香榧群落生長調(diào)查及林分植物多樣性分析

張曉蘭， 向建軍， 梁 濤(.寧鄉(xiāng)縣林業(yè)技術(shù)推廣中心， 湖南 長沙 40600； .八大公山國家級自然保護(hù)區(qū)管理處， 湖南 張家界 4700)

香榧群落生長調(diào)查及林分植物多樣性分析

張曉蘭1， 向建軍2， 梁 濤1
(1.寧鄉(xiāng)縣林業(yè)技術(shù)推廣中心， 湖南 長沙 410600； 2.八大公山國家級自然保護(hù)區(qū)管理處， 湖南 張家界 427100)

以經(jīng)濟(jì)價(jià)值高且深受群眾歡迎的古香榧林分為調(diào)查研究對象，分析了湖南省寧鄉(xiāng)縣香榧群落生長狀況和林分植物多樣性，旨在為其優(yōu)株選育和種實(shí)采收提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。結(jié)果表明：寧鄉(xiāng)縣現(xiàn)存香榧771株，其群落生長按胸徑大小分類呈近似正態(tài)分布，主要集中分布在10～60 cm范圍中。香榧群落林下植物種類較豐富，出現(xiàn)的典型植物有雜竹、假奓包葉、山莓、牡荊、大青、綠葉地錦、辣蓼、蕨類、薄荷和空心泡等。

香榧； 群落； 生長調(diào)查； 植物多樣性； 寧鄉(xiāng)縣

香榧(Torreyagrandis)系紅豆杉科榧屬常綠喬木。裸子植物，我國特有種，雌雄異株，是集果用、材用、油用、藥用和觀賞于一體的珍貴經(jīng)濟(jì)樹種[1-3]。香榧種子稱“香榧子”，種仁經(jīng)炒制后香脆可口、營養(yǎng)豐富，曾為貢品，是世界珍稀干果之一。榧子含有多種維生素和芳香物質(zhì)，是天然保健食品，假種皮中存在抗癌活性物質(zhì)，香榧木材紋理直，是建筑和家具的良材。香榧樹姿優(yōu)美，是良好的庭園綠化樹種[4-8]。香榧分布在我國北緯27～32 ℃亞熱帶丘陵山區(qū)，其中浙江是我國主要的香榧商品基地[9]。

目前對香榧研究還處于起步階段，主要包括香榧的資源分布和遺傳多樣性研究、香榧的營養(yǎng)和功能成分分析以及香榧的豐產(chǎn)栽培與病蟲害研究三大類[10-11]。

1 研究地概況

寧鄉(xiāng)縣位于湘中北、洞庭湖南緣。地處雪峰山余脈東緣，屬湘中丘陵向?yàn)I湖平原的過渡地區(qū)。屬亞熱帶大陸性季風(fēng)濕潤性氣候區(qū)，寒冷期短，溫?zé)崞陂L。歷年平均氣溫16.8 ℃，最冷月(1月)平均氣溫為4.5 ℃，最熱月(7月)平均氣溫28.9 ℃。年均無霜期272天，降水量1356.4 mm，相對濕度81%，年日照時(shí)數(shù)1737.6 h，光熱能和水分條件較好，土壤肥力高，滿足香榧的生物學(xué)習(xí)性，適宜香榧生長。

2 研究方法

2.1香榧生長調(diào)查方法

在寧鄉(xiāng)縣境內(nèi)，以行政村為基本單位，開展調(diào)查研究。對全縣所有香榧資源進(jìn)行生長實(shí)查，實(shí)測每株香榧的胸徑、樹高、枝下高和冠幅，并進(jìn)行植物多樣性調(diào)查。

2.2植物多樣性調(diào)查方法

在香榧群落林地內(nèi)選擇沙坡子、崩坡子和黑沖子這3個典型代表性地段，并在其中分別設(shè)置4個2 m×2 m的小樣方，按要求進(jìn)行喬木、灌木和草木調(diào)查。

2.3多樣性的計(jì)算方法

群落物種多樣性指數(shù)統(tǒng)一應(yīng)用各個物種層(喬、灌、草)中的重要值(IV)這一綜合指標(biāo)來計(jì)算，重要值計(jì)算公式為：

灌木IV%、喬木IV%=

草本

先計(jì)算每個樣方的重要值，再合并樣方，計(jì)算出各物種重要值的平均值。多樣性指數(shù)則是以重要值為基礎(chǔ)，計(jì)算各個物種層的多樣性。

物種豐富度指數(shù)(S)S=出現(xiàn)在樣地的物種數(shù)。

物種多樣性指數(shù)：香農(nóng)-威納(Shannon-Wiener)指數(shù)(H′)：

H′=-∑Pi(lnPi)

辛普森(Simpson)指數(shù)(D)：

D=1-∑(Pi)2

均勻度指數(shù)(E):

式中：Pi=Ni/N，Ni為第i個種的個體數(shù)，N為物種的個體數(shù)之和。

3 結(jié)果與分析

3.1香榧群落生長狀況

根據(jù)調(diào)查，寧鄉(xiāng)縣現(xiàn)存771株香榧樹，50%散生，50%群狀分布，主要分布在黃材鎮(zhèn)境內(nèi)。群落垂直分布在海拔200～500 m之間，多自然生長在村莊附近的山腳緩坡和群山對峙，或在溪流蜿蜒的山間谷地。香榧按胸徑大小進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 香榧生長調(diào)查表Tab 1 ThegrowthofTorreyagrandis胸徑分類(cm)株數(shù)(株)平均胸徑(cm)平均樹高(m)最大胸徑(cm) 1～10 148 264 49 55 11～20 11115 446 619 75 21～30 18825 309 729 94 31～40 15835 0212 639 81 41～50 14144 3913 846 72 51～60 5753 7915 559 24 61～70 3564 4916 369 11 71～80 2975 8316 979 62 81～90 1585 0118 689 17 91～100795 0917 999 36101～1105102 2920 6106 37111～1204115 1315 3119 43121～1304128 6619 0128 98>1303141 6123 7160 83加權(quán)平均值77143 5912 0/

從表1和圖1中可以看出，寧鄉(xiāng)香榧生長按照胸徑大小分類曲線呈近似正態(tài)分布。胸徑在10 cm以下和70 cm以上的大樹比較少，主要集中分布在10～60 cm范圍中，占據(jù)了全部香榧的64%，香榧壽命很長，分布在此區(qū)間的香榧大部分處于中齡階段，說明寧鄉(xiāng)縣的香榧群落具有較大的生長潛力。

圖1 香榧生長胸徑分布圖Fig.1 The diameter distribution of Torreya grandis growth

香榧平均胸徑43.59 cm，平均樹高12.0 m。其中調(diào)查的香榧最小胸徑為5.73 cm，最大為160.83 cm。

3.2香榧群落林下植物多樣性分析

對寧鄉(xiāng)縣香榧群落所在林地的生境、群落特征以及樣地進(jìn)行調(diào)查(見表2)。 對天然群落而言，優(yōu)勢喬木種群下的灌木、草本層組成差異在一定的程度上反映了該群落林下植被生長和發(fā)育狀況。而同一樹種的不同群落，由于所處的坡向、海拔、土壤等生境條件的不同，群落特征具有一定的差異。

表2 香榧群落標(biāo)準(zhǔn)地概況Tab 2 GeneralconditionofplantationofTorreyagrandis樣地郁閉度(%)海拔(m)坡向坡度(°)母巖土層厚度(m)地被物蓋度(%)沙坡子185284北坡27石灰?guī)r2 352崩坡子295263北坡25石灰?guī)r2 556黑沖子396282北坡25石灰?guī)r2 562

表3反映了香榧群落林下灌木層基本情況，從表3中可知香榧群落主要分布的灌木有：假奓包葉、牡荊、雜竹、山莓和大青；表4反映了香榧林林下草本層基本情況，從表4中可知香榧群落主要分布的草本有：綠葉地錦、辣蓼、蕨類、薄荷和粗葉懸鉤子。根據(jù)表3和表4可知，香榧群落中植物種類較多，豐富度較高。從表2可以看出，各群落林地郁閉度都很高，幾乎都在90%左右，郁閉度相對較高，但是林下植物依然豐富。

表3 香榧林下的灌木層概況Tab 3 BasicsituationofTorreyagrandislandirrigationlayer樣地樣方典型灌木蓋度(%)種類豐富度最高植物高度1假奓包葉、雜竹、竹葉花椒、野麻、毛冬青、鹽膚木78豐富2 52華白檀、牡荊、六月雪、山礬、薔薇、桎木、山槐、山莓82豐富2 2沙坡子13假奓包葉、雜竹、華白檀、山橿、牡荊、黃柏、杜莖山85豐富3 14假奓包葉、雜竹、苦櫪木、毛冬青、油茶、山莓90豐富2 61假奓包葉、雜竹、山橿、紅背山麻桿、六月雪、瑚蝶戲珠花、桎木、鹽膚木、山莓96豐富1 82六月雪、落萼葉下珠、楓香、雜竹、黃檀、山礬、山莓、油茶86豐富1 9崩坡子23假奓包葉、大青、油桐、華白檀、苦櫪木、毛冬青、牡荊、鹽膚木92豐富1 64假奓包葉、落萼葉下珠、楓香、雜竹、六月雪、薔薇、華白檀、黃柏、野柿子95豐富1 41大青、六月雪、雜竹、牡荊、野柿子、油茶、瑚蝶戲珠花、桎木、山莓92豐富3 12假奓包葉、油桐、楓香、雜竹、竹葉花椒、黃檀、黃柏90豐富1 6黑沖子33假奓包葉、落萼葉下珠、雜竹、苦櫪木、山橿、山礬92豐富1 54假奓包葉、大青、落萼葉下珠、牡荊、六月雪、油茶、薔薇、杜莖山95豐富1 7

表4 香榧林下的草本層概況Tab 4 BasicsituationofTorreyagrandislandgrasslayer樣地樣方典型灌木蓋度(%)種類豐富度最高植物高度1蕨類、夏枯草、金腰箭、辣蓼、薄荷、竹葉、粗葉懸鉤子82豐富1 22金腰箭、辣蓼、薄荷、苔草、夏枯、空心泡、毛蓬83豐富1 2沙坡子13綠葉地錦、辣蓼、玉竹、瓜簍、薄荷、大青、蕨類90豐富1 34綠葉地錦、艾香、空心泡、麥冬、菝葜、辣蓼80豐富0 91辣蓼、薄荷、蕨類、麥冬、金腰箭、爬山虎、苔草、通莖、夏枯、金銀花82豐富0 82野麻、黃姜、粗葉懸鉤子、石菖蒲、馬齒覓、辣蓼、九里光、空心泡92豐富1 1崩坡子23臭牡丹、蕨類、天名精、粗葉懸鉤子、苔草、柴胡、天皰瘡88豐富1 64冬茅、粗葉懸鉤子、蕨類、鳳尾蕨、老鴨酸、野麻、毛蓬、玉米草95豐富1 41粗葉懸鉤子、薄荷、麥冬、辣蓼、老鴨酸、毛蓬、玉米草、蕨類、馬齒覓、96豐富1 12蕨類、通筋、苔草、薄荷、爬山虎、辣蓼、空心泡85豐富1 6黑沖子33薄荷、苔草、空心泡、蕨類、大竹葉、通莖、辣蓼、馬齒覓95豐富1 54薄荷、辣蓼、苔草、蕨類、馬齒覓、夏枯、金銀花、空心泡95豐富1 2

物種豐富度可度量群落內(nèi)物種的數(shù)量特征。從表5和表6可以看出，不同樣地植物群落的物種豐富度：樣地2>樣地3>樣地1。多樣性指數(shù)中，Simpson指數(shù)是反應(yīng)群落優(yōu)勢度較好的一個指標(biāo)，3個樣地植物群落的Simpson指數(shù)大小為：樣地1>樣地3>樣地2。Shannon-Wiener指數(shù)是一種變化度指數(shù)，能較好地反應(yīng)個體密度、生境差異、群落類型和演替階段，它是物種豐富度和均勻度的函數(shù)，物種數(shù)量越大，分布越均勻，對應(yīng)的值也越大，3個樣地植物群落的Shannon-Wiener指數(shù)大小為：樣地2>樣地3>樣地1。其變化規(guī)律與物種豐富度指數(shù)變化保持一致，而與Simpson指數(shù)的變化趨勢相反。

表5 不同樣地林下植物多樣性指數(shù)(灌木層)Tab 5 Differentstandsundergrowthplantdiversityindex(bushlayer)樣地物種豐富度指數(shù)(S)多樣性指數(shù)Simpson(D)Shannon?Winner(H′)均勻度(E)沙坡子1200 260 3510 182崩坡子2250 340 3440 172黑沖子3220 280 3460 121

表6 不同樣地林下植物多樣性指數(shù)(草本層)Tab 6 Differentstandsundergrowthplantdiversityindex(herblayer)樣地物種豐富度指數(shù)(S)多樣性指數(shù)Simpson(D)Shannon?Winner(H′)均勻度(E)沙坡子1190 760 130 074崩坡子2261 030 080 063黑沖子3210 870 120 059

通過對寧鄉(xiāng)縣香榧群落林下植物物種組成分析得出，香榧群落中植物種類較多，12個樣方，灌木草本共有51種，而且每樣地植物數(shù)目相差不大，植物種類相差也相對較小，在整個調(diào)查區(qū)，出現(xiàn)較多的典型植物有雜竹、假奓包葉、山莓、牡荊、大青、綠葉地錦、辣蓼、蕨類、薄荷和空心泡，這些植物在3個群落中出現(xiàn)的頻率都比較高。寧鄉(xiāng)香榧林分經(jīng)過幾十年甚至上百年的發(fā)育已經(jīng)形成了相對穩(wěn)定的林下環(huán)境，林下植被主要是經(jīng)過自然競爭形成的格局，因而林下植被分布狀況可充分反應(yīng)出不同林分內(nèi)部環(huán)境條件的優(yōu)劣以及生態(tài)位中間關(guān)系狀況。

4 結(jié)論與討論

4.1結(jié)論

(1) 根據(jù)調(diào)查，寧鄉(xiāng)縣現(xiàn)存771株香榧樹，50%散生，50%群狀分布，主要分布在黃材鎮(zhèn)境內(nèi)。群落垂直分布在海拔200～500 m之間。寧鄉(xiāng)香榧群落生長按照胸徑大小分類呈近似正態(tài)分布。胸徑在10 cm以下小樹和70 cm以上的大樹都比較少，主要集中分布在10～60 cm范圍中。其中調(diào)查的香榧胸徑最小為5.73 cm，最大為160.83 cm。

(2) 通過對寧鄉(xiāng)香榧群落林下植物物種組成分析得出，研究區(qū)群落植物種類較多，群落中共有51種植物。

4.2討論

通過實(shí)地調(diào)查，寧鄉(xiāng)縣香榧群落的樹齡均在15～130年，按照《全國古樹名木普查建檔技術(shù)規(guī)定》中古樹名木的分級標(biāo)準(zhǔn)，其中樹齡在500年以上為一級古樹；樹齡在300～499年之間的為二級古樹；樹齡在100～299年之間的為三級古樹，寧鄉(xiāng)縣天然香榧群落中僅部分古樹達(dá)到了三級古樹標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，寧鄉(xiāng)香榧群落，中齡林占大部分，生長潛力巨大，在此期間加強(qiáng)對香榧的保護(hù)和培育意義重大。

本研究在有限的時(shí)間里對寧鄉(xiāng)的香榧群落做了生長調(diào)查，為其優(yōu)株選育和進(jìn)一步育種工作提供了基本資料。香榧栽培方面，根據(jù)目前香榧市場供不應(yīng)求而其產(chǎn)量增加緩慢的特點(diǎn)，應(yīng)大力增加優(yōu)良香榧種植面積，重視香榧產(chǎn)量提高和優(yōu)質(zhì)品種選育工作。在香榧的育種方面，根據(jù)湖南香榧現(xiàn)有天然林保存和分布狀況，完成香榧種群的種源區(qū)劃。根據(jù)香榧遺傳變異規(guī)律和性狀多樣性的特點(diǎn)，結(jié)合種源試驗(yàn)，優(yōu)先考慮在優(yōu)良種源區(qū)和遺傳多樣性豐富的群體內(nèi)選擇優(yōu)良林分建立采穗嫁接基地。開展優(yōu)質(zhì)香榧育苗技術(shù)研究，通過嫁接和組織繁育，培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)性狀的優(yōu)良香榧樹種。

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GrowthinvestigationandplantdiversityanalysisofTorreyagrandiscommunityinNingxiangCounty

ZHANG Xiaolan1, XIANG Jianjun2, LIANG Tao1

(1.Forestry Technology Potularization Centre of Ningxiang County,Changsha 410600,China；2.Management Office Badagongshan National Nature Reserve, Zhangjiajie 427100, China)

Taken high economic value and welcomed by the masses of Torreya for the study, we investigated torreya growth and the community woodland plant diversity in Ningxiang County of Hunan, aiming to provide the basic information for selective breeding of elite plant and seed collection. The conclusion of this study are as follows: There were 771 ancient Torreya tree growing in Ningxiang County, which community classification according to DBH was similar to a normal distribution, mainly concentrated in the range of 10～60 cm.Understory plant species of Torreya community were abundant. The typical plants were bamboo plants, fake extravagant wrapper, raspberries, vitex,Clerodendrumcyrtophyllum, green leaves creeper,polygonum, ferns, mint and hollow bubble and so on.

Torreyagrandis; community; growth investigation; plant diversity

2016-03-19

S 664.5

A

1003 — 5710(2016)03 — 0071 — 04

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2016. 03. 013

(文字編校：龔玉子)