常德油茶次生林林下植被物种多样性调查

彭 姣 ，赵运林 ，徐正刚 ，段酬苍 ，张梅清 ，任小军

（1. 湖南农业大学 生物科学技术学院， 湖南 长沙 410128；2. 中南林业科技大学 生命科学与技术学院，湖南 长沙 410004）

常德油茶次生林林下植被物种多样性调查

彭 姣1，2，赵运林1，2，徐正刚2，段酬苍1，2，张梅清1，2，任小军2

（1. 湖南农业大学 生物科学技术学院， 湖南 长沙 410128；2. 中南林业科技大学 生命科学与技术学院，湖南 长沙 410004）

针对一些油茶次生林的经济价值日益降低的现状，以油茶林物种多样性为手段，量化油茶次生林生态价值。研究以常德市鼎城区2片油茶次生林为固定样地，采用样方调查法对油茶次生林林下植被物种多样性现状进行调查分析。调查结果表明：油茶林林下植物隶属于35科50属51种。其中灌木层23科33属34种，占66.67%；草本层13科17属17种，占33.33%。本研究中油茶次生林林下植被物种多样性丰富，有较多经济物种。建议在油茶人工林栽植过程中，维护油茶林林下物种多样性，兼顾复合生态经营，以获取次生林最大的经济价值。

油茶次生林；林下植被；生物多样性指数

油茶Camellia oleifera是我国最主要的木本食用油料植物、世界四大木本食用油料树种之一，在我国有着2 300多年的栽培历史，具有很高的社会经济价值[1]。我国油茶面积约有3.00×106hm2，主要分布在长江流域及其以南的14个省（市、区），其中江西、湖南、广西三省（区）占到全国总面积的76.2%。油茶籽年产量100万吨左右，年产茶油约26万吨，产值约110亿元[2]。油茶籽榨取的茶油其脂肪酸组成与橄榄油极为相近[3-4]，被誉为“东方橄榄油”，是高级的烹调食用油[5]。油茶副产品茶枯、茶壳的利用价值也非常高[6]。油茶还可作为绿化树种，在绿化荒山、保持水土、调节气候等方面起到重要作用。油茶产业在经济、环境和生态等方面具有重要意义。

当前，我国在油茶栽培技术、加工利用、成分提取等方面的研究取得了令人瞩目的成就。油茶产品加工利用、良种选育、生理生化、成分性质或分离和病虫害防治是油茶产业研究的热点问题[7-9]。经济林是林业“三大效益”（经济效益、生态效益、社会效益）兼顾得最好的一类林种[10]。然而，对于经济林有关生态方面的研究却不多。一些学者对我国主要经济林——核桃Juglans regia、板栗Castanea mollissima和枣树Ziziphus jujuba生态方面做了一定研究[11-13]，但关于油茶林的生态学研究却较少，仅有的一些研究主要集中在水土保持[14-15]、经营策略[16]、低产林改造[17-18]、生态效益评估[19]等方面。

生物多样性是生态系统稳定性的重要表征，是生态系统价值的集中体现，其中物种多样性是生物多样性的关键。森林调查中量化生物多样性是评估非林木资源的一个重要指标。当前，经济林产业面临兼顾经济效益与生态效应的双重任务，经济林生态研究对于产业发展具有重大意义。随着早期油茶林进入成熟林，一些油茶次生林的经济价值日益降低，对油茶林物种多样性的研究是完善油茶林生态价值体系的重要方面。为初步了解油茶林生物多样性概况，对油茶林林下植被物种多样性进行了调查，以期为油茶次生林的生态价值评价提供参考。

1 研究区域与研究方法

1.1 研究区概况

研究区位于湖南省常德市鼎城区。常德市地处湖南省西北部、洞庭湖西滨，属于中亚热带过渡的湿润季风气候区，四季分明。无霜期在264～283 d，年平均气温在16～17 ℃之间，年降水量平均在1 200～1 900 mm之间，降水充沛集中，雨热基本同期。土壤类型呈垂直分布，具有明显的黄壤-红壤-水稻土壤过渡的特点。截止到2013年末，常德市鼎城区耕地面积74 607 hm2，其中水田65 980 hm2、旱地8 627 hm2，是一个以水稻、油菜、棉花等农产品生产为主的农业大区[20]。鼎城区油茶栽培历史悠久，2009年被确定为全国油茶产业示范基地县（区）。现有油茶林面积3×104hm2，占全区林业用地面积的42.6%，位列全省第五。

样地所在地为鼎城区长岭岗乡，主导经济以农业为主，土地肥沃，盛产茶油。通过实地勘查，选取2个油茶次生林典型样地，分别为样地 1（29.2 517°N，111.673 944°E）、样地 2（29.244 361°N，E111.688 027°E）。

研究样地内油茶均为普通油茶寒露籽，栽植于20世纪60年代，由于水土保持及经营原因，当前油茶产量较低，均超过15 a未进行任何抚育措施。样地1坡向为东西向，位于水库上游，主要承担水土保持作用。样地2坡向为南北向，期间进行过低产林改造。样方1的林龄较样方2长10 a左右。

1.2 调查方法

在每块样地内分别设置3个30 m×30 m的乔木样方，测定其郁闭度，并对样方内乔木进行每木检尺，鉴别种名，记录其树高、胸径等指标。沿每个乔木样方的对角线设置3个5 m×5 m灌木样方，收获其中全部灌木，鉴别其种类并记录数量。再沿每个灌木样方对角线设置3个1 m×1 m的草本样方，收割样方内的全部草本，鉴别其种类并记录数量。

1.3 数据处理

计算样方物种丰富度（S）、物种多样性指数（Shannon-Wiener指数H′和Simpson指数D）、均匀度指数（E）[21]和单个物种的重要值[22]，计算公式如下：

（1）相对多度＝某物种的个体数／全部物种的个体数之和×100%；

（2）相对频度＝某物种的频度／全部物种的频度之和×100%；

（3）重要值＝（相对密度＋相对频度）/2；

（4）物种丰富度S=样方中物种总数；

（5）Shannon-Wiener指数

（6）Simpson指数

式（1）、（2）中Pi为种i的个体数与样方个体总数的比。

（7）均匀度指数 E=H′/lnS。

2 结果与分析

2.1 样地概况

样地1和样地2坡向和坡度均不同。由于样地1和样地2均起源于人工林，因此二者的油茶林密度无显著差异，样地1油茶密度为2 061±67株/hm2，样地2密度为2 065±31株/ hm2（p＜0.05）。样地1平均胸径22.01±4.60 cm ,平均树高4.70±0.47 m。样地2平均胸径为16.03±1.60 cm，平均树高为4.01±0.45 m。样地1平均胸径和平均树高均显著高于样方2。样方1和样方2郁闭度均较高（表1）。

表1 油茶林样地概况Table 1 Characteristics of study sites and trees of Camellia forest

2.2 油茶林林下植被组成

综合样地1与样地2所有林下植被，统计油茶林林下植被数量，样地乔木层主要植物为油茶、其间间杂极少量樟树Cinnamomum camphora、青冈栎Cyclobalanopsis glauca等。共记录油茶林林下植物约51种，隶属35科50属。其中灌木层有34种，隶属23科33属，占66.67%；草本层共有17种，隶属13科17属，占33.33%。数量比例超过5%的植物种类有淡竹叶Lophatherumgracile、荩草Arthraxon hispidus、毛蕨Cyclosorus interruptus、 白 马 骨Serissa serissoides、 栀 子Gardenia jasminoides，其中淡竹叶、荩草比例最高，分别达到了19.46%和23.61%。林下植被中枫香树Liquidambar formosana、白栎Quercus fabri、青冈栎Cyclobalanopsis glauca、盐肤木Rhus chinensis、 构 树Broussonetia papyrifera、 刺楸Kalopanax septemlobus、酸橙Citrus aurantium等乔木植物比例均较低，除青冈栎达到了2.70%外，其他均不超过1%（表2）。

表2 油茶林林下植被种类Table 2 Understory vegetation species of Camellia oleifera

续表 2Continuation of table 2

2.3 油茶林林下植被物种多样性

样地1林下植被共40种，其中灌木层有27种，草本层有13种；灌木层中以白马骨为主要优势种，重要值为22.53；草本层中以荩草为主要优势种，重要值为43.75。样地2林下植被共35种，其中灌木层有27种，草本层有8种；灌木层中以栀子为主要优势种，重要值为18.2，草本层以淡竹叶为主要优势种，重要值为47.72（表3）。

2.4 油茶林下植被多样性指数比较

样方1灌木层多样性指数低于样方2，优势度指数与均匀度指数略高于样方2；样方1草本层多样性指数是样方2的近两倍，优势度指数及均匀度指数相差不大。两个样方物种总数相差不大，分别是40种和35种，其中相同种17种，分别占42.5%和48.6%（表4）。

3 讨论与结论

研究中样地1和样地2林下植被种类大约有50%相同，主要是由于两个样地位于同一区域，植物种源来源类似。同时，两个样地尚有一半植物种类不同，且样地1草本层物种多样性指数较样地2高、而灌木层物种多样性指数较样地2低，则是油茶次生林不同演替阶段的反映。光照是决定次生林林下植被种类，特别是草本植物的关键环境因子[23]。当前两个样地的郁闭度均较高、因此草本层中主要的植物大部分是喜阴喜湿植物，如荩草、毛蕨、细穗腹水草、淡竹叶、狗脊蕨。随着演替的发展，除光照更加适合喜阴喜湿草本植物的生长外，土壤养分、结构等也更加优良，从而导致样地1草本植物物种多样性高于样地2。相反，灌木层植物多为需要阳光的先锋物种，如青冈、构树、枫香等。过高的郁闭度则不利于灌木层物种多样性的增加。 崔飞等[24]对炼山后杉木林林下草本层物种多样性和灌木层物种多样性进行研究，发现草本层物种多样性在研究期间一直增加，而灌木层物种多样性先增加，后减少，与本研究的一致。

对油茶林的天然更新进行了解，是明确油茶林生态价值的基础。何志华等[25]对复垦抚育油茶林林下植被结构及多样性进行调查，大部分物种结果与本调查结果一致。李际平等[26]对常德地区阔叶林林下植被物种多样性进行调查，与本调查中所记录物种存在较多的重合，其中灌木层中有9个物种是相同的，草本层中有6个物种是相同的。说明不再进行的抚育的油茶林会与当地阔叶林可能具有相同的演替方向。研究样地即使超过15 a未进行抚育，但是乔木植物仍然十分低，其中油茶幼苗的比例仅仅1.93%。由于缺乏种苗，油茶次生林的天然更新十分缓慢。在没有人为干预的条件下，油茶次生林可能向其他植物为优势物种的群落演替。

表3 油茶林林下植被物种多样性Table 3 Species diversity of Camellia undergrowth vegetation

表4 林下植被多样性指数Table 4 Diversity index of undergrowth vegetation

本研究是从植物多样性角度对油茶次生林生态价值的初步探讨，对于评价油茶林的生态价值具有参考意义。但由于研究仅限于秋季，且未进行连续观测，因此限制了对油茶林生态价值的度量。在本研究的基础上，宜对油茶次生林进行长期监测，同时补充相关环境因子，进一步探讨油茶次生林在演替过程中生物多样性的变化规律，以及生物多样性与环境要素的关系，为实现油茶林经济价值与生态价值的统一提供参考。

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Undergrowth vegetation species diversity survey in Camellia (Camellia oleifera) secondary forest in Changde

PENG Jiao1,2, ZHAO Yun-lin1,2, XU Zheng-gang2, DUAN chou-cang1,2, ZHANG Mei-qing1,2, REN Xiao-jun2
(1. Hunan Agricultural University, Changsha 410128, Hunan, China;2. Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

In view of the present situation of the economic value of some ofCamellia oleiferaforest secondary forest are decreased with time, deeply and rightly understanding ofCamellia oleiferaforest species diversity is essential. It is also an important part of improving the ecological value system is quantify the species diversity. Choose 2 pieces of camellia secondary forest plots in Dingcheng District of Changde city, the Camellia secondary forest status of undergrowth vegetation diversity were surveyed by using quadrat method. The results showed that: the community samples record 35 families 50 genera and 51 species of plants. The shrub layer, 23 families, 33 genera, 34 species, accounting for 66.67%, 13 species of herb layer, 17 genera and 17 species, accounting for 33.33%. As the result, the suggestions were presented that consider ecological management and maintain species diversity should be used during Camellia plantation process. It is necessary to take into account the complex ecological management, to maximize the economic value of secondary forest.

Camellia secondary forest; undergrowth plant; biodiversity

S757.2；Q948.1

A

1673-923X(2016)12-0068-06

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.12.012

http: //qks.csuft.edu.cn

2016-03-29

湖南省科技计划项目（2016TP2007）；湖南省科技计划项目（2016TP1014）

彭 姣，硕士研究生

赵运林，教授，博士导师；E-mail：zyl8291290@163.com

彭 姣，赵运林，徐正刚，等.常德油茶次生林林下植被物种多样性调查[J].中南林业科技大学学报，2016,36(12):68-73.

[本文编校：文凤鸣]