台州绿心区典型森林群落的物种多样性

潘丽芹

(台州科技职业学院，浙江 台州 318020)

台州绿心区典型森林群落的物种多样性

潘丽芹

(台州科技职业学院，浙江 台州 318020)

以台州绿心区内6个典型的森林群落(Ⅰ.枫香+榆树+朴树、Ⅱ.朴树+枫杨+马尾松、Ⅲ.无患子+乌桕+柏木、Ⅳ.枫香+三角枫+柏木、Ⅴ.朴树+大叶女贞+马尾松、Ⅵ.香樟+无患子+三角枫群落)为研究对象，采用Shannon-Wiener(H)、Patrick丰富度(R1)、Margalef 物种丰富度(R2)、Pielou均匀度(J)、生态优势度(D)等5个指标分析森林群落的物种多样性。结果表明：①群落内植物资源较为丰富，共计31科40属50种，其中乔木层植物19种，灌木层植物22种，草本层植物种类稀少，仅9种；②乔木层和灌木层的物种丰富度和多样性指数显著高于草本层，但不同群落的同层次间各指数差别不大，均未达到显著差异；③6个群落的物种丰富度与群落多样性总体表现为：Ⅵ群落>Ⅰ群落>Ⅱ群落>Ⅳ群落>Ⅴ群落>Ⅲ群落。

森林群落；物种多样性；生态风景林；台州绿心区

森林群落结构及物种多样性是生态学研究中十分重要的内容和热点之一[1]。物种多样性是生物多样性的重要内容[2]。物种多样性不仅反映群落或生境中物种的丰富度、变化程度和均匀度，也体现了群落结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境差异[3-5]。通过对森林群落结构的调查与研究，测定群落的物种丰富度和多样性指数，有利于更好地认识群落的组成、结构、功能和动态，了解物种的生存环境状况，掌握群落演替的一般规律，认识生物多样性的形成机制，从而为生物多样性保护提供理论依据[6]。

台州绿心区城市森林具有巨大的生态系统服务价值，在调节气候、环境保护、水源涵养、水土保持、防风固沙、观赏游憩、美化城市等方面发挥着重要作用，是台州市生态环境建设的重要组成部分[7-8]。本研究以九峰山、大岳山、狮子山周边的人工林为调查对象，对其群落特征及植物多样性进行调查与分析，了解群落结构与物种多样性现状，进一步分析群落的稳定性及生态效益，旨在为绿心区生态风景林建设、规划与林分改造提供基础资料，为森林植被物种多样性保护及可持续利用提供科学依据，同时也为台州绿心区的保护与开发提供参考。

1 研究地概况

台州位于浙江沿海中部，是一个“组合式环绿心形滨海城市”。绿心位于市区中心，是城市空间结构的核心。总面积约6333 hm2，其中丘陵山地3466 hm2，山体和丘陵占据绿心近50%用地，主要由九峰山、大岳山、狮子山组成。区内最高峰为九峰山黄毛峰，海拔529.2 m，高度在500 m以上的山峰有4座，全部集中在西部九峰山。绿心内低丘缓坡山地约10.31 km2，其中坡度5°～15°的约为3.74 km2、15°～25°的约为6.57 km2。研究地以九峰山为中心，包括大岳山、狮子山的部分样地。样地内年平均气温16.6～17.5 ℃，年平均降水量1480～1530 mm，属典型的中亚热带季风气候。土壤主要为黄壤、红壤等。植被类型主要是中亚热带常绿阔叶林和北亚热带浙闽山丘林。

2 研究方法

2.1 调查方法

2013年12月—2014年6月，对台州绿心区内九峰山、大岳山、狮子山等山体进行全面踏查，发现研究区内保留的原始常绿阔叶林较少，以人工栽培风景林为主。受人为活动因素的影响，林下灌木、草本层植物种类稀少，森林群落结构较为简单。根据乔木层中植物种类及数量，把所调查的森林群落划分为6种较为典型的群落类型，即：枫香+榆树+朴树群落(Ⅰ)；朴树+枫杨+马尾松群落(Ⅱ)；无患子+乌桕+柏木群落(Ⅲ)；枫香+三角枫+柏木群落(Ⅳ)；朴树+大叶女贞+马尾松群落(Ⅴ)；香樟+无患子+三角枫群落(Ⅵ)。根据不同的群落类型，选择典型样地，采用样方法进行群落调查。每个群落类型设置3个20 m×20 m的乔木样方，每个乔木样方内分别设置5个4 m×4 m的灌木样方和5个1 m×1 m的草本样方，共设置18个乔木样方，90个灌木、草本样方。逐株记录乔木名称，测量其胸径、树高、冠幅等生长量指标；调查记录灌木、草本名称、株高、盖度等。在样地调查时，选择胸径≥4 cm的乔木用于测度乔木层的物种多样性，胸径≤2 cm的乔木种不包括在乔木层多样性指数的计算范围内，幼树和幼苗记入灌木层[9-10]。

2.2 数据分析

2.2.1 物种重要值 乔木重要值(Ⅳ乔木)=(相对密度(%)+相对显著度(%)+相对频度(%))/3；灌木及草本重要值(Ⅳ灌木及草本)=(相对密度(%)+相对盖度(%)+相对频度(%))/3。式中：相对密度是指某个种的个体数占所有种的个体数总和的百分比；相对显著度是指某个种的胸高(距离地面1.3 m高)断面积占所有种的胸高断面积总和的百分比；相对频度是指某个种出现的样方数占样方总数的百分比；盖度为植物地上部分的垂直投影所覆盖的土地面积[11-12]。

2.2.3 统计分析 对计算所得的不同森林群落类型的各项多样性指标，通过统计学分析比较不同群落类型的总体多样性差异及各垂直层次的多样性差异，分析方法采用单因素方差分析和多重比较(Duncan)，用Excel和SPSS 13.0软件进行计算。

3 结果与分析

3.1 森林群落的物种组成

种类组成是植物群落最基本的特征之一，是群落组成的基础[15]，并影响着森林群落的生物多样性。本研究共调查到样地中共有维管植物31科40属50种，其中蕨类植物4科4属5种，裸子植物2科3属3种，被子植物25科33属42种。种类数量占优势的科依次是榆科、樟科、壳斗科、胡桃科以及冬青科。乔木层植物共19种；灌木层植物22种；草本层植物种类稀少，仅9种。表明乔木层和灌木层植物相对较多，种类较为丰富。

3.2 群落优势种特征

重要值能较好地反映不同植物在群落中的地位和作用，也可以反映不同植物群落组成结构之间的差异[16-17]。在调查中发现，植物垂直层次现象明显，且以乔木层与灌木层为优势，草本层发展较弱。群落中，乔木层的优势树种比较明显，主要是朴树、榔榆、乌桕、枫香、枫杨、无患子以及柏木等，从表1可以看出，枫香、柏木和马尾松的重要值较大，在群落中起着重要作用，为群落的建群种和优势种；而水杉、珊瑚朴等植物的重要值较小。乔木层中还偶见杜英、板栗等，由于重要值较小没有列出。灌木层中各优势种的差异不明显(表2)，主要包括乔木更新层中的幼树和幼苗，如朴树、三角枫、榆树等。另外，重要值较高的灌木还包括茅栗、盐肤木、檵木等常见林下灌木，以及藤本类植物络石、爬山虎。草本层中的植物种类较少，但优势度比较明显(表3)，海拔较低的样方中，主要以井栏边草、山靛为主，其重要值分别达到22.43、15.59，而在海拔较高的样方中，则多以芒萁和鳞毛蕨等蕨类植物为主。

表1 乔木层常见植物的重要值 %

表2 灌木层植物的重要值 %

表2(续) %

表3 草本层植物的重要值 %

3.3 物种多样性分析

3.3.1 不同层次间总体多样性比较 物种多样性代表了群落组织水平和功能的基本特征，反映了物种个体数目分配的均匀程度[11]。为更好地了解台州绿心区内森林群落的多样性状况，本研究应用Simpson生态优势度指数、Margalef丰富度指数、Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数来描述不同群落的物种多样性。结果表明(表4)：群落中的5个多样性指数变化趋势较为一致，其多样性程度总体表现为灌木层>乔木层>草本层，这与徐建等[18]对龙王山落叶阔叶林森林群落多样性研究的结果较为一致。灌木层的植物种类丰富、数量多，因此其物种丰富度和多样性均显著高于乔木层和草本层。草本层的多样性指数均小于乔木层和灌木层，这是因为群落郁闭度比较大，林下光照不足，形成了荫闭潮湿的小生境，因此草本植物稀疏、种类少，故而草本层物种丰富度和多样性均显著小于乔木层和灌木层。

对乔木层、灌木层和草本层的总体多样性进行差异显著性检验和多重比较(表4)，结果表明，不同层次间的物种丰富度指数(R1)和多样性指数(H)的检验结果较为一致，两者在不同层次间均存在显著差异，灌木层和乔木层均显著高于草本层；而乔木层与灌木层间的丰富度指数(R2)、优势度指数(D)、均匀度指数(J)差异则未达显著水平。从Pielou均匀度指数来看，乔木层和灌木层均显著高于草本层，说明乔木层和灌木层在群落中的分布基本均匀，而草本层的植物分布则不均匀，而是成丛、成片分布，这是由草本层中的植物种类的生活型所决定的。

表4 不同层次间总体多样性指数的差异显著性比较

*：同列不同字母为差异显著。下同。

3.3.2 不同群落物种多样性差异分析 本文比较了6个不同群落的5个多样性指数，结果见图1～图5。从图1～图3可以看出，Ⅵ(香樟+无患子+三角枫)群落乔木层和灌木层的丰富度(R1、R2)和Shannon-Wiener(H)指数均较高，而草本层则是6个群落中最低的。这可能与群落所处的位置有关系，Ⅵ群落位于道路边上，海拔较低，人为踩踏现象比较严重，因此大大降低了群落草本层的物种丰富度与多样性水平。Ⅲ(无患子+乌桕+柏木)群落则正好相反，乔木层和灌木层的R1、R2、H指数均最低，说明该群落的物种丰富度和多样性均较低，而草本层的各指数值与其他群落差别不大。6个群落的物种丰富度与群落多样性总体表现为：Ⅵ群落>Ⅰ群落>Ⅱ群落>Ⅳ群落>Ⅴ群落>Ⅲ群落。

Pielou均匀度指数反映的是群落物种分布的均匀程度。群落中物种分布均匀，则意味着优势程度不集中或者优势现象不明显。从图4、图5不同群落间的生态优势度指数和Pielou指数差异不大，仅Ⅰ群落灌木层的J指数表现出较大值，明显大于其他群落，说明该群落的灌木层具有较明显的种群优势，群落正处于稳定发展期。

图1 Patrick丰富度指数图2 Margalef丰富度指数图3 Shannon⁃Wiener指数图4 生态优势度指数

图5 Pielou均匀度指数

4 结论与讨论

4.1 台州绿心区森林群落及生物多样性现状

通过对台州绿心区内典型森林群落的结构调查，分析不同群落物种的组成及物种多样性等指标，结果表明：研究区内森林群落的乔木层和灌木层均有着较高的丰富度与物种多样性，且各指数显著大于草本层。乔木层中植物冠幅、胸径均较大，种类偏少，植株间距较大，林内郁闭度较高；灌木层中植物数量最多，而种类大多与乔木层类似，以自然演替下生长的植株为主，没有明显的优势度，但密度相对较大，能充分利用空间，对群落的稳定性具有一定的意义。由于林下光照条件差，草本层物种数量较少，且多为耐阴湿环境的蕨类或一些草本攀爬类植物为主。由于受海拔、地理位置等因素的影响，林下草本层人为踩踏现象较为严重，因此大大降低了草本层的物种丰富度与多样性。

4.2 森林群落生物多样性现状对绿心区生态风景林建设的影响

生态风景林是以生态公益林为主体的绿化体系和森林生态系统，在调节气候、环境保护、水源涵养、水土保持、防风固沙、观赏游憩、美化城市方面发挥着重要作用。生态风景林建设是现代化城市林业发展的新方向，已成为我国生态环境建设的重要组成部分。因此，在绿心区内进行生态风景林的规划与建设，进而对绿心进行保护性开发，改善台州主城区的空气质量与生态环境，为市民创造良好的休闲保健空间，是迫在眉睫的大事。通过调查发现，以九峰山为中心的台州绿心区森林植被以人工林为主，保留的原始常绿阔叶林较少，结构简单，群落稳定性较差。因此对该地区进行森林资源的有效保护和群落结构的完善对发挥绿心的生态作用具有非常重要的意义。

根据本研究掌握的绿心区内森林植被的现状，应以生物多样性较好的Ⅵ群落，即香樟+无患子+三角枫群落为典型群落类型，适当补植林下灌木与耐阴草本地被，如络石、常春藤、吉祥草、八角金盘以及蕨类植物等，进一步丰富群落结构。由于大多数群落内乔木类植物种类较少，因而建议补种木荷、甜储、石栎、柳杉、麻栎、浙江樟、紫楠、红楠、华东楠、青冈等高大乔木，也可适当添植水杉、池杉等落叶乔木，以丰富不同的季相景观。总体而言，生态风景林以阔叶林景观为主，竹林、针叶林为辅；从功能上来看，应以生态保育型为主，主要分布在以九峰山为主体的山体顶部，根据海拔的逐渐降低，分别布置以休闲保健型为主的林分结构模式，为市民创造良好的休闲环境；在绿心周边，可布置以绿心保护型为主的林地，营建生态防护林带，防止绿心周边土地被周边用地所蚕食。总之，绿心生态风景林建设应结合森林群落的结构特点与生境条件，以绿心保护性开发为原则，因地制宜地实施“造、补、改、疏、育”等生态经营措施与手段，优化群落植物配置，逐步改善森林群落结构，从生态系统的角度创造富有美学价值而又稳定健康的森林生态系统，逐步提升森林景观价值和生态功能，进一步发挥绿心区城市森林的生态效益。

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Species Diversity of the Typical Forest Community in Taizhou Green Heart

PAN Li-qin

(TaizhouVocationalCollegeofScience&Technology，Taizhou318020，Zhejiang，China)

Species diversity of 6 typical forest communities(Ⅰ.Liquidambarformosana+Ulmuspumila+Celtissinensis，Ⅱ.Celtissinensis+Pterocaryastenoptera+Pinusmassoniana，Ⅲ.Sapindusmukorossi+Sapiumsebiferum+Cupressusfunebris，Ⅳ.Liquidambarformosana+Acerbuergerianum+Cupressusfunebris，Ⅴ.Celtissinensis+Ligustrumcompactum+Pinusmassoniana，Ⅵ.Machilusichangensis+Sapindusmukorossi+Acerbuergerianum) in Taizhou green heart was analyzed by using the community ecology research method.The results showed that：①The vertical structure of community was relatively beautifully layered which could be divided into tree layer，shrub layer，herb layer.Plant resources in the community is relatively abundant，a total of 31 to 40 genera，50 tree layer，a total of 19 species of shrub layer 22 species of plant，herb layer species rare，only nine；②tree layer and shrub layer of species richness and diversity index was significantly higher than that of herb layer；But different community with each index difference between layers did not reach significant difference；③species richness and diversity of 6 typical communities was performed：Ⅵ>Ⅰ>Ⅱ>Ⅳ>Ⅴ>Ⅲ.

forest community；species diversity；eco-landscape forest；Taizhou Green Heart

2014-11-12；

2015-01-05

台州市哲学社会科学规划重点课题(台州绿心区生态保护与开发研究，13GHZ01)

潘丽芹(1977—)，女，浙江台州人，台州科技职业学院讲师，从事园林生态研究。E-mail：lqpan@yzu.edu.cn。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.01.014

S718.54

A

1002-7351(2015)01-0067-06