申家店林區(qū)早春不同生境植物群落多樣性分析

韓曉云郭鵬周亞星喬劉鳳至譚佳欣羅志文

(1.佳木斯大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007；2.佳木斯大學(xué)應(yīng)用昆蟲研究所，黑龍江 佳木斯 154007)

植物是聯(lián)系空氣、水和土壤的重要環(huán)節(jié)，是生態(tài)系統(tǒng)中不可缺少的一部分，也是人類及其他生物的生存條件之一，因此，研究植物的變化可以進(jìn)一步地了解生態(tài)系統(tǒng)的改變，也是人們研究自然規(guī)律變化的基礎(chǔ)[1-3]。生物多樣性指的是生物和由生物構(gòu)成的系統(tǒng)的整體的多樣性和變異性，主要包括了生態(tài)系統(tǒng)多樣性、遺傳多樣性、景觀多樣性及物種多樣性等[4,5]。物種多樣性能夠決定生物多樣性是否豐富。物種多樣性指的是植物多樣性在物種水平上的表現(xiàn)方式。植物多樣性作為生態(tài)系統(tǒng)中重要的組成部分，以植物本身作為主體，來研究植物內(nèi)部、物種間的多樣性。Sukopp等研究了植物多樣性的變化和植被種類兩者之間的關(guān)系，及其對人類活動造成的影響[6]；陳旭等調(diào)查了四川白水河自然保護區(qū)的植物群落的組成及其優(yōu)勢種[7]；張辛陽等調(diào)查和分析了沉湖濕地自然保護區(qū)的植物資源[8]。但由于環(huán)境的不斷變化，植物在不同的地理位置就會有不同的分布與組成，形成了非常有特點的地域特色。同時，由于人類的過度開發(fā)與污染，以及引進(jìn)的外來物種，使許多植物走向了瀕危甚至是滅絕的境地，破壞了物種的多樣性。因此研究植物的多樣性是非常重要的一項工作。

早春植物既是能夠在早春完成發(fā)育周期的植物，這類植物耐寒性比較強，發(fā)育周期很短；也是在早春時期開花但整個生長周期比較長的植物。對于申家店林區(qū)來說，早春時溫度仍然很低，生長環(huán)境比較艱苦，早春植物能夠正常的進(jìn)行生長發(fā)育，至于后續(xù)的生長情況與環(huán)境及植物本身有關(guān)。

申家店林區(qū)位于佳木斯市東部，位于老平崗林場周邊，林區(qū)具有優(yōu)越的自然環(huán)境，孕育著非常豐富的植物資源。在自然界中，昆蟲與植物間協(xié)同進(jìn)化，互利共生，植物作為食物鏈的生產(chǎn)者，為動物提供能量來源，是食物網(wǎng)中不可或缺的組成部分[9]；申家店林區(qū)人工林與天然林混合分布，每年的夏末秋初，林區(qū)內(nèi)分布著大量的大型真菌，其中大部分保留著比較原始的生活狀態(tài)[10]。調(diào)查小組通過野外隨機取樣方法、采集制作標(biāo)本等方法，調(diào)查與分析了林區(qū)植物資源的多樣性，并確定林區(qū)早春植物的優(yōu)勢種，對不同生境的的相似度指數(shù)進(jìn)行分析，可以為申家店林區(qū)的昆蟲多樣性的調(diào)查、野生大型真菌的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 研究地自然概況與調(diào)查方法

1.1 研究地自然概況

申家店林區(qū)位于樺川縣西南部，老平崗林場周邊，其森林覆被率約74%，林地面積6681hm2。申家店林區(qū)中人工林與天然森林混合分布，具有不同的環(huán)境類型。土壤為暗棕壤，也分布著黑色草甸土，非常適宜野生植物的自然生長。申家店距離城區(qū)較遠(yuǎn)，人為破壞較少，因此保存著非常豐富的植物資源。

1.2 調(diào)查方法

調(diào)查小組于2022年5—6月，采用觀察法、樣方法、標(biāo)本采集與制作等方法對5種不同生境的植物的多樣性進(jìn)行調(diào)查，不同的生境為針葉林、灌叢、草甸、闊葉林及針闊混交林，比較5種生境內(nèi)植物的種類和數(shù)量的分布情況。在申家店林區(qū)每個生境內(nèi)設(shè)置4個1m×1m的標(biāo)本樣方，同時對其進(jìn)行GPS定位。統(tǒng)計并記錄樣方內(nèi)植物的種類及數(shù)量，并確定其中的優(yōu)勢種。對于野外難以鑒定或者易混淆的植物，將其帶回實驗室，參考相關(guān)文獻(xiàn)或工具書[11-19]等進(jìn)行鑒定。對于比較完整的植物，可以制作成標(biāo)本，并觀察植物的形態(tài)等特征。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理

1.3.1 群落多樣性指數(shù)(H)

根據(jù)Shannon-Wiener多樣性指數(shù)公式：

H′=-∑PilnPi

式中，Pi為重要值(Pi=Ni/N)；Ni為第i種的個體數(shù)；N為群落中總的個數(shù)。

1.3.2 優(yōu)勢度指數(shù)(D)

根據(jù)Berger-Parker優(yōu)勢度指數(shù)公式：

D=Nmax/Nt

式中，Nmax為優(yōu)勢種種群數(shù)量；Nt為全部種的種群數(shù)量之和。

1.3.3 優(yōu)勢種確定

各個生境物種的個體數(shù)量≥25[20]。

1.3.4 均勻度指數(shù)(J)

根據(jù)Pielou均勻度指數(shù)公式：

J=H′/lnS

式中，H′為Shannon-Wiener多樣性指數(shù)；S為物種數(shù)。

1.3.5 群落相似度(q)

采用Jaccard相似性系數(shù)公式進(jìn)行計算，計算公式：

q=c/(a+b+c)

式中，a為A樣地的物種數(shù)；b為B樣地的物種數(shù)；c為2個樣地共有的物種數(shù)。

采用SPSS 14.0和DPS 7.05等統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 申家店林區(qū)早春植物種類與數(shù)量

通過調(diào)查及資料的整理，在申家店林區(qū)不同生境設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)樣方內(nèi)觀察并記錄植物38種，分別隸屬于22科36屬，見表1，其中菊科占比最大，為22.7%，其次是豆科為18.2%。植物的優(yōu)勢種包括問荊、灰綠藜、薺菜、車前、小玉竹、粗根鳶尾、披堿草、草地早熟禾，屬于7科8屬，這些優(yōu)勢種分布在針葉林、灌叢、草甸、闊葉林及針闊混交林不同的生境下，不僅為昆蟲提供了棲息和繁殖的環(huán)境，也為野生的大型真菌提供了適宜的生長空間。

表1 申家店林區(qū)不同生境中植物數(shù)量表

2.2 申家店林區(qū)早春不同生境植物花果期及應(yīng)用價值

表2 申家店林區(qū)不同生境中植物花果期及應(yīng)用價值

對觀察到的申家店林區(qū)早春不同生境中植物的生長環(huán)境、花期、果期及其應(yīng)用價值進(jìn)行了整理，表明申家店的植物種類較多，大多數(shù)植物具有藥用價值，但是對其更加深入的研究仍需進(jìn)一步的探討。

2.3 申家店林區(qū)早春不同生境植物多樣性分析

由表3可知，物種多樣性指數(shù)(H)的大小順序為闊葉林>灌叢>草甸>針葉林>針闊混交林，闊葉林生境植物種類豐富，人為干擾較少。均勻度指數(shù)(J)的大小順序為草甸>闊葉林>灌叢>針葉林>針闊混交林，草甸生境以禾本科植物為主，有少量的草花分布其中。優(yōu)勢度指數(shù)(D)的大小順序為闊葉林>灌叢>草甸>針葉林>針闊混交林。

表3 申家店林區(qū)不同生境植物群落多樣性比較

2.4 申家店林區(qū)早春不同生境植物相似度比較

本研究采用Jaccard相似性系數(shù)對申家店林場早春不同生境的野生植物進(jìn)行相似度比較，見表4?？梢钥闯觯莸榕c闊葉林的相似度最高，2種生境的植物種類比較相近，闊葉林與針闊混交林的相似度最低。

表4 申家店林區(qū)不同生境植物相似度比較

3 研究展望

申家店位于黑龍江省的東部，早春回暖較晚，4月中旬以后才有植物陸續(xù)開花、抽葉，早春植物的種類少，數(shù)量也不多，部分植物是先花后葉，木本植物以楊樹、樟子松、糖槭、榆樹等為主，部分草本植物可以入藥，草材的儲量較大。后續(xù)團隊要重點進(jìn)行野生植物資源調(diào)查與引種開發(fā)，進(jìn)行有價值植物的組織培養(yǎng)與藥用成分提取、分離與應(yīng)用等方面的研究，發(fā)展北藥開發(fā)產(chǎn)業(yè)。