长白山不同海拔牛皮杜鹃群落物种多样性研究*

杨丽娟，栾志慧，邵殿坤，顾地周，冯 颖，姜云天

(1.通化师范学院生命科学学院，吉林 通化134002；2.吉林省林业调查规划院，吉林 长春130022)

物种多样性是生物多样性的重要表现，它不仅反映植物群落物种的多度，即丰富度、变化程度和均匀度［1］，还决定着群落的稳定性［2-4］，可度量群落结构和功能的复杂性［5］，体现群落的特征［6-7］.监测植物群落物种的多样性，有利于森林保护工作，预防物种和珍稀濒危物种免受破坏.

牛皮杜鹃是长白山不同海拔森林群落中的主要灌木，它与其附近的野生动植物以及周围环境相互作用构成森林生态系统，是长白山生态平衡中必不可少的一部分［8］.目前很多学者以长白山为研究对象，宏观地研究长白山区的生物多样性.本文在长白山白河地区森林/沼泽交错区植物多样性研究［9］，长白山处于不同发育阶段的泥炭沼泽植被的调查［10］和长白山北坡、西坡和南坡不同海拔湿地植物群落结构及其物种多样性研究［11］等的基础上，对长白山不同海拔的牛皮杜鹃群落结构及其多样性进行调查和研究，对其群落物种多样性进行了初步探讨.这些研究成果对于合理利用、保护和评价植物资源有重要指导意义.

1 研究区概况

研究地点位于长白山北坡.长白山植被呈现垂直分布，地形复杂，存有很多第三纪的孑遗植物，是我国著名的植被景观，目前是整个欧亚东大陆北半球物种最丰富的山脉，应高度重视该地区生物多样性保护.长白山地处北纬 38°46′～ 47°30′，东经121°08′～134°，是我国著名的山地原始森林.属季风影响的温带大陆性山地气候，具有冬季漫长寒冷，夏季短暂、温暖多雨，春季风大干燥，秋季凉爽多雾的特点.年平均气温在2～6℃，最低气温出现在1月份，最低可达-39.4℃.年平均降水量为600～900mm，随海拔增加而增加［11］.

2 研究方法

2.1 取样

在长白山北坡海拔1500m、2000m和2500m高度的牛皮杜鹃分布区选取3个20m×30m样地调查木本，总取样面积为1800m2.每个样地内取1个5m×5m的小样方调查灌木，1m×1m样方调查草本.对乔木、灌木和草本进行调查并记录其多度、平均高度和盖度，根据公式计算各项指标.

2.2 群落物种多样性测度［12］

群落物种多样性由丰富度、优势度和均匀性来衡量.

(1)物种丰富度用群落中的总个体数n和Margalef指数来度量.

Margalef：R1=(S-1)/ln(n)(n为观察到的个体总数，S为群落中物种总数.)

(2)生态优势度和群落物种多样性用Simpson指数和Shannon-Wiener指数来度量.

(3)均匀性采用Pielou指数和Hill指数来度量.

以上各指数的数据处理均在计算机上运用生态学统计软件进行.

3 结果与讨论

3.1 不同海拔牛皮杜鹃群落总体物种多样性分析

通过调查统计得出：3块样地中植物共37科79属138种，其中禾本科12属，菊科9属，毛茛科8属，百合科6属，伞形科5属，蔷薇科4属，杜鹃花科、虎耳草科、莎草科、玄参科、荨麻科、蹄盖蕨科、石竹科各2属，豆科、茜草科、蓼科、龙胆科、景天科、堇菜科、鹿蹄草科、败酱科、鳞毛蕨科、杨柳科、牻牛儿科、木贼科、凤仙花科、金星蕨科、柳叶菜科、岩蕨科、酢浆草科、紫草科、忍冬科、水鳖科、唇形科各1属.

通过分析群落总体物种多样性的结果(图1)表明，不同海拔的牛皮杜鹃群落出现不同的物种多样性、均匀性.丰富度指数R1在2.04～5.30范围内.其中海拔2500m最小，1500m最大.从λ和H看，λ值越小，H值越大，则多样性越高.各样地的λ值在0.086～0.354，H在2.434～2.911，均表现为海拔2500m物种多样性最低，1500m最高.呈现随海拔降低物种多样性上升的趋势.均匀度指数则不同，E1值在0.526～0.967，其中以海拔2500m最高，海拔1500m最小.均匀性随海拔上升而上升，是因为牛皮杜鹃群落随海拔升高，群落物种数目下降，其均匀性随之升高.E2的趋势同E1.

图1 群落总体物种多样性分析

3.2 不同层次的物种多样性分析

长白山牛皮杜鹃群落中，多是高度为6～7m的小乔木和灌木，因此物种多样性分析在木本层和草本层两个层次进行.群落各层总体物种多样性测度结果表明：木本层的物种多样性明显高于草本层(图2).由于牛皮杜鹃群落生境条件恶劣，不利于草本植物生长，而且与林下生境人为破坏有关，使得草本物种多样性减少.

因此，随着海拔的升高，牛皮杜鹃群落总体物种多样性降低，木本层的物种多样性高于草本层.

图2 群落各层总体物种多样性分析

［1］郑旭含，蔡体久，王晓明.东北山地沼泽湿地植物的多样性［J］.东北林业大学学报，2007，35(5)：36-38.

［2］满秀玲.小兴安岭北部沼泽湿地植被特征与营养元素动态研究［D］.北京：北京林业大学，2005.

［3］牟长城，韩士杰，罗菊春，等.长白山森林/沼泽生态交错带群落和环境梯度分析［J］.应用生态学报，2001，12(1)：1-7.

［4］牟长城，韩士杰，罗菊春，等.长白山森林/沼泽生态交错带群落演替规律研究-白桦沼泽群落演替规律研究［J］.北京林业大学学报，2001，23(1)：1-6.

［5］牟长城.长白山落叶松和白桦/沼泽生态交错带群落演替规律研究［J］.应用生态学报，2003，14(11)：1813-1819.

［6］牟长城，万书成，苏平，等.长白山毛赤杨和白桦沼泽生态交错带群落生物量分布格局［J］.应用生态学报，2004，15(12)：2211-2216.

［7］韩景军.长白山白河地区森林/沼泽交错群落的研究［J］.北华大学学报(自然科学版)，2000，1(3)：246-253.

［8］王杰，王升忠.长白山区泥炭沼泽植物多样性研究［J］.湿地科学，2005，3(2)：121-126.

［9］周繇.长白山国家级自然保护区观赏植物资源及其多样性［J］.东北林业大学学报，2004，32(6)：57-63.

［10］李建东，吴榜华，盛连喜.吉林植被［M］.长春：吉林科学技术出版社，2001.

［11］王琪，朱卫红，付婧，等.长白山不同海拔湿地植物群落结构及其物种多样性研究［J］.延边大学学报(自然科学版)，2010，36(1)：78-83.

［12］李晓红，肖宜安，龙婉婉，等.井冈山自然保护区云锦杜鹃群落物种多样性研究［J］.浙江林业科技，2005，25(1)：17-19.