贵州丹寨县龙泉山自然保护区典型植物群落结构及多样性研究

杨畅福 杨焱冰 余德会 袁丛军 李 鹤 胡译文

(1.贵州林业勘察设计有限公司 贵阳 550003；2.贵州大学 贵阳 550025；3.贵州雷公山国家级自然保护区管理局 雷山 557100；4.贵州省林业科学研究院 贵阳 550005)

一定的物种组成是植物群落的重要特征之一，研究群落中物种组成与多样性特征可直接反映植物群落所包含物种数目的多少与群落物种个体数目的配置状况，对群落的结构、动态及生态具有一定的揭示作用[1, 2]。植物群落具有较强的地域性，不同地域间的群落特征具有较大的差异[3]。龙泉山保护区位于亚热带季风湿润气候区，季风气候明显，地带性植被属中亚热带常绿阔叶林，植物资源丰富，群落类型多样。但该保护区未见相关植物群落的研究报道，本研究通过对龙泉山保护区典型植物群落进行群落调查，分析龙泉山保护区典型群落物种组成及多样性特征，为保护区生物多样性的保护、植被恢复树种的选择以及可持续利用提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

龙泉山保护区属丹寨县的县级自然保护区，地处东经107°45'8.436"～107°46'24.246"，北纬26°12'1.112"～26°13'47.332"。处于南北向褶皱和南北向断层带上，西部区域地势抬升形成山体，东部多形成低洼地势。海拔在975m～1447m之间。属亚热带季风湿润气候区，年平均日照时数1264.5小时；年降雨量1259.7～1508.4mm，年平均气温12.6℃～17.2℃，无霜期为228～283天。区内有砂页岩、碳酸盐岩等；土壤主要分布有黄壤或黄棕壤、水稻土等类型，以黄壤面积最大。水系隶属长江流域沅江支流。植被类型主要有针叶林、针阔混交林、阔叶林、竹林及灌丛等5类。

1.2 研究方法

1.2.1 样地设置

2016年12月，遵循典型群落样地的设置方法，在1100m～1400m海拔之间，在群落典型地段进行样地设置，共设置9个样地，并记录GPS位置信息、海拔、坡度、坡向、土壤类型等生态因子(见表1)。样地大小为20m×20m，其中，乔木层4个大小为10m×10m的样方，灌木层沿同一方向设置4个2m×2m的样方，草本层沿同一方向设置4个1m×1m的样方。乔木层记录所有胸径大于等于5cm树种的株数、高度、胸径与盖度。灌木层记录所有物种的多度、地径、高度、盖度，草本层记录所有种的多度、高度、盖度[4]。

表1 龙泉山自然保护区样地基本概况

1.2.2 数据分析与处理

重要值计算：乔木层、灌木层为重要值=相对密度+相对频度+相对显著度，草本层为相对盖度+相对频度+相对高度。

物种多样性计算：参照刘灿然、马克平[5]的生物群落多样性的测度方法，计算公式如下：

式中：S为物种数目，Pi为ni/N，ni表示第i个类群的个体数，N表示所有类群的个体总数。

采用Excel2016软件对试验数据进行整理、作图分析。

2 结果与分析

2.1 种类组成

对样地的物种进行编目统计，共记录到维管束植物120种，隶属51科79属。其中，蕨类植物6科9属10种，裸子植物2科2属3种，被子植物43科68属107种。大于5种的科有蔷薇科Rosaceae、山茶科Theaceae、樟科Lauraceae、百合科Liliaceae、禾本科Gramineae、忍冬科Caprifoliaceae 等6科，共计44种，占总科、种数的比分别为11.8%、36.7%。含2～4种的科有杜鹃花科Ericaceae、大戟科Euphorbiaceae、豆科Leguminosae、金星蕨科Thelypteridaceae、菊科Compositae、茜草科Rubiaceae、乌毛蕨科Blechnaceae等17科，共计48种，占总科、种数的比分别为33.3%、40%。含1种的科有28科，占比为54.9%。

2.2 重要值特征

重要值是表示某个物种在群落中的地位和作用的综合指标[6]。9个样地中，仅有1、2、3、9号样地具有乔木树种。由表2可看出。在乔木层中均主要以针叶树为主，仅有3号样地中贵州桤叶树Clethrakaipoensis1种为阔叶树，1、2号样地中杉木Cunninghamialanceolata均占绝对优势，重要值分别为0.9069、0.5322，9号样地中华山松Pinusarmandii优势明显，可以看出龙泉山保护区植被类型主要以针叶林为主。

表2 龙泉山保护区典型群落重要值排名前3位的乔木

在灌木层的9个样地中，物种重要值排名前三位的物种共有11种(见表3)，是龙泉山保护区植物群落灌木层的主要组成物种。其中，以杜鹃Rhododendronsimsii重要值为最大的样地有1、4、5、8号4个样地，占样地总数的44.4%；此外，在其他样地中杜鹃重要值排名均为第二，可见杜鹃在龙泉山保护区植物群落中占据一定的位置。除杜鹃之外，排名第一的还有紫金牛Ardisiajaponica、油茶Camelliaoleifera、秦氏箭竹Sinarundinariachingii，分别在2、4、6号样地，是三个样地群落灌木层的重要组成。

由表4可看出，保护区的草本主要以蕨类、莎草科、禾本科的物种为主，尤其是蕨类植物，在9个样地中共计有9种。其中，以蕨Pteridiumaquilinumvar.latiusculum最多，在2、5、7、8号4个样地中重要值均为最大。在1号样地中重要值最大的为茜草Rubiacordifolia，3号样地中为丝叶薹草Carexcapilliformis，4、8号2个样地重要值最大的均是五节芒Miscanthusfloridulus。

表3 龙泉山保护区典型群落重要值排名前3位的灌木

表4 龙泉山保护区典型典型群落重要值排名前3位的草本

2.3 群落物种多样性分析

群落物种多样性是指群落在组成、结构、功能与动态方面表现出来的差异性，可体现出群落中物种总数与个体在空间上的分配状况[7, 8]。由表5可知，Margalef多样性指数上，灌木层值最大的样地有1、2、4、9号样地，这4个样地中的灌木层物种最为丰富。草本层值最大的有样地有3、5、6、7、8号5个样地，草本物种最为丰富。整体水平上，乔木层物种丰富度较低，灌木层、草本层较为丰富。Simpson-Wiener指数上，乔木层值最大的有1、2、3、9号4个样地，乔木层物种多样性最丰富。灌木层值最大的有4、5、6、7、8号5个样地，灌木层物种多样性最为丰富。Simpson优势度指数上，灌木层值最大的有1、2、9号3个样地，灌木层优势物种较为明显。草本层值最大的有3、4、5、6、7、8号5个样地，草本层优势物种较为明显。Pielou均匀度指数上，草本层值最大的有1、3、4、5、6、7、8、9号8个样地，草本层物种分布最为均为，差异较小。仅2号样地呈现灌木层最为丰富的现象。

表5 龙泉山保护区9个样地的物种多样性指数

3 结论与分析

(1)本次研究区各样地调查共计有维管束植物120种，隶属51科79属。其中，以被子植物最为丰富，共有43科68属107种，蕨类植物次之，共6科9属10种，裸子植物最少，仅2科2属3种。

(2)优势科不明显，大于5种的科有仅6科，共计44种，占总科、种数的比分别为11.8%、36.7%。而含1种的科有28科，占比为54.9%。群落样地内的乔木层优势物种主要为贵州桤叶树、杉木、华山松3种。灌木层优势物种主要为杜鹃、紫金牛、油茶、秦氏箭竹，草本层优势物种主要为蕨、茜草、丝叶薹草。

(3)物种多样性上，灌木层、草本层物种丰富度最为丰富，均匀度较高。乔木层仅在少数样地中出现物种多样性较高的情况，表明了各样地间群落物种在种类上、数量上均具有一定差异。

总体上，研究区内的植物群落物种较为丰富，群落类型主要以杉木林、华山松林、贵州桤叶树林以及油茶灌丛、杜鹃灌丛、秦氏箭竹灌丛为主，但乔木层物种丰富度较低，主要原因是该保护区在成立前的原生植被类型已经不存在，现存植被都属于次生的类型。此外，有关龙泉山保护区植被方面的本底研究未见有过报道，建议进行相关的工作，为保护和利用提供基础依据。