物和藤本高位芽植物,占群落总种数的
76.54%,其中以小高位芽植物最多,共36种,占
44.44%,是群落的重要组成成分;矮高位芽植物有13
种,多为耐荫喜湿植物,比较适应当地生态环境,占
16.05%;藤本高位芽植物有8种,占9.88%;中高位芽植
物种类稀少,以福建柏为主,共5种,占6.17%。

其中常
绿高位芽植物占群落总种数的59.26%,落叶高位芽占
17.28%。

地上芽植物、地面芽植物、地下芽植物和一年
生植物共19种,占23.46%。

群落生活型分布的格局,反
映了该地具有温暖、湿润的中亚热带气候特点,群落属于
有利于中高位芽、小高位芽生长的亚热带针阔混交林带,
其它生活型植物则视群落小环境不同而有所差异。

植物叶的性质统计结果表明,群落中以小型叶植物
占优势,有39种,占总数的48.15%;中型叶次之,占
34.57%;大型叶和微型叶植物都比较少。

单叶植物的比
例极高,占85.19%,复叶占14.81%。

全缘叶和非全缘
叶植物几乎各占一半。

叶的质地以革质最多,占
53.09%;草质和厚革质次之,膜质较少。

仅就乔木层的
种类来看,革质和厚革质叶占绝对优势,表现出群落主
要层次中植物叶的常绿革质性质。

3.2 群落结构 福建柏群落分层明显,按植物生长型可
划分为四层:乔木层、灌木层、草本层和地被层。

乔木层
树种丰富,共有11种,层盖度0.9,层高3~18m,又可分
为两个亚层,第一亚层高约10~18m,主要是群落优势种
福建柏,样方中有大小福建柏共17株,胸径最大约
50c m,高18m,平均胸径20c m,高15m,普遍高出其它阔
52江 西 农 业 学 报 19卷
叶树的林冠,重要值高达98.3。

第二亚层高约3~10m,主要树种有水青冈Fagus longi petiolat a、甜槠Cast ano p sis eyrei、细叶青冈Cyclob alanopsis myrsinaefolia、薯豆Elaeo car pus japonic us、多穗石栎Lit hocar pus litsei f oli us、红楠M achilus thunber gii以及黄山松P inus tai w anensis等。

灌木层植物种类丰富,共有45种,层高度1~2.5m,覆盖度大,约为0.75。

主要优势树种为鹿角杜鹃Rho do dendron lat oucheae、箬竹Indocal amus tessellates、厚叶红淡Cle yera pac hyphyllai,重要值分别是29.7、24.2、21.5(见表1),其它灌木树种还有短尾越桔Vacci niu m carlesii、贵州连蕊茶Camellia costei、广西越桔Vaccini um sinicu m、光叶石楠Photini a glabr a等。

表1 群落乔木层、灌木层、草本层树种重要值
层次物种相对
多度相对
显著
度
相对
频度
重要
值
乔福建柏F okieni a ho dg i nsii32.132.933.398.3木水青冈Fagus long i petiolat a11.311.811.134.2层甜槠Cast anopsis e yrei9.49.711.129.2细叶青冈Cyclobal anopsis myrsi nae folia9.49.25.624.2薯豆E l aeocarpus japonic us7.57.45.620.5多穗石栎L it hocarpus litsei folius7.55.85.618.9红楠M a c hilus thunberg ii5.76.65.617.9黄山松P inu s t a i w anensis5.76.15.617.4硬斗石栎L it hoc arpu s hancei3.73.95.613.2贵州山柳C let hra kai poensis3.73.45.612.7凤凰润楠M achil u s phoe n i cis3.73.25.612.5
灌木层鹿角杜鹃Rhodode ndro n l atouc heae
箬竹Ind oc a l amus t essell a t us
厚叶红淡C le ye ra pachyphylla
短尾越桔Vacci n i um c arlesii
贵州连蕊茶Cam elli a costei
广西越桔Va c cini um sinic um
光叶石楠Phot inia glabra
羊舌树Symplocos g l auca
香叶树L indera co mmunis
凸脉冬青Ile x editicost a t a
日本粗叶木L asian t hus japon i ca
中华绣线梅Neillia sine nsis
微毛柃Eurya h e be c l ad os
湖南杨桐Ad inand ra bockiana
柏拉木Blast us cochi nchine nsis
黄丹木姜子L itse a elonga t a
坚荚蒾Vib u rnum se mperv i re ns
14.0
10.4
9.0
8.1
6.8
5.0
4.1
3.6
2.7
2.7
3.2
2.3
2.3
1.8
1.8
1.8
2.3
9.1
7.2
7.2
6.0
7.2
8.1
7.2
6.0
5.3
5.3
5.3
4.0
4.0
3.1
3.1
4.0
2.1
6.6
6.6
5.3
5.3
5.3
5.3
5.3
5.3
3.9
3.9
2.6
3.9
2.6
3.9
2.6
1.3
2.6
29.7
24.2
21.5
19.4
19.3
18.4
16.6
14.9
11.9
11.9
11.1
10.2
8.9
8.8
7.5
7.1
7.0
草本层光里白D i plo p t eryg i um lae v issi m um
十字苔草care x cruci a t a
淡竹叶Lophatheru m gracil e
沿阶草Oph i opo g on japonic us
野古草A rundinell a ano mal a
狗脊蕨W oodw ard i a japonic a
两色鳞毛蕨Dryo p t eris bi ssetiana
17.2
17.2
13.8
10.3
10.3
10.3
10.3
20.0
17.5
12.5
10.0
7.5
7.5
5.0
12.2
12.2
9.8
9.8
7.3
7.3
7.3
49.4
46.9
36.1
30.1
25.1
25.1
22.6
注:灌木层重要值小于7的不列,草本层重要值小于20的不列。

草本层植物种类贫乏,仅有15种,且各物种多度较小,优势种不明显,高度为0.15~1.5m,层盖度0.3。

以光里白、十字苔草、淡竹叶为优势种,重要值分别是
49.4、46.9、36.1,伴生植物有沿阶草Ophio po gon japo ni
c us、野古草Arundi nella ano mal a,以及狗脊蕨W oo
d wardi a japonica、两色鳞毛蕨D r yo p teris biss etiana等蕨类植物,同时在样方中还散生有平均高度为20c m左右的福建柏幼树幼苗20株。

群落中层间植物不多,主要有异叶爬山虎Part henociss usdalzielii、流苏子Co p t os ap elta di ffusa、羊角藤M orinda umbellata ssp.obovat a、菝葜Sm ilax china等;地被层由地衣、苔藓和匍匐生长的蕨类植物组成。

3.3 群落的物种多样性分析 物种多样性是物种丰富度和分布均匀性的综合反映,体现了群落结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境差异。

它不仅可以反映群落在组成、结构、功能和动态等方面的异质性,也可反映不同自然地理条件与群落的相互关系[10]。

对群落的物种多样性研究有利于更好地认识群落组成、结构、功能和动态,掌握群落演替的一般规律[11~12]。

由表2可以看出,该群落物种丰富,整个群落的丰富度指数F为3.7998;群落多样性指数测定以个体数为指标,Sm i pson 指数D为0.8327,Sha nnon-W i ener指数H为1.9384;均匀度指数J
S
为0.8443;J
S W
为0.9130,几项指数均能比较客观地反映群落物种多样性高的特点。

样地的乔木层、灌木层、草本层各层的各项多样性指数见表2,各项多样性指数同时反映了各层次间物种多样性的大小关系:灌木层>草本层>乔木层。

表2 群落物种多样性
多样性
指数
乔木层灌木层草本层整个群落
F2.5189 6.82532.46333.7998
D0.85120.92680.64550.8327
H1.8264 2.77130.96891.9384
J S0.87420.76350.89030.8443
J S W0.90260.91550.93480.9130
3.4 群落的演替动态 演替顶极是指演替最终的成熟群落,或称为顶极群落。

顶极群落的种类,彼此间在发展起来的环境中,很好地相互配合,它们能够在群落内繁殖,而且排除新的种类,特别是可能成为优势的种类在群落定居。

无论在区系植物上还是结构上,此时这个群落已经稳定[3]。

福建柏种子具膜质翅,有一定的飞翔能力,传播距离为最远可达50m,在林冠下有一定的天然更新能力,样方中散生的幼树幼苗可以证明。

福建柏无论是幼树阶段,还是进入上层林冠阶段,都存在着种间竞争。

因此,福建柏幼树会随着林龄增大,而株数减少到资源空间容许的范围为止,然后开始稳定。

福建柏大树喜光,根系发达,对环境适应性强,在海拔较高土层浅薄的山脊陡坡,也能形成以福建柏占优势的林分。

保护区内分布在立地条件较好的缓坡谷地的福建柏林,阔叶树生长较好,林分郁闭
(下转第56页)
53
5期 吴协保等:广西千家洞自然保护区珍稀濒危植物福建柏群落的研究
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(上接第53页)
度大,目前的这个福建柏群落可以说属于亚顶级群落,林下有较多的幼树,且各径级立木均有,结构稳定。

分布在海拔较低谷坡地带福建柏与阔叶树混交的林分,林冠下也有幼树,此类林分也有一定的稳定性,其稳定程度视生境和混交树种组成而异。

4 建议
为了更好地保护珍稀濒危植物福建柏群落,笔者提出以下几条建议:一是在千家洞自然保护区内将野生福建柏群落单独进行专项保护;二是进行人工抚育,为野生福建柏创造良好的繁育环境,增强其自然更新能力;三是建立相应的研究基地,加强福建柏保护生态学和生物学的研究,为物种的保护提供理论依据。

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