浙江庆元典型菇木林植物多样性研究

2020-02-29王斌张清洋李正才闵庆文姚帅臣张雨洁黄盛怡原雅楠

安徽农学通报 2020年1期

王斌张清洋李正才闵庆文姚帅臣张雨洁黄盛怡原雅楠

摘要：为了探讨适宜香菇剁花法栽培的菇木林群落结构特征和植物多样性特征，通过在典型菇木林内设立调查样地，分析菇木林乔木、灌木、草本植物的群落特征和多样性指数。结果表明：（1）菇木林乔灌草各层次优势物种较明显，乔木层以红栲（Castanopsis hystrix）、木荷（Schima superba）、乌槠（Castanopsis sclerophylla）为主，并形成了较为稳定的世代更替群落;灌木层以朱砂根（Ardisia crenanta）、油茶（Camellia oleifera）、白檀（Symplocos paniculata）、乌药（Lindera aggregata）、冬青（Ilex chinensis）等为主;草本层以蕨类（Pteridium aquilinum）植物占绝对优势。（2）菇木林物种较丰富，3个调查样地中，共记录乔木、灌木和草本植物物种分别为27种、38种和5种;乔木、灌木和草本植物的为Simpson指数分别为6.58、12.21和6.67，灌木层的物种丰富度和Simpson指数相对较高。

关键词：菇木林;群落特征;物种丰富度;Simpson指数;庆元县

中图分类号 S756文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）01-0055-05

Abstract：In order to reveal the plant species diversity of mushroom-cultivated forest community in Qingyuan county，survey plots were established in mushroom-cultivated forest and community characteristic and plant species diversity of arbor，shrub and herb were analysed. The results showed：（1） There existed the comparatively obvious dominant species within each layer of the forest community，with Castanopsis hystrix，Schima superba，Castanopsis sclerophylla in arbor layer，which formed the stable succession community，Ardisia crenanta，Camellia oleifera，Symplocos paniculata，Lindera aggregata，Ilex chinensis in shrub layer and Pteridium aquilinum in herb layer，as the dominant species respectively. （2） There were rich plant species in mushroom-cultivated forest community，27 species of arbor layer，38 species of shrub layer and 5 species of herb layer respectively. The Simpson diversity index of arbor，shrub and herb were 6.58，12.21，6.67，species richness and Simpson diversity index of shrub was higher than those of arbor and herb.

Key words：Mushroom-cultivated forest;Community characteristic;Species richness;Simpson diversity index;Qingyuan county

物种多样性是一个群落结构和功能复杂性的度量，是反映群落组织水平的重要生态学特征之一，表征着生物群落和生态系统的结构复杂性[1]，体现了群落的结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境差异。对其进行研究，可以更好地认识群落的组成、变化和发展趋势，同时也可以反映群落及其环境的保护状况。因此，生物多样性及生态系统稳定性研究一直是生态学研究的重点[2-3]。

庆元县是世界人工栽植香菇的发源地和主要栽培区域之一，素以“世界香菇之源”、“中国香菇城”著称。800多年前，庆元龙岩村村民吴三公发明了香菇剁花法栽培技术，开创了人类森林菌类产品利用之先河。剁花法[4]栽培香菇是一种半自然半人工的栽培技术（不同于一般意义上的用于生产香菇培养料的林分，剁花法栽培香菇是在林地原地伐倒适合做香菇的阔叶树木，并在倒木上剁以疤痕，利用自然孢子传播接种栽培香菇），选择气候良好，地势较缓，阳光充足，保水性好，冬暖夏凉，阔叶林资源丰富，树种理想的山场，才能获得丰收（针叶树种不能培育香菇，阔叶树种除了含有杀菌成分的树种外，胸径达到20cm左右，基本上都能栽培香菇）。红栲（Castanopsis hystrix）、乌槠（Castanopsi sclerophylla）、米槠（Castanopsis carlesii）、槲栎（Castanea henryi）、杜英（Elaeocarpus decipiens）、苦槠（Castanopsi sclerophylla）等均是菇民常用作剁花香菇的树种，林内除了菇木外，需要有杂木生长用于遮阴。菇木林乔木不能全部成林，各年龄段的不同树种需均匀分布。通常750～1500株/hm2的林地，需有成年树450～750株/hm2，这样既有利于菇木的遮阴，又有利于幼树的生长。剁花法在利用森林的同时，又保持了森林生态的良性循环，是森林可持续利用的典范，但目前人們对这种林分的群落组成和结构的关注仍不多。为此，本研究通过在庆元典型菇木林内设立调查样地，探讨菇木林群落结构特征和植物多样性特征，以期为今后菇木林植物多样性保护、培育和可持续利用提供一定的科学依据。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况研究区位于浙江省庆元县（地理位置为E118°50′～119°30′，N27°25′～27°51′），气候属亚热带季风区，温暖湿润，四季分明，年平均气温17.4℃，降水量1760mm，无霜期245d。庆元县绝大部分地区由古老的火成岩组成，受后期造山运动的影响，地壳经过多次抬升，地表深切，河流蜿蜒曲折，两岸大都是高山深谷，相对海拔高度500m左右。这样的气候和地形地貌，正好满足了香菇的生长要求。研究区地带性植被为亚热带常绿阔叶林，以红栲（Castanopsis hystrix）、木荷（Schima superba）为主，土壤为红黄壤。

1.2 研究方法

1.2.1 试验设计在庆元县百山祖自然保护区及其周边，选择具有代表性的典型菇木林林分3个，在每个林分内设立20m×20m的样方，调查每个样方内胸径≥5cm的所有乔木树种的胸径、高度和树种名称;在每个样地内，设立5个5m×5m的小样方，调查样方内所有灌木的粗度、高度、树种名称;再在每个灌木调查样地内设立1个1m×1m的小样方，调查样方内所有草本植物的高度、植物名称、株树[5]，同时记录林地的基本情况等（见表1）。

1.2.2 计算方法相关计算公式如下：

群落特征：以植物的种类和重要值表达，种的重要值=相对多度+相对频度+相对优势度;

相对多度（%）=（某种植物的个体数/全部植物的个体数）×100;

相对频度（%）=（该种的频度/所有种的频度总和）×100，频度是指一个种在所作的全部样方中出现的频率;

相对优势度（%）=（样方中该种个体胸高断面积和/樣方中全部个体胸高断面积总和）×100;

物种多样性：采用Simpson指数Hs和丰富度指数S来计算物种多样性。Hs=N（N-1）/∑ni（ni-1），N为样方中总个体数，ni为第i种个体数量;丰富度S是指群落中乔木层、灌木层和草本层物种数[6]。

2 结果与分析

2.1 菇木林乔木层群落特征表2列出了调查样地所有乔木树种的相对优势度、相对多度、相对频度和重要值，并根据重要值的大小进行了排序。本次调查的3个样地共记录了27种乔木树种，按照重要值排在前10位的分别是：红栲、木荷、乌槠、米槠、白樟、拟赤杨、杉木、白栲、马尾松、山葛，它们的重要值合计占全部乔木树种的72.57%。其中，红栲、乌槠、米槠、白栲、杜英、槲栎、山杜英、苦槠、小叶乌槠、青冈栎都是适合栽培香菇的树种。

根据表2数据，将适合做香菇的树种与不适合做香菇的树种的株数、相对优势度、相对多度、相对频度和重要值进行比较，结果见表3。从表3可以看出，调查样地适合做香菇的树种的株数高于不适合做香菇的株数;而适合做香菇的树种的相对优势度、相对多度和重要值均低于不适合做香菇的树种的相对优势度、相对多度和重要值，但是适合做香菇的树种相对频度高于不适合做香菇的树种的相对频度，说明其分布更加均匀。

2.2 菇木林灌木层群落特征表4列出了调查样地所有灌木树种的相对优势度、相对多度、相对频度和重要值，并根据重要值的大小进行了排序。本次调查3个样地共记录了38种灌木树种，重要值排在前10位的分别是：朱砂根、油茶、白檀、乌药、冬青、杜鹃、柃木、檵木、红栲和荚蒾，其重要值合计占全部灌木树种的49.41%。其中，红栲、米槠、青冈、乌槠、槲栎是适合做香菇的菇木林林下更新树种，为菇木林的演替和更新提供了物种资源。

根据表4数据，将适合做香菇的树种和不适合做香菇的树种的株数、相对优势度、相对多度、相对频度和重要值进行比较，其结果见表5。从表5可以看出，调查样地适合做香菇的树种的株数、相对优势度、相对多度、相对频度和重要值均低于不适合做香菇的树种，说明在灌木层适合做香菇的树种的更新能力并不占优势。

2.3 菇木林草本层群落特征表6列出了调查样地所有草本植物的相对优势度、相对多度、相对频度和重要值，并根据重要值的大小进行了排序。菇木林林下草本植物相对简单，本次调查共记载了5种草本植物，而其中蕨类植物占绝对优势。

2.4 菇木林各层次多样性指数分析菇木林灌木层物种丰富度最高，且灌木个体数量分布均匀，均匀度高，因此灌木层的Simpson指数最高;乔木层树种虽然丰富度高于草本层，但由于乔木层个体数量分布不均匀，均匀度低，所以乔木层的Simpson指数稍低于草本层的（表7）。

3 结论与讨论

植物群落的结构特征，取决于群落所在地的环境条件以及组成群落的物种的生物学和生态学特征，是群落与环境以及群落中各成员间相互关系的综合反映。植物群落的3大特点是植物群落的种类组成、外貌结构以及物种多样性。种类组成是植物群落最重要、最基本的特征之一[7]，是群落结构形成及植物资源开发利用的基础[8]。我国东部中亚热带低海拔常绿阔叶林中乔木层优势种通常是木荷、甜储、苦储、青冈[9-11]。本研究通过对庆元菇木林的调查显示，常绿阔叶林以壳斗科树种红栲、乌槠、米槠为主，且这些树种均为适合做香菇的树种，显示出了不同于其他区域的常绿阔叶林特征;同时，从这几个树种的林下幼树特征来看，尽管与灌木层不适合做香菇的树种相比，其总的株数、相对优势度、相对多度、相对频度和重要值并不占优势，但也是灌木层的优势树种，显示出了较强的更新能力。

物种多样性能表征着生物群落和生态系统结构的复杂性，体现出群落结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境的差异[12]。中亚热带常绿阔叶林分，郁闭度较高的林分，茂密的乔木树种和灌木树种吸收和反射了大部分的太阳光照，所以到达地面草本层的阳光就比较少，导致常绿阔叶林草本层的物种丰富度较低。方精云[13]对比分析了我国东部地区山地植物物种的丰富度与纬度的关系，结果表明，乔木层的郁闭度显著影响着草本植物的物种丰富度。本研究中，林分郁闭度均在85%以上，所以林内草本物种丰富度也比较低。比较3个调查样地乔木层、灌木层和草本层的丰富度和多样性指数，结果表明，灌木层最大，乔木层次之，草本层最小，符合我国中亚热带东部地区森林生态系统的一般规律，即物种多样性指数从大到小的排序依次为灌木层>乔木层>草本层。

参考文献

[1]徐敏，骆争荣，于明坚，等.百山祖北坡中山常绿阔叶林的物种组成和群落结构[J].浙江大学学报（农业与生命科学版），2007，33（4）：450-457.

[2]兰思仁.武夷山国家级自然保护区植物物种多样性研究[J].林业科学，2003，39（1）：36-43.

[3]杨庆松，马遵平，谢玉彬，等.浙江天童20ha常绿阔叶林动态监测样地的群落特征[J].生物多样性，2011，19（2）：215-223.

[4]叶晓星.庆元香菇栽培[M].北京：中国农业科学技术出版社，2016.

[5]沈琪，张骏，朱锦茹，等.浙江省生态公益林植被恢复过程中物种组成及多样性的变化[J].生态学报，2005，25（9）：2131-2138.

[6]杜道林，刘玉成，李睿.缙云山亚热带栲树林优势种群间联结性的研究[J].植物生态学报，1995，19（2）：149-157.

[7]王伯荪，彭少麟.鼎湖山森林优势种群数量动态[J].生态学报，1987，7（3）：214-221.

[8]黄全能，陈存及，邱尔发，等.红锥天然林群落特征研究[J].亚热带植物通讯，1998，7（2）：7-11.

[9]金则新.浙江天台山七子花群落特征的初步研究[J].广西植物，1996，16（1）：25-34.

[10]于明坚，胡正华，余建平，等.浙江古田山自然保护区森林植被类型[J].浙江大学学报（农业与生命科学版），2001，27（4）：375-380.

[11]朱圣潮.浙江丽水太山山地常绿阔叶林的物种多样性[J].生态学杂志，2006，25（5）：482-486.