浙江高姥山金缕梅群落特征及种群结构的研究
2018-03-13陈江芳周钰鸿徐晓峰张苏炯康华靖
陈江芳,周钰鸿,徐晓峰,王 盼,张苏炯,康华靖
浙江高姥山金缕梅群落特征及种群结构的研究
陈江芳1,周钰鸿2,徐晓峰1,王 盼2,张苏炯1,康华靖3
(1. 磐安县林业局,浙江 磐安 322300;2. 浙江大盘山国家级自然保护区管理局,浙江 磐安 322300; 3. 温州市农业科学研究院,浙江 温州 325006)
在全面踏查的基础上,于2016年7月对浙江高姥山金缕梅群落结构特征以及金缕梅种群结构进行调查研究。研究表明,群落中以金缕梅和四照花var.为主要优势种,其重要值分别为20.126%和17.737%,两者的重要值比例为37.863%;乔木层的物种丰富度指数最高,灌木层的物种均匀度指数最高,而乔木层、灌木层和草本层的优势度指数均较高且极为接近,说明该群落为相对不成熟群落;群落的乔木层高度主要集中在5 ~ 6 m。群落中金缕梅的高度虽然并不占优势,但通过根出条萌枝扩大冠幅,从而争夺群落资源;由于萌枝作为其主要更新方式,金缕梅种群整体呈聚集分布。金缕梅种群的大小结构以III级小树和IV级中树为主,由此认为该种群目前尚处于稳定阶段。
金缕梅;群落特征;种群结构;多样性;
金缕梅为金缕梅科Hamamelidaceae金缕梅属落叶灌木或小乔木,主要分布于长江流域的四川、安徽、浙江、江西、湖南等省区。金缕梅花形奇特,具有芳香,早春先叶开放,缀满枝头,十分惹人喜爱。树型虬髯苍劲,也是制作树桩盆景的良好素材。国内外园林常有栽植,是良好的观赏花木之一。适合在庭园角隅、池边、溪畔、山石间及树丛外缘种植,具有较高的景观价值。同时,其花枝也是优良的切花材料。此外,据《新华本草纲要》记载,金缕梅的根具有补中益气的功效,主治脾气虚弱等症。植株内含单宁质多种,具有舒缓皮肤、收敛控油、抗菌抗衰老的效果,在国际美容护肤品市场上具有广泛的应用。因此,该物种还具有较高的药用开发价值。
关于金缕梅科的研究目前主要集中在植物系统发育[1-3]、叶片及种子形态[4-5]、木材解剖[6]、无性繁殖[7-8]以及有效成分提取与利用[9]等方面,而对其种群生态学及开发利用的研究均极为欠缺。2016年3月在浙江省磐安县境内发现大规模野生种群,面积达7.5 hm2,种群数量近千株(丛),是迄今为止华东地区发现的最大面积的野生金缕梅群落,国内也较为罕见。这为金缕梅的种群生态学、繁育生物学等科学研究以及景观的开发利用均提供了良好平台。因此,对浙江高姥山金缕梅群落及种群结构特征开展研究,不仅可为金缕梅群落生态学的研究提供理论依据,而且对金缕梅种群的合理保护具有较高的参考价值。
1 研究地概况与调查方法
1.1 研究地概况
浙江高姥山位于磐安县盘峰乡境内,主峰28°54′27.40″ N,120°32′36.64″ E,主体由大盘山脉第二高峰高姥山及周围高山湖泊群组成,最高海拔1 220.3 m。该区属亚热带季风气候,四季分明,光照较多,雨量丰沛,空气湿润,雨热季节变化同步。年平均气温16.1°C,无霜期236 d,年均降水量1 573 mm。由于山势高峻,地形复杂,河谷深切,形成了多样性的小气候环境,为植物生长提供了优越的条件[10]。研究地海拔900 ~ 970 m,属于天然落叶阔叶林,地带性土壤为黄壤,腐殖土及土层较厚,平均在25 cm以上,微酸性,pH约6.3。
1.2 样地设置与数据收集
在全面踏查的基础上,于2016年7月5-10日选择4个金缕梅分布比较集中的群落,每个群落设置面积为20 m×30 m的样地1个,共计面积2 400 m2。每个样地内采用相邻格子法设置24个5 m×5 m的小样方。同期开展群落调查,测定、记录该样方中所有乔木的胸径、树高、相对位置。胸径采用胸径尺进行测量,树高进行目测,相对位置用卷尺进行测量。同时在样地中按照对角线位置随机选取3个5 m×5 m的小样方对灌木层和草本层植被进行调查,测量并记录灌木样方内所有灌木和草本的种类、株数或丛数、高度及盖度。
1.3 数据处理分析
本次共调查金缕梅151株,其中82株均有不同数量的根部萌枝,占54.30%,其中一丛中萌枝数量最多达9枝。萌枝中胸径()最高达19 cm。为此,本文测量该丛所有萌枝的胸径,将其之和作为本母株树种胸径;三树高则根据整丛中最高的枝条判断,其中高度大于3 m划定为乔木,高度小于3 m的木本树种均定义为灌木。其他树种也参考该方法。金缕梅种群大小级别划分标准如下:I级,高度()≤ 0.33 m;II级,<2.5 cm;III级,2.5 cm≤< 7.5 cm;IV级,7.5 cm ≤<22.5 cm;V级,≥ 22.5 cm。
乔木树种的重要值=(相对密度+ 相对优势度+ 相对频度)/3。
灌木和草本的重要值=(相对盖度% + 相对频度%)/2。
相对密度=某个种的密度/所有种的密度和×100%
相对优势度=某个种所有个体的胸径/所有种个体的胸径×100%
相对频度=某个种的频度/全部种的总频度×100%
Margalef丰富度指数,Gini优势度指数及Heip均匀度指数等见参考康华靖等[11]文献。应用相邻格子法记录样地内的数据资料,用以种群空间分布格局的拟合,金缕梅种群的分布格局分析均基于5 m × 5 m的小样方。离散分布理论拟合采用方差 / 均值的检验等方法;聚集强度指标采用负二项式分布()、Lloyd平均拥挤度指数(*)[12-15]。另外,由于所调查的群落中,藤本植物均较小,主要处于草本层,因此藤本植物合并在草本层中。
2 结果与分析
2.1 金缕梅群落树种组成与多样性
2.1.1 金缕梅群落组成 金缕梅群落中的乔木树种组成见表1,灌木层的树种组成见表2,草本组成见表3。
由表1可知,在4个代表性群落中,乔木树种共43种。其中,金缕梅和四照花的重要值分别为20.126%和17.737%,远高于其他树种;两者的重要值比例为37.863%,说明金缕梅和四照花在群落中占据绝对优势。重要伴生种有芬芳安息香、尖萼紫茎、尖连蕊茶、天台鹅耳枥和华千金榆等,其中尖萼紫茎和尖连蕊茶的数量较多。
由表2可知,金缕梅群落内灌木层的树种相对较少,共计17种。重要值较高的有尖连蕊茶、中国绣球、山橿、半边月及满山红。上述5树种的重要值比例占62.468%。其余树种分布稀少。这与乔木层树种较多、郁闭度高等原因限制了林下树种生长有关。
由表3可知,金缕梅群落内藤本和草本植物也较少,共计27种。调查发现,草本植物大多生长在林窗。分布最广、数量最多的为青绿薹草,其重要值18.170%;其次是牯岭藜芦、牛蒡和紫花前胡,其重要值分别为7.627%,7.584%和6.126%,三者重要值比例共占21.337%。
表1 金缕梅群落的乔木树种组成
Table 1 Species composition of arbor layer incommunities
序号树种相对密度/%相对优势度/%相对频度/% 重要值/% 1金缕梅Hamamelis mollis25.08330.5344.76220.126 2四照花 Dendrobenthamia japonica var. chinensis24.08624.3634.76217.737 3芬芳安息香Styrax odoratissimus4.1534.5694.7624.495 4尖萼紫茎Stewartia sinensis var. acutisepala4.6514.9653.5714.396 5尖连蕊茶Camellia cuspidata4.4852.6674.7623.971 6天台鹅耳枥Carpinus tientaiensis4.1533.2943.5713.673 7华千金榆C. cordata var. chinensis3.6554.8612.3813.632 8云锦杜鹃Rhododendron fortunei3.1562.9863.5713.238 9小叶白辛树Pterostyrax corymbosus1.8273.8303.5713.076 10马鞍树Maackia hupehensis2.1601.7414.7622.888 11化香树Platycarya strobilacea3.1562.2552.3812.597 12红果山胡椒Lindera erythrocarpa1.6611.6763.5712.303 13红柴枝Meliosma oldhamii1.6611.1363.5712.123 14山樱花Cerasus serrulata1.4951.1823.5712.083 15半边月Weigela japonica var. sinica2.4921.0482.3811.974 16白檀Symplocos paniculata1.4950.6873.5711.918 17黄山木兰Magnolia cylindrica0.6650.8143.5711.683 18毛脉槭Acer pubinerve0.4980.6893.5711.586 19满山红Rhododendron mariesii1.9931.5131.1911.566 20短尾柯Lithocarpus brevicaudatus0.4980.8382.3811.239 21山槐Albizia kalkora1.3290.6741.1911.064 22豆梨Pyrus calleryana0.3320.4772.3811.063 23毛果珍珠花Lyonia ovalifolia var. hebecarpa1.1630.5221.1910.958 24川榛Corylus heterophylla var. sutchuanensis0.1660.2242.3810.924 25橉木Padus buergeriana0.3320.2241.1910.582 26迎春樱桃Cerasus discoidea0.3320.2091.1910.577 27丁香杜鹃Rhododendron farrerae0.3320.1491.1910.557 28茅栗Castanea seguinii0.3320.1311.1910.551 29红脉钓樟Lindera rubronervia0.1660.2581.1910.538 30山矾Symplocos sumuntia0.3320.0751.1910.532 31灯台树Cornus controversa0.1660.2241.1910.527 32臭辣吴萸 Evodia fargesii0.1660.1541.1910.503 33豹皮樟Litsea coreana var. sinensis0.1660.1341.1910.497 34南京椴Tilia miqueliana0.1660.1041.1910.487 35锥栗Castanea henryi0.1660.1071.1910.488 36枫香树Liquidambar formosana0.1660.1041.1910.487 37大柄冬青Ilex macropoda0.1660.0971.1910.485 38小叶青冈Cyclobalanopsis myrsinifolia0.1660.0921.1910.483 39盐肤木Rhus chinensis0.1660.0891.1910.482 40青冈Cyclobalanopsis glauca0.1660.0821.1910.480 41白栎Quercus fabri0.1660.0751.1910.477 42细叶青冈Cyclobalanopsis gracilis0.1660.0751.1910.477 43野鸦椿Euscaphis japonica0.1660.0751.1910.477 合计100