用固定样地法监测银瓶山阔叶林物种多样性

蒋甜甜+王可可+刘颖+徐明锋+钟泳林

摘 要：该文基于固定样方法在银瓶山自然保护区阔叶林设置固定样地，监测其物种组成及多样性。调查记录共有4 375株植物个体，维管植物共31科53属73种，物种组成主要以樟科、山茶科、虎耳草科、五加科植物为主；樟科植物个体数最多，有1 082株，山茶科植物次之，共有752株，而针叶树种仅有松科植物马尾松，占总调查的1.14%；木荷是该样地的优势种，豺皮樟和鸭脚木为亚优势种。从径级分布结构看，所有物种径级分布呈倒“J”型，无明显的断层现象，说明森林群落生长及更新状态良好。

关键词：固定样地 阔叶林 物种多样性

中图分类号：Q94 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（c）-0053-03

生物多样性保护及研究一直是生态学领域研究的热点问题，固定样地监测是当今生态学理论研究群落物种组成、保护生物多样性的有效实践方法之一[1-3]。早在20世纪中期就有著名生态学家提出建立固定样地的构想，通过定期调查森林植被，长期监测森林物种组成及生物多样性的动态变化，来更好地了解森林生物多样性形成与维持机制。自美国Smithsonian研究院CTFS（the Center for Tropical Forest Science）多样性监测网络建立以来，全球生态学研究在物种组成及多样性维持机制等方面取得重大突破[4-5]。如，国内在吉林长白山、北京东灵山、浙江天童山、广东鼎湖山和广西弄岗等地建立了具有区域特色的常绿阔叶林研究样地，已经在物种组成、区系特征及空间分布格局取得一定的成果[3，6，7]。该文基于固定样方法监测银瓶山自然保护区阔叶林的物种多样性，以期为研究常绿阔叶林植被资源及物种多样性形成与维持机制提供基础资料，为保护森林群落组成与生物多样性提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

东莞市银瓶山自然保护区地处北回归线以南，位于广东省珠江三角洲中南部东莞市谢岗镇境内，其地理坐标为114°10′E～114°15′E，22°52′N～22°56′N。境内地势主要呈南北两侧低，东面及中间高的走势，区内地带性土壤类型为赤红壤，发育母岩为花岗岩。赤红壤分布在海拔600 m以下，600 m以上为山地黄壤。其气候特点夏长无冬、阳光充足、降水充沛，属亚热带季风气候；年平均气温在21 ℃～22 ℃，最热月（7月）平均温度27.8 ℃；最冷月（1月）平均温度13.5 ℃；年降水量1 767.8 mm，年平均相对湿度79%，雨季主要集中在4～9月。区内动植物资源丰富，植被类型多样，有典型常绿阔叶林，目前共发现野生维管植物1 500多种，陆地脊椎动物170多种，是名副其实的“植物王国，雀鸟天堂”[8]。

1.2 固定样地设置及植物调查

根据BCI（Barro Colorado Island，BCI）样地建设技术规范[9]，在东莞市银瓶山自然保护区的麻竹坑典型植物群落设置1 hm2的SI/MAB固定监测样地，采用全站仪（Total Station）把1 hm2样地分成100个10 m×10 m的小样方，在小样方的4个角用PVC管进行脚桩标记，用阿拉伯数字对PVC管左下角进行编号，并记录该标记点的编号与坐标位置。以样地西南角为坐标原点，东西方向为X轴，南北方向为Y轴，对出现在10 m×10 m的小样方内的植物群落进行调查，起测胸径为1 cm的立木，记录植物坐标位置（以距离坐标轴的距离表示）、种名、胸径和树高并挂牌编号，对1.3 m处胸径大于1 cm的分枝采用同样的方法调查，并记录其母株编号。

1.3 统计分析

对此次野外调查的植物采用物种丰富度（S）、Shannon-Wiener指数（H`）、Simpson指数（D）、均匀度指数（E）表示物种多样性分析，采用重要值（Importance Value，IV）来表示某个物种在群落中的地位和作用的综合指标，公式如下。

以上公式中，Pi为每个物种所占的比例；S为物种丰富度；IV为重要值；RDi为相对密度；RCi为相对基盖度；RFi为相对频度；以胸高断面积表示相对基盖度。

所有数据分析和作图均在Excel 2007和statistica 8.0完成。

2 结果与分析

2.1 植物物种组成及多样性

银瓶山自然保护区内群落组成丰富，多样性高，生长均匀（表1），调查发现共有4 375株植物个体，维管植物共31科53属73种，以常绿树种为主，是典型的常绿阔叶林。群落组成主要以樟科（Lauraceae）、山茶科（Theaceae）、虎耳草科（Saxifrgaceae）、五加科（Araliaceae）植物为主；其中樟科植物个体数最多，为1 082株，占总调查的24.76%，豺皮樟（Litsea rotundifolia var.oblongifolia （Nees） Allen）占樟科的83.27%；山茶科植物次之，有752株，占此次调查的17.21%，其中木荷（Schima superba Gardn.et Champ.）占山茶科的71.54%；虎耳草科、五加科植物分别为532株和437株；而针叶树种仅有松科植物马尾松（Pinus massoniana Lamb.），占调查的1.14%。根据Hubbell、Foster与He Fang Liang等人定义稀有种（Rare species）和常见种（Common species），每公顷样地不多于1株的物种为稀有种，常见种指每公顷多于1株的物种[10]。保护区内稀有种共16种，隶属10科13属；常见种共4 359株，占此次调查植物分类科、属的67.74%和75.47%。

2.2 优势物种及重要值

保护区样地优势树种较明显（表2），重要值排名前10的树种重要值达72.59%，重要值最大的是山茶科树种木荷，为21.14%；其相对基盖度为43.26%，占主要地位，在群落环境中发挥重要作用，为该样地的优势种。区内樟科树种最丰富，其中豺皮樟的相对频度和相对密度最大，分别为7.98%和20.55%；其重要值与五加科的鸭脚木接近，都仅次于木荷，依次为10.51%、10.76%，是群落的亚优势种，对群落物种组成和群落环境的形成具有重要意义。

2.3 物种径级分布特征

径级分布结构是反映森林群落结构和生长发育状况的一个重要指标[4]，根据调查区域内树木胸径径级分布的实际情况进行划分（图1）。样地内植物最大胸径为73 cm，平均胸径为5.94 cm。从径级分布特征来看，样地内所有物种个体的总径级分布呈明显的倒“J”型，群落物种胸径主要分布在1～5 cm小径级处，其个体数最多，占总调查的62%，胸径在5～13 cm的次之，共1 207株，胸径在13～21 cm的个体相对较少，占调查的8%，胸径大于21 cm的个体最少，仅有81株。表明该森林群落物种大多处于中幼树时期，反映该森林群落更新及生长状态良好，同时也暗示该林分正处于进展演替的前期。

3 讨论

该文基于在银瓶山自然保护区麻竹坑设置固定样地来监测常绿阔叶林的群落组成及物种多样性，对获取的数据进行分析评估，初步解决了群落生态学的基本问题。物种组成是群落的基础，不仅能反映群落的生境特点和状况，同时也能反映群落的生物多样性和群落物种之间的空间关联[11]。因此，通过设置固定样地进行长期监测森林群落动态变化是研究森林群落生物多样性的有效方法之一，也是保护生物多样性及生态环保、森林恢复的重要手段[12]。区内物种组成丰富，多样性高，喜阳喜暖树种占优势，林分更新及生长状态良好，其原因可能在于保护区所属的地理位置和气候区域，属南亚热季风气候，拥有充足的热量及降雨等特点，为物种的生存和发展提供了适宜生境。该研究通过搭建固定样地平台，整合样地信息构建了完善的生态监测系统，为定期复查森林资源，长期监测森林群落的动态变化，保护森林生物多样性提供了真实准确的信息资源。

参考文献

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