邵武市將石保護區(qū)野生建蘭群落物種多樣性研究

楊開興

（福建省邵武市將石省級自然保護區(qū)管理處，福建邵武 354000）

建蘭（Cymbidium ensifolium），屬于國蘭的一大種群，古代盛產(chǎn)于福建，故名建蘭；有些建蘭品種在一年內(nèi)夏秋季節(jié)多次開花，故又稱四季蘭；為蘭科（Orchidaceae）蘭屬（Cymbidium）地生草本植物，假鱗莖卵球形，包藏于葉基之內(nèi)。葉2～6枚，帶形，有光澤，前部邊緣有時有細齒，關(guān)節(jié)位于距基部2～4 cm處?；ㄝ銖募禀[莖基部發(fā)出，直立，一般短于葉。生于疏林下、灌叢中、山谷旁或草叢中；廣泛分布于東南亞和南亞各國，北至日本[1]。其葉姿優(yōu)雅、香氣撲鼻，還可入藥使用，具有較高的園藝和藥用價值。歷史上，建蘭曾在名門望族、文人雅士中地位極高。近些年，由于人為過度采挖及氣候變化異常，建蘭資源遭受到嚴重的威脅，野生資源逐年遞減，已被列入《瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約》(CITES)[2]。因此，加強對建蘭群落物種多樣性的研究，對建蘭野生資源保護和利用具有重要意義。

1 研究區(qū)域自然概況

福建省邵武市將石省級自然保護區(qū)始建于1986年，位于武夷山脈北段東南側(cè)，東經(jīng)117°14'11"～117°16'40"，北緯27°02'03"～27°05'21"，屬中低山地貌，海拔300～536 m，為丹霞地貌[3]；屬中亞熱帶東南季風性氣候，四季分明，年平均氣溫17.7 ℃，1 月份平均氣溫6.8 ℃，7 月份平均氣溫27.5 ℃，受海洋性氣候影響，氣候溫和濕潤，夏季溫涼，冬季稍寒冷，有霜雪[4]。全年日照時數(shù)1 763.2 h；受東南季風的影響，雨量充沛，年平均降水量1 846.6 mm，年平均相對濕度80.0%以上[5]。

2 研究方法

2.1 調(diào)查方法

根據(jù)該保護區(qū)的地形地貌特點，合理布設(shè)調(diào)查線路，在調(diào)查區(qū)域內(nèi)，選取人為干擾較輕微、建蘭保存較好的具有代表性地段布設(shè)樣地，共設(shè)置20 m×20 m 樣地5 個。每個樣地內(nèi)設(shè)5 m×5 m 灌木樣地2 個，2 m×2 m 草本樣地2 個，分別位于喬木層樣地的其中一個對角和中心。調(diào)查喬木層物種、樹高、胸徑、冠幅等指標；調(diào)查灌木層物種、基徑、株高、冠幅、株數(shù)；調(diào)查草本植物的物種、地徑、株數(shù)、蓋度、平均高度。

2.2 數(shù)據(jù)計算與處理

2.2.1 群落物種重要值的計算

各層次的物種重要值計算采用王本洋等[6-7]的計算方法：

喬木層的重要值=(相對多度+相對頻度+相對優(yōu)勢度)/3

灌木層的重要值=(相對高度+相對頻度+相對蓋度)/3

草本層的重要值=(相對頻度+相對蓋度)/3

2.2.2 群落物種豐富度

物種豐富度（S）=出現(xiàn)在樣方內(nèi)的物種總數(shù)。

2.2.3 群落物種多樣性

式中：N 為所有物種數(shù)目總數(shù)；Ni為第i種個體數(shù)；Pi為第i種個體數(shù)Ni占總個體數(shù)N 的比例，即Pi=Ni/N；S 為調(diào)查群落樣地中的物種個數(shù)[8-9]。

3 結(jié)果與分析

3.1 建蘭群落植物種類組成

此次調(diào)查范圍內(nèi)共記錄到植物34科46屬62種288株植物（見表1），植物群落種數(shù)最多的是殼斗科，其次是薔薇科；從數(shù)量上看，殼斗科植物所占比重最大，為59.68%，其次是蘭科，占到總株數(shù)的43.35%。

3.2 建蘭群落植物區(qū)系組成

將石保護區(qū)建蘭群落植物區(qū)系組成見表2[10-11]，建蘭群落內(nèi)有植物34 科46 屬，分布類型分別為9、11個，其中，泛熱帶及其變型分布最多，有10 科10 屬，分別占除世界分布的38.46%、23.26%；從科屬的水平上看，建蘭群落植物區(qū)系以泛熱帶及其變型類分布為主。

表2 建蘭群落植物區(qū)系組成

3.3 建蘭群落的垂直結(jié)構(gòu)

建蘭群落各層次高度的頻率分布見圖1，建蘭群落中以Ⅰ到Ⅲ級的個體居多，占75.69%，主要集中于Ⅰ級，占54.86%。實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)僅3 株狗脊（Woodwardia japonica）高達1.2 m，其余的草本層植株高度均落在Ⅰ級，草本層優(yōu)勢物種建蘭的平均高度為0.56 m。灌木層植株高度主要在Ⅱ、Ⅲ級，Ⅳ到XⅢ級大多為喬木層植株。可見喬、灌、草三層層次級結(jié)構(gòu)明顯。

圖1 建蘭群落高度頻率分布

3.4 建蘭群落地徑結(jié)構(gòu)

此次調(diào)查共發(fā)現(xiàn)建蘭24株，圖2 為群落優(yōu)勢種建蘭地徑的頻次分布，可知建蘭個體最多的地徑區(qū)間為Ⅲ級，占總個體數(shù)的33.33%，其次為Ⅳ級，占總個體數(shù)的29.17%。整個建蘭群體地徑分布似“金字塔型”，目前該保護區(qū)建蘭群落年齡結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出較不穩(wěn)定型，幼苗及老齡建蘭植株資源欠缺。

圖2 群落中建蘭群落地徑分布

3.5 建蘭群落物種多樣性分析

3.5.1 各層次重要值分析

建蘭群落喬木層24 種，灌木層23 種，草本層15種，分別占植物群落總種數(shù)的38.71%、37.10%、24.19%。根據(jù)測定結(jié)果，喬木層重要值前10的物種有9 種，其中7 種為殼斗科，石櫟（Lithocarpus glaber）重要值最高，為42.05，殼斗科植物對喬木層多樣性影響較大，限制了其他喬木層植物的生長。灌木層重要值大于10 的有9 種，其中秤星樹（Ilex asprella）重要值最高，為66.77，為該群落的建群種，優(yōu)勢地位明顯；其次是窄基紅褐柃（Eurya rubiginosavar.attenuata），重要值為30.84。草本層重要值最大的為建蘭，在草本層占有明顯優(yōu)勢，其次為狗脊、淡竹葉（Lophatherum gracile），重要值均較高，重要值排前3的依次為建蘭57.62%、狗脊47.75%、淡竹葉39.57%，其重要值均大于30%（見表3）。

表3 建蘭群落各層物種重要值（僅列前15位）

3.5.2 各層次物種多樣性指標

由表4 可知，喬木層的物種豐富度最高，其次是灌木層，草本層的物種豐富度最低；喬木層植物的Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)、Pielou 均勻度指數(shù)均為最高，但Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)建蘭群落最高的是草本層為0.1，其次灌木層，喬木層最低；表明建蘭群落的草本層的物種豐富度低、優(yōu)勢種優(yōu)勢度大、多樣性低、物種分布也不均勻,其主要優(yōu)勢種為建蘭、狗脊、淡竹葉，重要值均大于30%。

表4 建蘭群落各生長型物種多樣性指標

4 結(jié)論與討論

此次調(diào)查范圍內(nèi)共記錄到植物34科46屬62種288株植物，植物群落種數(shù)最多的是殼斗科，其次是薔薇科。從科、屬的水平上看，建蘭群落植物區(qū)系以泛熱帶及其變型類分布為主。建蘭群落植株高度以Ⅰ到Ⅲ級（0～3 m）的個體居多，占75.69%，實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)僅3 株狗脊高達1.2m，其余的草本層植株高度均落在Ⅰ級，灌木層植株高度主要在Ⅱ、Ⅲ級，Ⅳ到XⅢ級大多為喬木層植株，喬、灌、草三層層次級結(jié)構(gòu)明顯。群落優(yōu)勢種建蘭個體最多的地徑區(qū)間為Ⅲ級(0.2 m＜Ⅲ≤0.3 m)，占總個體數(shù)的33.33%。

重要值是在計算、評估物種多樣性時的重要指標，以綜合數(shù)值表示植物物種在群落中的相對重要性的一個重要度量指標[12]。喬木層主要組成為殼斗科，其對喬木層多樣性影響較大，限制了其他喬木層植物的生長。灌木層重要值最高的是秤星樹，為該群落的建群種，優(yōu)勢地位明顯，其次是窄基紅褐柃。草本層重要值最大的為建蘭，在草本層占有明顯優(yōu)勢，其次為狗脊、淡竹葉，重要值均較高，均大于30%。

物種多樣性可以優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)的各種功能并為生態(tài)的平衡保持服務[13-14]。研究發(fā)現(xiàn)：喬木層的物種豐富度最高，其次是灌木層，草本層的物種豐富度最低；喬木層植物的Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)、Pielou 均勻度指數(shù)均為最高，但Simpson 優(yōu)勢度指數(shù)最高的是草本層，表明建蘭群落草本層的物種豐富度低、優(yōu)勢種優(yōu)勢度大、多樣性低，物種分布也不均勻。可見建蘭群落中，因喬木層與灌木層物種豐富度高，導致草本層光照不充足，競爭不激烈，種類較少，優(yōu)勢種優(yōu)勢度高[15]。

該保護區(qū)具有獨特的地理、區(qū)域優(yōu)勢及優(yōu)越的生態(tài)環(huán)境，至今保留著半原始狀態(tài)的丹霞地貌的天然林植被，典型的常綠闊葉林等生境類型較適合建蘭的生長繁殖[16]。此次調(diào)查發(fā)現(xiàn)建蘭在草本層中的重要值最高，但草本層的物種豐富度、均勻度指數(shù)、多樣性指數(shù)均較低，故保護區(qū)應加強對建蘭野生資源的保護，防止人為過度采挖，給予草本層足夠的恢復期，并進行適當?shù)目茖W研究，減少因氣候變化異常而導致的群落物種驟減。