桂南地区植物群落多样性分析

杨钦潮等

摘要：指出了物种多样性是反映群落结构和功能特征的有效指标，是生态系统稳定性的量度。通过对桂东区域植被类型进行野外调查研究，对野外物种多样性进行了测定，测定方法和记录都比较严谨并对记录结果进行了分析。结果表明：桂南地区桉树、大叶栎、马尾松林和杉木林的森林植被中，马尾松覆盖度较高，植物群落结构较为复杂，有利于保护生态结构多样性的发展。

关键词：物种多样性；调查；分析

中图分类号： S565.1

文献标识码： A 文章编号： 16749944（2015）06003502

1 引言

广西壮族自治区南部地区，地处北纬22°37′～24°18′，东经110°18′～111°40′之间，是广西丘陵向云贵高原过渡的山原地带。林区气候属于亚热带季风气候区，北回归线横贯市区中部，光热水资源较丰富，年平均气温21～23℃，极端最高气温40.0℃，极端最低气温5℃，冬季时有霜雪，年降雨量1592.9～2022.2mm，年蒸发量1484mm，相对湿度85.4%，每年4～8月为雨季，降雨量占全年降雨量76.56%，11月～次年3月为旱季[1]。

为了测定广西东部地区植物群落的物种多样性，对该地区桉树、大叶栎、杉木林和马尾松林分别进行了两块一样大小20m×20m的样方调查。调查样地所在地形为低山，海拔约为200m，坡位为中坡，坡向为东南坡，坡度26°，土壤母质为砂页岩，土壤类型属于赤红壤，主要植被的覆盖度基本在90%以上，两样地的乔木层均相对单一，林相较为整齐；灌木层和草本层植物种类较多。目前生态学家趋向把群落物种多样性定义为：群落中物种数和均匀度综合起来的一个单一统计量。植物群落一般是通过度量群落中的种数、个体数目（多度）及物种多度的均匀度来表征群落物种多样性。物种多样性在反映植物的生境差异、结构类型、演替附段和群落稳定性及度等方面均具有重要的意义[2]。

2 原理与方法

2.1 样方调查原理

样方调查法，是生态学研究最常用的方法，目前多采用系统和典型的设置法。系统的设置法，实质是等间隔的棋盘式的设置法；典型的设置法则是在最有代表性的地段设置样方，它带有较强的主观性，有时也可以把系统设置法和随机设置法结合起来进行。样方的数量越多越能反映客观的真实情况。但是，样方太多，会使工作量增大，不宜采用，草本群落一般设置5～10个，对于森林群落一般设置3个。

2.2 调查方法

本次调查采用典型的设置方法，在桉树、大叶栎、马尾松和杉木长势较好的地段各设置3个样方，用皮尺和测绳沿坡向上下左右拉20m×20m的样方，然后在大样方中将其分割成四块10m×10m的小样方。对四个100m2的小样方内的植物进行逐一测定并记录，从乔木、灌木到草本逐一进行观察记录，并作详细记录。对乔木层的树种的胸径、树高和冠幅进行逐一观察、测量和记录到记录表中。对灌木层和草本层的各物种种类及其对应的平均高度和数量进行测量统计，填入相应的表中[3～5]。

3 数据处理

在植物群落的物种多样性调查中主要是多样性指数Simpson指数和Shannon-Weiner指数的计算最重要。

3.1 Simpson多样性指数

Simpson多样性指数（或Simpson指数）是Simpson基于概率论提出的，是最常用的多样性指标之一。在样方调查中，Simpson多样性指数计算公式为：

式中：SP为Simpson指数；N为所有物种的个体总和；Ni为第i个物种的个体数；r为属于相同物种的概率，其值为0～1，r值大说明物种优势度高，多样性低。

SP的直观意义：当从N个个体、S个物种的样地中抽取个体并不放回，连续抽样，如果抽取个体属于相同物种的概率大，则多样性低，反之则高。当Ni/N=1/S时，群落内所有物种的个体数相等，群落有最大的物种多样性。其公式为：

3.2 Shannon-Weiner指数

Shannon-Weiner指数是Shannon-Weiner根据信息论提出的，是影响极大的多样性指数计算公式

）

式中：SW为Shannon-Weiner指数；N为群落所有物种的个体总和；Ni为第i个物种的个体数；S为物种数目；Pi为第i个物种个体数的百分数；3.3219是从log2到lg的转化系数。SW的直观意义：该函数可预测从群落中随机抽了一定个体物种的不定度，物种的数目越多、个体分布越均匀时，此物种不定度越大。物种的数目越多、个体分布越均匀时，此物种不定度越大。

3.3 均匀度公式

均匀度指群落中各个物种多度（个体数目）的均匀程度。当群落中所有物种多度都是均匀一致时，则物种均匀度为最大值1，否则小于1。均匀度实际上反映了群落中物种多样性，有利于不同多样性指数间的比较。可表示为：

Esp=SP/SPmax或Esw=SW/SWmax=SW/log2S。

3.4 结果计算

经过样方调查，统计结果得出群落多样性测定结果表，如表1。

4 结果分析

将本次调查数据进行统计整理，结合多样性指数Simpson指数和Shannon-Weiner指数的计算，并比较分析广西南部地区生物群落多样性。

4.1 多样性

根据调查记录结果分析，四个样方的森林植被覆盖度都比较高，均超过80%以上。马尾松林的群落结构为：马尾松—杉木—铁芒萁群落，其乔木层除了马尾松外还混有其它树种：如中平树、山乌桕和杉木等。使得样地乔木层的生物多样性复杂，增加了植物群落的多样性。灌木层则主要以华南毛玲、杉木和路边青等灌木为主要树种，灌木种类极为丰富繁多，平均高度约为1.1m，直径也较小。而草本层物种也非常丰富，种类繁多，多数为铁草也比较高，约为0.6m。马尾松林的Shannon-Weiner指数和Simpson多样性指数均比杉林要高，说明马尾松林的生物群落多样性高于杉木林的生物群落多样性，群落结构相对比较复杂。

4.2 均匀度

当群落中所有物种多度都是均匀一致时，则物种均匀度为最大值1，否则小于1。均匀度实际上反映了群落中物种多样性，有利于不同多样性指数间的比较。桉树和大叶栎物种多度分布较为单一，杉木林的物种多度相对均匀，均匀度总体上都略大于马尾松林的均匀度，说明其生物种个体数目比较稳定，没有太大的变动。不像马尾松林那样生物种类在个体数目上相差较大，不利于保持植物群落生物多样性的稳定性。

4.3 区域评价

通过对广西南部地区植物群落多样性的分析得出如下结论：广西南部地区桉树、大叶栎、马尾松林和杉木林的森林植被，马尾松覆盖度较高，植物群落结构较为复杂，有利于保护生态结构多样性的发展[6～9]。

参考文献：

[1]韦炳俭，周凌雁，覃德文.广西生物多样性评价发展研究[J].黑龙江科学，2014（11）：42～43.

[2]李元强，吴庆标，覃德文.青钩栲人工林生态系统碳储量及其分配格局[J].广东农业科学，2013，40（10）：181～185.

[3]伍荣善，覃德文，杨钦潮.广西林下经济产业发展现状及经营模式[J].绿色科技，2014（9）：51～53，54.

[4]韦 绪，覃德文，聂珍臻.广西隆林县石漠化现状与对策研究[J].绿色科技，2014（11）：26～28.

[5]禤火超，覃德文，杨钦潮.麻栎人工林的生物量与生产力[J].贵州农业科学，2014（6）：120～123，128.

[6]覃德文.青钩栲、麻栎人工林生长与经济效益对比研究[D].南宁：广西大学，2013.

[7]赖昌巧，韦 绪，聂珍臻.浅谈森林资源经营与可持续发展对策研究[J].经济研究导刊，2014（24）：234～236.

[8]赖昌巧，聂珍臻，秦玉.桂林七星区旅游资源经营对策探讨[J].中外企业家，2014（16）：95～97.

[9]覃德文，周 料，唐恒孟.基于广西资源（梅溪）至兴安高速公路的植物资源多样性调查[J].南方农业学报，2014，45（8）：1327～1332.