3种林型内大型真菌群落多样性取样强度1)

饶 俊 李 玉

(食药用菌教育部工程研究中心(吉林农业大学)，长春，130118)

在大型真菌的生态学研究中，群落多样性研究受到了越来越大的重视。然而，大型真菌的野外调查同动植物相比，还属于刚刚起步阶段，研究方法和手段极不成熟。研究人员采用的方法一般是在植物野外调查方法的基础上改进而成的［1］。这些方法“因人因地而异”，其取样强度，即样方面积与样方数目并没有形成一套具体的、标准的方案。刘广海［2］系统研究了四川省碧峰峡风景区大型真菌的物种和区系多样性。他根据植被类型、森林资源保存状况等设置6个样地(常绿阔叶林、柳杉林、水杉林、竹林、竹阔混交林和草地)，并在所选样地内按照不同坡度、不同坡向等设置了37个面积为10 m×10 m的样方。陈越渠［3］于2006年5—10月期间，对吉林省老爷岭大型真菌多样性与森林植被和季节的相关性做了研究。他根据当地植物群落分布特点(槭树+紫椴+红松－金银忍冬+山楂－木贼群落、水曲柳+黄檗+槭树－粗茎鳞毛蕨+木贼群落、蒙古栎－木贼群落和落叶松－粗茎鳞毛蕨+木贼群落)，共设4类样地，以测定大型真菌在不同植物群落中的种类分布。在4类样地中依次随机取4个样方，样方面积为15 m×15 m。柴新义等［4］调查了安徽省琅琊山自然保护区大型真菌群落多样性。他们根据植物群落的类型在保护区内共设置了5种较具有代表性的样地(针阔混交林、常绿－落叶阔叶混交林性、落叶阔叶林、琅琊榆－刺槐林和竹林)，并在其中划取了总共60个面积为20 m×20 m的样方。在以上的研究中，各研究者的取样强度不尽相同，但仍能找出一定规律。所以笔者运用Pielou的积累样方法［5］，在吉林省哈泥国家级自然保护区，探讨了在不同林型中大型真菌群落多样性取样强度的问题，试图找出有关规律，为今后大型真菌群落多样性的研究工作打下基础。

1 研究地概况

哈泥国家级自然保护区是以沼泽为主的高山湿地，位于吉林省长白山麓龙岗山脉中段，最高海拔1212 m，最低海拔 557 m。面积为 286.3 hm2，区内有沼泽地20.06 hm2，是中国少有的东北高山湿地。保护区属温带湿润，半湿润季风气候。年平均气温5℃，全年无霜期128～140 d，年平均降水量为755.5 mm。该保护区生态环境独特，为大型真菌的生长繁殖提供了较好的基础。

2 研究方法

2.1 群落类型的选择与取样

样地设在区内保护站八里哨林场附近，于2010年7月至9月和2011年7月至9月进行大型真菌调查。大型真菌繁殖生长环境大致可分为森林生境和空旷山地及草原生境。森林是自然界最大的生态系统，是大型真菌重要的繁生场所。据统计，已知生长于森林中的种类占总数的80%，而生于草原(包括田野)中的种类占20%［6］。鉴于此，又因为采集地哈泥自然保护区以森林植被为主，因此决定以针阔混交林(以臭冷杉、落叶松、蒙古栎、水曲柳为主)，针叶林(以落叶松、臭冷杉、东北红豆杉为主)，阔叶林(以蒙古栎、白桦、水曲柳为主)3种林型来展开研究。

首先在3种林型中均选择5个比较均匀一致的地段做巢式样方，由1 m2以几何级数增至256 m2，计算出5个样方中各个面积的平均种数(精确到小数点后一位)，得到种—面积曲线。在此基础上选择10 m×10 m、15 m×15 m、20 m×20 m 的正方形样方，取样数分别为10、5、5个，每个样方重点记录大型真菌种类及其密度(以Schmit的采集单元为计数单位［7］，见图1)。在图1A中，某物种所有的子实体都在一个直径为1 m的圆中，所以记作1个采集单元。在图1B中，某物种的子实体必须包括在2直径1 m的圆中，所以记作2个采集单元。在图1C中，某物种子实体必须包括在3个直径1 m的圆中，所以记作3个采集单元。取样过程中尽可能使3种面积的样方在同一小范围内设置，以减少比较时可能带来的误差。

2.2 大型真菌标本的鉴定

供试大型真菌子实体的标本鉴定采用传统形态学分类方法，宏观特征通过解剖镜、放大镜等观察;外观形态及颜色特征依据实地拍摄照片;微观特征使用显微镜观察，将材料分别置于蒸馏水或5%KOH溶液中进行，孢子及菌丝、菌髓等的淀粉质反应或类糊精反应是将材料置于Malzer试剂(碘0.5 g，碘化钾 1.5 g，水合氯醛 22.0 g，蒸馏水 20.0 mL)中来判断。

2.3 取样强度的分析

选用2种普遍使用并稳定性较高的多样性指数:Shannon－Weiner指数 H=－(ni/N)ln(ni/N)和Simpson指数D=(ni－1)/N(N－1)，并分别换算成指数形式eH=和倒数形式D=(N－1)/ni(ni－1)。采用 Pielou积累样方法，即样方数依次增加一个重复计算2个多样性指数，最后绘出多样性指数—样方数目曲线。

图1 Schmit的采集单元

3 结果与分析

3.1 最小面积与最小取样数

巢式样方结果见种—面积曲线(图2)。3种林型均大致在8 m×8 m至16 m×16 m处出现拐点，并且逐渐趋于缓和。因此，8 m×8 m至16 m×16 m应为3种林型中大型真菌群落多样性调查的最小面积。

图2 3种林型的种—面积曲线

Pielou积累样方法的结果见多样性指数—样方数曲线(图3)。由图3可以看出，各林型中的多样性指数值都随着积累样方数的增加而增大，大型真菌物种数也随之增多。但是当样方数积累到一定程度后，多样性指数不再明显增加，斜率明显变小，曲线变得较为平缓，进入平衡状态，此时所对应的样方数应为最小样方数。因此，在针阔混交林中，10 m×10 m、15 m×15 m、20 m×20 m样方的最小样方数分别为6、3、2个，在针叶林和阔叶林中则均为5、3、2 个。针阔混交林的取样数目较多，正是由于它比另外2种林型在水平结构上更具复杂性的结果。

3.2 不同取样面积差异显著性

从图3中可见，在曲线进入平衡态之前，多样性指数受样方面积大小的影响显著，样方面积越大，所积累的样方数目越多，则多样性指数就越高。同时，样方面积越大，多样性指数的变化速率就越大(表1)。

图3 3种林型多样性指数—样方数曲线

表1 进入平衡状态前多样性指数(D)—样方数(N)的关系

随着积累样方数的继续增加，多样性指数增大的趋势逐渐变得平缓，曲线开始进入平衡态。在进入平衡态后，3种不同面积的样方所得结果趋于一致。通过方差分析表明，在概率95%的水平上，各林型中10 m×10 m、15 m×15 m、20 m×20 m 样方面积的方差均小于相应的F值，说明这3种样方面积在取样数超过各自的最小数目后，差异并不显著，可以得到较一致的研究结果。3种取样面积的置信区间及方差的计算结果见表2。

4 结论与讨论

通过种—面积曲线得出3种林型中大型真菌群落多样性调查的样方的最小面积与最小取样数，然后运用Pielou积累样方法得出最适取样策略。根据上述研究结果，可得出如下结论:针阔混交林，针叶林，阔叶林3种林型的最小取样均为8 m×8 m至16 m×16 m。针阔混交林，针叶林，阔叶林3种林型10 m×10 m、15 m×15 m、20 m×20 m 的正方形样方最小取样数分别为 6、3、2 个，5、3、2 个和 5、3、2 个。针阔混交林的水平结构更为复杂，故取样数目增加。3种正方形样方达到相应最小取样数后，均可得到满意的研究结果，并在95%概率水平差异不显著。但10 m×10 m样方和15 m×15 m样方实际取样工作量小于20 m×20 m样方，而10 m×10 m样方的空间覆盖范围又比15 m×15 m样方更大，这对群落物种多样性的研究是有益的，因此，较小面积与较大数目的调查取样策略应该更可取。

表2 进入平衡状态后多样性指数的平均值、置信限和不同取样面积间的方差

本研究开展的时间仅为2 a，而多样性研究需要多年的积累资料。此外，在不同的季节，不同的气候条件下多样性研究结果可能有所出入。北方的气候四季分明，会对大型真菌的生长发育和分布产生了巨大的影响。因此针对大型真菌多样性的研究时间跨度应该尽量长一些。

即使同为针阔混交林、针叶林、阔叶林3种林型，但其中的植被却会因为地域的不同而有所不同，这样也会影响其中的大型真菌多样性。本研究在东北展开，具有很强的地域性。南方的森林植被与东北有差异，因此类似研究的结果也会产生差异。大型真菌的生境还包括灌木丛和草地等，其取样强度与森林植被也会有所不同。

坡度、海拔和光照对大型真菌的生长发育和分布也有着影响，本研究的样地设置时考虑到以上因素。这些样地的的坡度适中，同一林型的各个样方海拔基本一致，且均位于阴面，因此研究结果仍具有一定的代表性，可以为今后相关的研究提供参考。

［1］图力古尔，李玉.大青沟自然保护区大型真菌群落多样性研究［J］.生态学报，2000，20(6):986－991.

［2］刘广海.碧峰峡风景区大型真菌多样性研究［D］.雅安:四川农业大学，2010.

［3］陈越渠.吉林老爷岭大型真菌多样性研究［D］.长春:吉林农业大学，2007.

［4］柴新义，许雪峰，汪美英.皖琅琊山自然保护区大型真菌群落多样性［J］.生态学报，2010，30(6):1508－1515.

［5］Pielou E C.Species-diversity and pattern-diversity in the study of ecological succession［J］.Journal of Theoretical Biology，1966，10(2):370－383.

［6］卯晓岚.中国大型真菌［M］.郑州:河南科学技术出版社，2000.

［7］Schmit P J，Murphy J F，Mueller G M.Macrofungal diversity of a temperate oak forest:a test of species richness estimators［J］.Canadian Journal of Botany，1999，77(7):1014－1027.