用固定樣地法監(jiān)測(cè)銀瓶山闊葉林物種多樣性

蔣甜甜+王可可+劉穎+徐明鋒+鐘泳林

摘 要：該文基于固定樣方法在銀瓶山自然保護(hù)區(qū)闊葉林設(shè)置固定樣地，監(jiān)測(cè)其物種組成及多樣性。調(diào)查記錄共有4 375株植物個(gè)體，維管植物共31科53屬73種，物種組成主要以樟科、山茶科、虎耳草科、五加科植物為主；樟科植物個(gè)體數(shù)最多，有1 082株，山茶科植物次之，共有752株，而針葉樹種僅有松科植物馬尾松，占總調(diào)查的1.14%；木荷是該樣地的優(yōu)勢(shì)種，豺皮樟和鴨腳木為亞優(yōu)勢(shì)種。從徑級(jí)分布結(jié)構(gòu)看，所有物種徑級(jí)分布呈倒“J”型，無明顯的斷層現(xiàn)象，說明森林群落生長及更新狀態(tài)良好。

關(guān)鍵詞：固定樣地 闊葉林 物種多樣性

中圖分類號(hào)：Q94 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）07（c）-0053-03

生物多樣性保護(hù)及研究一直是生態(tài)學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題，固定樣地監(jiān)測(cè)是當(dāng)今生態(tài)學(xué)理論研究群落物種組成、保護(hù)生物多樣性的有效實(shí)踐方法之一[1-3]。早在20世紀(jì)中期就有著名生態(tài)學(xué)家提出建立固定樣地的構(gòu)想，通過定期調(diào)查森林植被，長期監(jiān)測(cè)森林物種組成及生物多樣性的動(dòng)態(tài)變化，來更好地了解森林生物多樣性形成與維持機(jī)制。自美國Smithsonian研究院CTFS（the Center for Tropical Forest Science）多樣性監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建立以來，全球生態(tài)學(xué)研究在物種組成及多樣性維持機(jī)制等方面取得重大突破[4-5]。如，國內(nèi)在吉林長白山、北京東靈山、浙江天童山、廣東鼎湖山和廣西弄崗等地建立了具有區(qū)域特色的常綠闊葉林研究樣地，已經(jīng)在物種組成、區(qū)系特征及空間分布格局取得一定的成果[3，6，7]。該文基于固定樣方法監(jiān)測(cè)銀瓶山自然保護(hù)區(qū)闊葉林的物種多樣性，以期為研究常綠闊葉林植被資源及物種多樣性形成與維持機(jī)制提供基礎(chǔ)資料，為保護(hù)森林群落組成與生物多樣性提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

東莞市銀瓶山自然保護(hù)區(qū)地處北回歸線以南，位于廣東省珠江三角洲中南部東莞市謝崗鎮(zhèn)境內(nèi)，其地理坐標(biāo)為114°10′E～114°15′E，22°52′N～22°56′N。境內(nèi)地勢(shì)主要呈南北兩側(cè)低，東面及中間高的走勢(shì)，區(qū)內(nèi)地帶性土壤類型為赤紅壤，發(fā)育母巖為花崗巖。赤紅壤分布在海拔600 m以下，600 m以上為山地黃壤。其氣候特點(diǎn)夏長無冬、陽光充足、降水充沛，屬亞熱帶季風(fēng)氣候；年平均氣溫在21 ℃～22 ℃，最熱月（7月）平均溫度27.8 ℃；最冷月（1月）平均溫度13.5 ℃；年降水量1 767.8 mm，年平均相對(duì)濕度79%，雨季主要集中在4～9月。區(qū)內(nèi)動(dòng)植物資源豐富，植被類型多樣，有典型常綠闊葉林，目前共發(fā)現(xiàn)野生維管植物1 500多種，陸地脊椎動(dòng)物170多種，是名副其實(shí)的“植物王國，雀鳥天堂”[8]。

1.2 固定樣地設(shè)置及植物調(diào)查

根據(jù)BCI（Barro Colorado Island，BCI）樣地建設(shè)技術(shù)規(guī)范[9]，在東莞市銀瓶山自然保護(hù)區(qū)的麻竹坑典型植物群落設(shè)置1 hm2的SI/MAB固定監(jiān)測(cè)樣地，采用全站儀（Total Station）把1 hm2樣地分成100個(gè)10 m×10 m的小樣方，在小樣方的4個(gè)角用PVC管進(jìn)行腳樁標(biāo)記，用阿拉伯?dāng)?shù)字對(duì)PVC管左下角進(jìn)行編號(hào)，并記錄該標(biāo)記點(diǎn)的編號(hào)與坐標(biāo)位置。以樣地西南角為坐標(biāo)原點(diǎn)，東西方向?yàn)閄軸，南北方向?yàn)閅軸，對(duì)出現(xiàn)在10 m×10 m的小樣方內(nèi)的植物群落進(jìn)行調(diào)查，起測(cè)胸徑為1 cm的立木，記錄植物坐標(biāo)位置（以距離坐標(biāo)軸的距離表示）、種名、胸徑和樹高并掛牌編號(hào)，對(duì)1.3 m處胸徑大于1 cm的分枝采用同樣的方法調(diào)查，并記錄其母株編號(hào)。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

對(duì)此次野外調(diào)查的植物采用物種豐富度（S）、Shannon-Wiener指數(shù)（H`）、Simpson指數(shù)（D）、均勻度指數(shù)（E）表示物種多樣性分析，采用重要值（Importance Value，IV）來表示某個(gè)物種在群落中的地位和作用的綜合指標(biāo)，公式如下。

以上公式中，Pi為每個(gè)物種所占的比例；S為物種豐富度；IV為重要值；RDi為相對(duì)密度；RCi為相對(duì)基蓋度；RFi為相對(duì)頻度；以胸高斷面積表示相對(duì)基蓋度。

所有數(shù)據(jù)分析和作圖均在Excel 2007和statistica 8.0完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物物種組成及多樣性

銀瓶山自然保護(hù)區(qū)內(nèi)群落組成豐富，多樣性高，生長均勻（表1），調(diào)查發(fā)現(xiàn)共有4 375株植物個(gè)體，維管植物共31科53屬73種，以常綠樹種為主，是典型的常綠闊葉林。群落組成主要以樟科（Lauraceae）、山茶科（Theaceae）、虎耳草科（Saxifrgaceae）、五加科（Araliaceae）植物為主；其中樟科植物個(gè)體數(shù)最多，為1 082株，占總調(diào)查的24.76%，豺皮樟（Litsea rotundifolia var.oblongifolia （Nees） Allen）占樟科的83.27%；山茶科植物次之，有752株，占此次調(diào)查的17.21%，其中木荷（Schima superba Gardn.et Champ.）占山茶科的71.54%；虎耳草科、五加科植物分別為532株和437株；而針葉樹種僅有松科植物馬尾松（Pinus massoniana Lamb.），占調(diào)查的1.14%。根據(jù)Hubbell、Foster與He Fang Liang等人定義稀有種（Rare species）和常見種（Common species），每公頃樣地不多于1株的物種為稀有種，常見種指每公頃多于1株的物種[10]。保護(hù)區(qū)內(nèi)稀有種共16種，隸屬10科13屬；常見種共4 359株，占此次調(diào)查植物分類科、屬的67.74%和75.47%。

2.2 優(yōu)勢(shì)物種及重要值

保護(hù)區(qū)樣地優(yōu)勢(shì)樹種較明顯（表2），重要值排名前10的樹種重要值達(dá)72.59%，重要值最大的是山茶科樹種木荷，為21.14%；其相對(duì)基蓋度為43.26%，占主要地位，在群落環(huán)境中發(fā)揮重要作用，為該樣地的優(yōu)勢(shì)種。區(qū)內(nèi)樟科樹種最豐富，其中豺皮樟的相對(duì)頻度和相對(duì)密度最大，分別為7.98%和20.55%；其重要值與五加科的鴨腳木接近，都僅次于木荷，依次為10.51%、10.76%，是群落的亞優(yōu)勢(shì)種，對(duì)群落物種組成和群落環(huán)境的形成具有重要意義。

2.3 物種徑級(jí)分布特征

徑級(jí)分布結(jié)構(gòu)是反映森林群落結(jié)構(gòu)和生長發(fā)育狀況的一個(gè)重要指標(biāo)[4]，根據(jù)調(diào)查區(qū)域內(nèi)樹木胸徑徑級(jí)分布的實(shí)際情況進(jìn)行劃分（圖1）。樣地內(nèi)植物最大胸徑為73 cm，平均胸徑為5.94 cm。從徑級(jí)分布特征來看，樣地內(nèi)所有物種個(gè)體的總徑級(jí)分布呈明顯的倒“J”型，群落物種胸徑主要分布在1～5 cm小徑級(jí)處，其個(gè)體數(shù)最多，占總調(diào)查的62%，胸徑在5～13 cm的次之，共1 207株，胸徑在13～21 cm的個(gè)體相對(duì)較少，占調(diào)查的8%，胸徑大于21 cm的個(gè)體最少，僅有81株。表明該森林群落物種大多處于中幼樹時(shí)期，反映該森林群落更新及生長狀態(tài)良好，同時(shí)也暗示該林分正處于進(jìn)展演替的前期。

3 討論

該文基于在銀瓶山自然保護(hù)區(qū)麻竹坑設(shè)置固定樣地來監(jiān)測(cè)常綠闊葉林的群落組成及物種多樣性，對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)估，初步解決了群落生態(tài)學(xué)的基本問題。物種組成是群落的基礎(chǔ)，不僅能反映群落的生境特點(diǎn)和狀況，同時(shí)也能反映群落的生物多樣性和群落物種之間的空間關(guān)聯(lián)[11]。因此，通過設(shè)置固定樣地進(jìn)行長期監(jiān)測(cè)森林群落動(dòng)態(tài)變化是研究森林群落生物多樣性的有效方法之一，也是保護(hù)生物多樣性及生態(tài)環(huán)保、森林恢復(fù)的重要手段[12]。區(qū)內(nèi)物種組成豐富，多樣性高，喜陽喜暖樹種占優(yōu)勢(shì)，林分更新及生長狀態(tài)良好，其原因可能在于保護(hù)區(qū)所屬的地理位置和氣候區(qū)域，屬南亞熱季風(fēng)氣候，擁有充足的熱量及降雨等特點(diǎn)，為物種的生存和發(fā)展提供了適宜生境。該研究通過搭建固定樣地平臺(tái)，整合樣地信息構(gòu)建了完善的生態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為定期復(fù)查森林資源，長期監(jiān)測(cè)森林群落的動(dòng)態(tài)變化，保護(hù)森林生物多樣性提供了真實(shí)準(zhǔn)確的信息資源。

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