玉景寧玉蘭種群分布與群落結(jié)構(gòu)研究

余澤智，陳翔翔，盧 璐，劉雪燕，殷 薈，申亞梅

（浙江農(nóng)林大學(xué) 風(fēng)景園林與建筑學(xué)院，浙江 臨安 311300）

玉景寧玉蘭種群分布與群落結(jié)構(gòu)研究

余澤智，陳翔翔，盧 璐，劉雪燕，殷 薈，申亞梅*

（浙江農(nóng)林大學(xué) 風(fēng)景園林與建筑學(xué)院，浙江 臨安 311300）

以浙江省特有種景寧玉蘭（Magnolia sinostellata）為研究對象，對其種群分布、物種多樣性、空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：景寧玉蘭種群數(shù)量極少，且主要集中分布于浙江麗水一帶山區(qū)；景寧玉蘭群落內(nèi)共有 54種植物（變種），以薔薇科（Rosaceae）、山茶科（Theaceae）、杜鵑花科（Ericaceae）、殼斗科（Fagaceae）為主，闊葉箬竹（Indocalamus latifolius）為灌木層優(yōu)勢種（重要值為19.34），種群生活型譜中高位芽占據(jù)絕對優(yōu)勢，群落垂直結(jié)構(gòu)明顯；群落內(nèi)喬木層的Pielou均勻度指數(shù)（1.16）與Simpson指數(shù)最高（0.85），灌木層的Shannon-Weiner指數(shù)最高（3.44），草本層的3個(gè)指數(shù)最低；經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，3個(gè)分布區(qū)樣方內(nèi)各層物種多樣性指數(shù)差異不顯著。綜上，景寧玉蘭目前群落結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，但仍存在被其他植物演替取代的較大可能性，建議今后采取相關(guān)措施進(jìn)行保護(hù)。

景寧玉蘭；種群分布；物種多樣性；群落結(jié)構(gòu)

木蘭科（Magnoliaceae）植物主要分布于美洲、亞洲地區(qū)。但其地理起源中心至今沒有定論[1]。木蘭屬（Magnolia）植物為木蘭科代表屬，幾乎包括了木蘭科植物的所有特征，并且分布于木蘭科分布的所有區(qū)域，屬于東亞—北美間斷分布[2]。

中國為木蘭科植物在東亞的分布中心之一，共有11個(gè)屬，99種，占據(jù)全世界屬的70%，種的40%[3]。但由于生境破碎化、生境退化、過度采挖等原因，導(dǎo)致部分種類呈現(xiàn)瀕危狀態(tài)，1991年《中國植物紅皮書》[4]中顯示，我國有39種木蘭科植物為國家重點(diǎn)保護(hù)的珍稀瀕危植物種類，其余多數(shù)為不同級別的保護(hù)類型，以上數(shù)量還在呈現(xiàn)上升趨勢。因此有必要深入研究這些種類的分布、群落特征、種群結(jié)構(gòu)以及遺傳多樣性，為木蘭科植物的起源、進(jìn)化以及保護(hù)提供依據(jù)。

景寧玉蘭（Magnolia sinostellata）為木蘭科木蘭屬1新種，1989年在景寧草魚塘森林公園被發(fā)現(xiàn)，并被定為新種[5]，2012年被列為浙江省保護(hù)植物，因其花形優(yōu)美，呈現(xiàn)灌木狀，觀賞價(jià)值較高。該種僅在浙江被發(fā)現(xiàn)，并且分布范圍小、種群數(shù)量少，自花授粉能力弱，結(jié)實(shí)低[3,5～7]，極易面臨滅絕。

因此，作者對景寧玉蘭種群分布、群落物種多樣性進(jìn)行研究，以期了解：①景寧玉蘭分布特征；②景寧玉蘭群落內(nèi)物種間關(guān)系；③景寧玉蘭種群與生境之間的關(guān)系；④景寧玉蘭種群是否處于衰退狀態(tài)。研究結(jié)果將能有效地解釋景寧玉蘭種群生態(tài)學(xué)特征與瀕危原因，并為景寧玉蘭的合理保護(hù)提供有效措施。

1 研究方法

1.1 調(diào)查地點(diǎn)及方法

根據(jù)景寧玉蘭被發(fā)現(xiàn)的相關(guān)報(bào)道，確定景寧草魚塘森林公園、松陽燈塔村牛頭山地帶、麗水蓮都峰源鄉(xiāng)葑垟村、溫州南雁蕩山風(fēng)景區(qū)4個(gè)區(qū)域?yàn)檎{(diào)查點(diǎn)。選擇具有代表性的區(qū)域?yàn)樵囼?yàn)樣地，樣地大小為10 m×10 m典型樣地。根據(jù)不同點(diǎn)的分布，僅能在景寧草魚塘森林公園內(nèi)有代表性樣地2個(gè)；松陽燈塔村牛頭山地帶樣地3個(gè)；麗水蓮都峰源鄉(xiāng)葑垟村樣地1個(gè)；由于溫州南雁蕩山風(fēng)景區(qū)僅有5株，分布距離較遠(yuǎn)，不足以形成群落，未設(shè)定樣地；此外，麗水市青田縣、慶元縣也有分布，通過咨詢發(fā)現(xiàn)，在此兩個(gè)區(qū)域的分布數(shù)量不能滿足樣地的要求，也未設(shè)定樣地。同時(shí)并調(diào)查灌木的種類、株數(shù)、多度及蓋度在樣地內(nèi)設(shè)置2個(gè)25 m2小樣方，并在每個(gè)小樣方右下角設(shè)置1個(gè)l m2的樣方，統(tǒng)計(jì)草本層（包括蕨類）種類、多度及蓋度。

由于景寧玉蘭呈現(xiàn)條帶分布、片狀，選取樣地時(shí)長寬不一，有的區(qū)域可以取3個(gè)樣地，有的可以取2個(gè)或1個(gè)，不能滿足統(tǒng)計(jì)學(xué)的樣方數(shù)量要求。所以，取樣時(shí)根據(jù)馬克明等[8]的方法，不計(jì)取樣數(shù)量，只看取樣面積是否占該類型的大部分，且代表該群落類型特征，并對其進(jìn)行比較。

1.2 數(shù)據(jù)分析

本研究主要采用以下指數(shù)：

喬木層重要值為（相對密度[即相對多度]＋相對頻度＋相對顯著度[即相對優(yōu)勢度]）/3；

灌草層重要值為（相對密度[即相對多度] ＋相對頻度＋相對蓋度[即相對優(yōu)勢度]）/3。

Simpson指數(shù)D：

式中，Pi為種的個(gè)體數(shù)占群落中總個(gè)體數(shù)的比例。

Shannon指數(shù)H′：

式中，Pi= Ni/N，Ni為i物種的個(gè)體數(shù)，N為群落中物種的總個(gè)體數(shù)。

Pielou均勻度指數(shù)E：

式中，S代表物種數(shù)目。

所有數(shù)據(jù)運(yùn)用SPSS 19.0進(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì)。

2 研究結(jié)果

2.1 景寧玉蘭分布與種群數(shù)量

調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，松陽牛頭山區(qū)域內(nèi)景寧玉蘭分布數(shù)量最多，為250株，在海拔1 000 m以上成群分布，景寧草魚塘森林公園內(nèi)約為130株，呈分散性分布，麗水蓮都區(qū)為大約70株，分布較分散，溫州雁蕩上分布最少，僅發(fā)現(xiàn)5株，并且各株之間距離較遠(yuǎn)。從4個(gè)區(qū)域看，景寧玉蘭主要分布在浙南山區(qū)，在27° 30′ ～ 28° 26′ N， 119° 49′ ～ 120° 05′ E的北坡，喜歡陰涼濕潤，水分充足的環(huán)境，呈分散性分布，少有成群分布，垂直分布在海拔750 ～ 1 300 m。

2.2 景寧玉蘭群落物種組成及數(shù)量特征

調(diào)查結(jié)果顯示，景寧玉蘭群落內(nèi)共有54種植物（含變種），隸屬于26科41屬（表1）。其中蕨類植物1 科1屬，裸子植物2科2屬，被子植物23科38屬，被子植物種類最多的科有薔薇科（6屬7種）、山茶科（3 屬6種），殼斗科（3屬4種），其中薔薇科占種數(shù)的13 %，山茶科占11 %，杜鵑花科占9.3 %，殼斗科占7.4%。

表1 景寧玉蘭群落中主要科屬和種的組成Table 1 Composition of important species, genus and family in M. sinostellata communities

2.1.1 喬木層 喬木層共13個(gè)種，以常綠為主導(dǎo)，主要是黃山松（Pinus taiwanensis）、杉木（Cunninghamia lanceolata）、紅果山胡椒（Lindera erythrocarpa）等，其中黃山松出現(xiàn)頻度較高，為16.67%，并且相對密度較高，占 20.93%，重要值為33.48，在三個(gè)區(qū)域內(nèi)，同一坡向中，杉木只在景寧草魚塘區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)，其出現(xiàn)頻度為8.33%（密度為15.50），重要值為14.15，紅果山胡椒只在松陽分布區(qū)域中出現(xiàn)，頻度為12.50%（密度21.32%），重要值為12.45。出現(xiàn)頻度較低的為木荷（Schima superba）、山櫻花（Cerasus serrulata）、小蠟（Ligustrum sinense），均為4.17 %，密度為0.39 %（表2）。

2.1.2 灌木層 群落內(nèi)灌木層為常綠落葉混交林，共38個(gè)種，其中闊葉箬竹與景寧玉蘭占據(jù)主導(dǎo)地位，重要值依次為19.34、16.91，闊葉箬竹的密度較高（44.70 %），由于在蓮都區(qū)景寧玉蘭樣方內(nèi)未見分布，出現(xiàn)頻度較低（6.67 %），景寧玉蘭的密度較低（3.46 %），但是頻度較高10 %，其余物種種數(shù)較多，但是數(shù)量較少，出現(xiàn)頻度較低（表2）。

2.1.3 草本層 景寧玉蘭分布區(qū)域內(nèi)，草本層以苔草類為主，重要值為58.21，在蓮都區(qū)、松陽牛頭山均有出現(xiàn)，出現(xiàn)頻度為23.18%，重要值為37.20，景寧草魚塘的草本層五節(jié)芒（Miscanthus floridulus）、鼠尾草（Salvia japonica）及烏毛蕨（Blechnum orientale），其重要值依次11.73、8.21以及6.63，其中烏毛蕨為最低。

2.3 景寧玉蘭群落生活型與外貌特征

根據(jù)吳征鎰[9～10]關(guān)于種子植物地理成分劃分方法，景寧玉蘭植物群落中屬的分布類型有9類（表3），其中溫帶分布類型占46.2%，熱帶分布類型占43.9%，世界廣泛分布類型占7.3 %，景寧玉蘭的分布地植被類型屬于中亞熱帶常綠闊葉林帶，是溫帶與熱帶的過渡帶。調(diào)查結(jié)果進(jìn)一步顯示，景寧玉蘭群落生活型主要表現(xiàn)在5個(gè)方面，其中高位芽植物有35種，占總數(shù)的67.31%；其次為地面芽植物8種，占總數(shù)的15.38%；地上芽植物6種，占總數(shù)的11.54%；一年生植物和地下芽植物稀少。

表2 景寧玉蘭群落物種重要值Table 2 Importance value (IV) of dominant specis in M. sinostellata communities

表3 景寧玉蘭群落中植物屬的地理分布類型Table 3 Geographical distribution pattern of genera in M. sinostellata communities

2.4 景寧玉蘭不同居群群落物種多樣性

研究結(jié)果顯示（表5），Shannon-Weiner指數(shù)順序依次為灌木層、喬木層、草本層，說明景寧玉蘭群落灌木層物種較為豐富；Simpson指數(shù)順序依次為喬木層、灌木層、草本層，但是3個(gè)層次之間差距較小，說明景寧玉蘭群落各層無明顯優(yōu)勢；Pielou均勻度指數(shù)順序依次為喬木層、草本層、灌木層，三層之間差距也較小。

三個(gè)樣區(qū)景寧玉蘭群落物種調(diào)查結(jié)果顯示，景寧草魚塘森林公園區(qū)域內(nèi)，喬木層為杉木、甜楮、黃山松，灌木層為闊葉箬竹、翅 柃、石楠、刺毛越桔等，草本層為烏毛蕨、鼠尾草、五節(jié)芒；松陽牛頭山區(qū)域內(nèi)，喬木層為紅果釣樟、黃山松、石櫟等，灌木層為闊葉箬竹、映山紅等，草本層為發(fā)稈苔草等；蓮都區(qū)區(qū)域內(nèi)，喬木層為毛竹，灌木層為菝 葜、宜昌莢蒾等，草本層為苔草類。經(jīng)過比較得知（圖 1），景寧草魚塘景寧玉蘭群落復(fù)雜程度高于蓮都與松陽，并且均勻度以及物種優(yōu)勢度也最高，但是松陽內(nèi)喬木層內(nèi)的物種多樣性指數(shù)、均勻度以及優(yōu)勢度要高于其余地區(qū)，灌木層內(nèi)蓮都區(qū)域多樣性指數(shù)、優(yōu)勢度相對較高，草本層內(nèi)種景寧草魚塘區(qū)域內(nèi)多樣性指數(shù)、均勻度相對較高。其中景寧分布區(qū)群落多樣性指數(shù)與蓮都分區(qū)相似性高于松陽（表6）。

表4 景寧玉蘭群落物種生活型譜Table 4 Life-form spectrum of plants in M. sinostellata communities

表5 景寧玉蘭群落物種多樣性指數(shù)分析Table 5 Species diversity index in M. sinostellata communities

表6 景寧玉蘭分布區(qū)群落多樣性、均勻度以及優(yōu)勢度Table 6 Community diversity, evenness and dominance of distributionarea of M. sinostellata

圖1 三個(gè)區(qū)域群落Shannon指數(shù)、Pielou指數(shù)和Simpson’s指數(shù)Figure 1 Shannon-Weiner, Pielou and Simpson’s index of surveyed communities

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果顯示，景寧玉蘭主要集中分布于麗水一帶，地理分布區(qū)域的局限性，說明景寧玉蘭為中國木蘭科中的特有種，且該種種群數(shù)量不足500株，應(yīng)屬于極小種群。在木蘭科植物中，玉蘭類植物因存在雌雄蕊異熟現(xiàn)象，自花授粉能力弱，結(jié)實(shí)率低，多數(shù)種處于瀕危狀態(tài)，其中景寧玉蘭結(jié)實(shí)率低，并且正常種子萌發(fā)率低[6]。因此，該種自我繁殖能力弱，結(jié)合數(shù)量稀少，由此可推斷該物種應(yīng)處于瀕危狀態(tài)，容易遭受破壞[11]，需要對其深入研究并進(jìn)一步保護(hù)。

另外，從多樣性調(diào)查結(jié)果看，群落內(nèi)共有54種植物，其中高位芽占67.31%，其中有9個(gè)屬于熱帶植物種類，但是根據(jù)物種密度來看，喬木層與灌木層植物為溫帶到熱帶的過度區(qū)域—亞熱帶物種[12]，其中在灌木叢中闊葉箬竹的重要值最高，但是從高度看，景寧玉蘭要高于闊葉箬竹，因此闊葉箬竹是否影響景寧玉蘭的生長還有待于進(jìn)一步研究。

經(jīng)景寧玉蘭3個(gè)樣地群落多樣性比較結(jié)果顯示，3個(gè)區(qū)域內(nèi)物種多樣存在差異，但從植物類型上看3個(gè)區(qū)域共生環(huán)境相似，這表明3個(gè)樣地應(yīng)為景寧玉蘭的原生分布區(qū)域，生境的改變應(yīng)是生境破碎化導(dǎo)致的。

由此可見，景寧玉蘭屬于瀕危物種，應(yīng)采取措施對其進(jìn)行保護(hù)。

致謝：感謝本校張明如教授與趙宏波副教授的指導(dǎo)！感謝西安植物園王亞玲博士的指導(dǎo)！感謝景寧縣草魚塘林業(yè)分場、松陽縣林業(yè)局、麗水林科院、溫州雁蕩山風(fēng)景區(qū)管理處等同仁對調(diào)查工作的幫助！

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Distribution and Community Structure of Magnolia sinostellata

YU Ze-zhi，CHEN Xiang-xiang，LU Lu，LIU Xue-yan，YIN Hui，SHEN Ya-mei*
（Zhejiang A & F University, Lin’an 311300, China）

Investigations were conducted on distribution area of Magnolia sinostellata, an endemic species of Zhejiang province, in Lishui, Jingning, Songyang and Wenzhou. The results showed that few communities distributed only in the south of Zhejiang province. There are 54 species (including varieties) in surveyed communities, dominated by Rosaceae, Theaceae, Ericaceae, Fagaceae. Indocalamus latifolius was the dominant species in shrub layer (IV=16.91). The main community life form spectrum was phanerophyte and vertical structure of the communities was obvious. The Pielou (1.16) and Simpson index (0.85) was the highest at tree layer, and Shannon-Weiner index was the highest (3.44) at shrub layer, but each index was the lowest at grass layer. There was no evident difference of species diversity index among three layers of investigated communities. The investigation demonstrated that the surveyed communities had stable structure, but they might be replaced by other plants.

Magnolia sinostellata; population distribution; species diversity; community structure

S718.54

A

1001-3776（2015）03-0047-06

2014-12-16；

2015-02-11

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（31400559）；浙江省科技廳面上項(xiàng)目（2008C32019）；浙江省農(nóng)業(yè)新品種選育重大科技專項(xiàng)（2012C12909-4）；浙江省花卉創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)子項(xiàng)目（2011R50034-09）；浙江農(nóng)林大學(xué)研究生科研創(chuàng)新基金項(xiàng)目（3122013240225）；；浙江農(nóng)林大學(xué)人才啟動項(xiàng)目（2013FR087）

余澤智（1989－），男，湖南岳陽人，碩士生，從事園林植物應(yīng)用與育種方面的研究；*通訊作者。