官港湿地白蜡林草本层植物群落结构分析

梁发辉，张 亮，杨静慧，刘海荣，史滟滪，武春霞（天津农学院， 天津 300384）



官港湿地白蜡林草本层植物群落结构分析

梁发辉，张 亮，杨静慧，刘海荣，史滟滪，武春霞
（天津农学院， 天津 300384）

摘要：以天津官港森林公园滨海新区新建湿地内白蜡林草本群落为研究对象，采用常规植物群落学调查方法，探讨该区域内物种多样性的变化规律。对选定植物群落样方地进行植物结构组成分析，对样方内植物群落的种类、多度、盖度、频度、优势种、多样性指数、均匀度指数进行了研究。结果表明：该样方内草本植物共有5科、13属、13种；其中菊科种最多，唇形科和旋花科种最少；样方内狗尾草的多度值明显高于其它物种，狗尾草的相对盖度值最高，碱蓬与狗尾草的频度最高；狗尾草是样方内的优势种；从小样方的多样性指数来看，多样性指数高的样方内，物种的种类较多，而物种的数量少且均匀。

关键词：群落结构；多样性指数；均匀度指数；草本植物；湿地

湿地是地球表层生态系统的重要组成部分，是水陆相互作用形成的具有特殊功能的自然综合体。湿地与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统，它广泛分布于世界各地，是地球上最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生态环境之一［1］。湿地位于水陆交界处，是在水陆交互作用下形成的独特生态系统［2］，在保护生物多样性、涵养水源、净化水体、蓄洪防洪、提供休闲旅游场所等方面起着极其重要的作用［3］。目前，天津湿地研究主要集中在湿地的保护修复及利用［4］、湿地水生动植物研究［5］、湿地生态系统健康评价等方面［6］，而对湿地内的陆生植物群落结构研究较少。本文以官港湿地白蜡林下草本植物群落结构特征为主要研究对象，旨在为天津湿地资源合理开发利用与保护提供科学的依据。

1 研究方法

1.1 试验地自然概况

天津官港森林公园位于天津市东南部渤海之滨的官港森林公园旅游区，是天津市唯一的湿地型森林公园。官港森林公园旅游区是京津塘三角带和环渤海经济区的中心，其范围东南至八米河的河中线，西至西排干渠，北至区界，总面积为22.85 km2。其中，陆地面积为17.71 km2，水域面积为5.14 km2。湿地四季分明，年平均气温12 ℃，无霜期为211 d。湿地为海积、湖积平原，地面高程在1.58～3.63 m，地势低洼平坦，多静水沉积。土壤主要有潮土和盐土两大类，以潮土分布面积为多。官港森林公园生物物种具有多样性，木本、草本植物达到45科、120多种，这里还有大量的野生珍禽栖息，体现出明显的平原森林特点和海陆交替带的独有景观。

1.2 样地选择和调查方法

调查时间为2015年6月上旬到7月上旬，调查样地为天津市滨海新区官港森林公园中白蜡林样地，白蜡林植株行距均为3 m×4 m。郁闭度53%，统一常规人工管理。在白蜡林下确定样方面积为30 m×20 m，在选好的区域内按对角线［7］，选取1×1 m2的样方，共计5个小样方。利用皮尺、花杆、测高器、钢卷尺、计算器、手持罗盘、标本袋等工具进行调查，记录的内容主要包括：草本植物的植物名、株数、盖度、高度及物候相等指标。

1.3 各指标的计算方法

（1）相对密度：某一物种的个体数占全部物种个体数的百分比。

相对盖度：群落中某一物种的分盖度所占所有分盖度之和的百分比。

相对频度：群落中某一物种的频度所占所有频度之和的百分比。

重要值=相对多度+相对频度+相对盖度。

（2）Shannon-Weiner多样性指数：

式中：S为物种数目，Pi为属于种i的个体占全部个体数的比例［8］。

2 结果与分析

2.1 林地下层草本植物群落中的种类分析

依据本次群落结构调查和统计，该区共有草本植物5科、13属、13种；分别是禾本科：狗尾草（Setaria viridis）、白茅（Impereat cylindrica （Linn.）Beauv）、芦苇（Phragmites australis （Cav.））；菊科：小蓟（Cirsium setosum）、蒲公英（Taraxacum mongolicum Hand.Mazz）、多花苦荬菜（Lxeris polycephala Cass.in Dict.Sci.Nat）、苣荬菜（Sonchus brachyotus）、紫花山莴苣（Lactucatatarica（L.）C. A.Mey.）；唇形科：益母草（Leonurus artemisia）；藜科：碱蓬（Suaeda glauca）、藜（Chenopodium album）、地肤（Kochia scoparia）；旋花科：打碗花（Calystegia hederacea）。其中菊科种最多，占物种总数的38%，其次是禾本科和藜科，各占物种总数的23%，唇形科和旋花科各占到7.6%。

2.2 林地下层草本植物群落中的相对密度分析

相对密度反应了样地上各物种之间在数量上的关系，从图1中得知，狗尾草的相对密度远远高于其他草本植物，达到了86%，而次之的碱蓬仅为4.6%，狗尾草相对密度是碱蓬的18倍，优势非常明显。而小蓟、苣荬菜、打碗花、地肤的相对密度仅为0.04%。狗尾草一般成群、成片、成簇生长，种子轻小，一株可长出上万粒种子，借助风力水力都可传播，狗尾草对环境的适应性也很强，因而此样方内的狗尾草最多；而碱蓬、多花苦荬菜等常常是单株分散生长，打碗花等种子数量少，芦苇等对立地环境条件有要求，这些都限制了它们在样方内的数量。因此，官港湿地内狗尾草在数量上占有绝对优势。

图1 林地下层草本植物群落相对密度

2.3 林地下层草本植物群落中的相对频度分析

从频度来看，碱蓬和狗尾草最高，达100%，其次是多花苦荬菜，频度为80%。从相对频度来看，由图2可知，碱蓬和狗尾草的分布最广，主要是因为碱蓬的单株成活率高，而狗尾草种子繁殖能力强，它们对环境的适应能力都很强。而其它物种分布较少，主要原因是由于它们的种子较大传播范围较小，不利于种子远距离的传播，或是由于环境条件不适合生长，只有局部立体条件好的地方才能存活。因此，官港湿地内狗尾草、碱蓬分布最广、较均匀；多花苦荬菜、益母草、芦苇、藜的分布比较广泛；而小蓟、苣荬菜、紫花山莴苣、打碗花、白茅、地肤分布比较零散。

图2 林地下层草本植物群落频度

2.4 林地下层草本植物群落中的相对盖度分析

从图3可知，狗尾草的相对盖度值最大，占到了69.24%，其次是碱蓬，但相对盖度值仅为6.62%，狗尾草相对盖度是碱蓬的10倍，相对盖度最低的是苣荬菜，仅为0.02%。狗尾草的相对盖度最大，主要原因是狗尾草成群成片生长，数量又明显高于其他物种。碱蓬和多花苦荬菜的相对盖度大，主要是因为其数量较多，投影面积相对较大。蒲公英、益母草和芦苇虽数量不多，但单株长势较大，因而盖度也较大。苣荬菜、地肤等相对盖度较低，主要是因为在总样方内的数量较少，这些物种虽然对土壤要求不严格，但仍喜肥沃、疏松、含腐殖质多的壤土，而官港湿地土质盐碱，因而这些物种长势较弱，相对盖度最低。

图3 林地下层草本植物群落盖度

2.5 林地下层草本植物群落中的优势种分析

利用重要值来衡量草本群落的优势种［9］，从图4中可知，狗尾草是优势种，其次为碱蓬。主要原因是狗尾草适应性强，耐寒耐贫瘠，酸性或碱性土壤均可生长，生于海拔4 000 m以下的荒野、道旁，是旱地常见的一种杂草。其次，狗尾草种子非常轻，可以借风力、浇灌及收获物进行传播，种子经越冬休眠后萌发，一株可以结数千至数万粒种子，因此狗尾草传播距离远，传播数量大，能在一定的区域内迅速侵占领地。

碱蓬喜盐湿、耐盐碱，能在盐碱地生长；茎直立，粗壮、茎叶肉质，叶内贮有大量的水分，能忍受暂时的干旱；种子的休眠期很短，遇上适宜的环境便能迅速发芽出苗生长；在碱湖周围和盐碱地上多星散和群集生长。

狗尾草与碱蓬相比，狗尾草是晚春性杂草，一般4月中旬至5月份发芽出苗，它的冠幅很小，高度也特别低矮，前期狗尾草长势弱。而碱蓬在3月上旬至6月上旬都可出苗，到5月份，植株比狗尾草大。随着季节的延长，具有须根的狗尾草迅速拔节生长，侵占周围的资源，到秋季狗尾草已经成为本区域的优势种，没有任何一种植物能与它抗衡。

图4 林地下层草本植物群落重要值

2.6 林地下层草本植物群落中的多样性分析

研究植物群落的物种组成和多样性是了解植物群落特征的基础［10］，从图5可知，5个小样方的Simpson指数和 Shannon-Weiner指数规律一致。小样方1、2的多样性指数值较高，其中小样方2的最高。小样方3的多样性指数最低。小样方1、2的均匀度值也是明显高于小样方4、5，而小样方3的均匀度值最低。

Simpson指数和 Shannon-Weiner指数值越高物种的多样性越丰富；均匀度指数代表的是一个群落或生境中所有物种个体数目的分布状况，所反映的是各物种个体数目分布的均匀程度。小样方1、2的多样性指数最高，均匀度也最大，说明小样方1、2的物种分布均匀，物种丰富。而小样方3多样性指数和均匀度均较低，说明物种较为单一，且数量占优势。

图5 林地下层各小样方草本植物群落多样性分析

3 结 论

本研究是以官港湿地白蜡林的草本层植物群落为主要研究对象，通过实地调查与统计分析，得出结论：该群落草本植物有5科、13属、13种，其中菊科的种最多，占38%，唇形科和旋花科的种最少；狗尾草的相对密度、相对盖度、相对

频度都远高于其它物种，其次是碱蓬；用重要值来衡量优势种来看，狗尾草是官港湿地白蜡林下的草本优势种，其次是碱蓬；从小样方的多样性指数来看，多样性指数高的样方，物种的种类较多，但各物种数量少且均匀。由此可以看出，官港湿地内的白蜡林下草本植物的多样性相对较为单一，基本上形成了以狗尾草+碱蓬为模式的生态群落，其他物种植株长势较弱；从物种多样性来看，有必要通过一些人为的干扰来改善群落结构，以提高湿地的生态功能。

参 考 文 献

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试验研究

试验研究

文章编号：1002-0659（2016）02-0001-03

中图分类号：Q948.12+1

文献标识码：A

收稿日期：2015-03-14

基金项目：天津市滨海新区开发项目“天津市滨海新区官港自然保护区生态系统开发”（020501）；天津市农委项目“彩叶树优良品种繁殖、栽培技术示范与推广”（201502100）；国家星火计划项目“大果型甜樱桃新品种设施栽培技术推广”（2015GA610026）

作者简介：主要梁发辉（1978-），女，讲师，硕士，主要从事园林植物与观赏园艺方面的研究。

通讯作者简介：杨静慧（1961-），女，教授，博士，主要从事园艺和生物技术方面的教学与研究工作。