水松天然林种群结构特征及其保护对策

郑心桦

（永泰县清凉林业工作站，福建福州 350700）

水松是一种罕见的古生代孑遗树种，在古生代时，曾广泛分布于北半球。由于受自然地理因素和人为活动的综合影响，水松天然林数量日益减少，现仅零星分布于我国南方地区，处于濒危状态［1］。水松生长于沼泽地，耐水湿，是造船、造桥的优良材料；树根轻、浮力大，能做救生工具和木塞；枝叶和果实均可入药；树干粗壮挺直，枝叶疏密适度，既可作为风景林树种，又是防风固堤的良好树种。水松在研究杉科植物的系统发育、古植物学和第四纪冰川气候等方面均具有重要的科学价值，被世界保护监测中心列为稀有种，《中国植物红皮书》将其列为濒危树种，其濒危状况受到国内外许多学者的高度关注。徐英宝对珠江三角洲地区的水松进行了调查［2］。韩丽娟等对水松生物学特性和保护进行了分析与研究［3］。郑世群等分析了孑遗植物水松的濒危原因［4］。吴则焰等探索了水松林在直径结构上的特有规律并建立了相应的数学模型［5］。

通过调查福建省永泰县长庆镇福斗村天然水松林种群结构的胸径、地径及其植被群落，分析水松林直径结构与其群落生境特征，为天然水松林的科学保护与管理提供科学依据。

1 调查区的自然概况

水松林位于福建省戴云山脉东北部，海拔659 m、坡度13°、东南坡向、坡位下、黄土壤、土层厚度107 cm，地理坐标为东经118°31′52.8″、北纬25°57′22.29″，属中亚热带海洋性季风气候，春夏季雨热同期，秋冬季光温互利；光照充足，雨水充沛，四季分明，冬无严寒，夏无酷暑，昼夜温差大，具有明显的高山气候特点。水松林群落面积约0.3 hm2，位于山坡的沼泽地段，枝繁叶茂，树干挺拔虬劲。水松天然林下土壤类型主要为沼泽泥土，土层为高岭土，常年被沼泽所覆盖。

2 调查与统计方法

在永泰县长庆镇福斗村的水松林分内，调查群落类型等，并设置2 个20 m×20 m 标准地，对标准地内胸径＞4.0 cm 的乔木植物进行每木检尺，记录植物名称、胸径、；在标准地内随机设置2 个5 m×5 m 样方，调查灌木的种数和株数；随机设置5 个1 m×1 m 样方，调查草本层植物种数、盖度，对于现场未能识别的植物采集样本带回实验室，查阅资料后进行分类。

植物多样性计算公式按照香农-维纳多样性指数（Shannon-Wiener Index）：

式中：Pi指第i种的相对多度。

3 水松天然林种群结构特征

3.1 林分内不同树种胸径分布的特征

经实地调查，长庆镇福斗村水松林分内胸径＞4 cm的树种有水松、赤杨、三花冬青、圆锥绣球。标准地内胸径＞4 cm 的不同树种的株数、平均胸径、最大胸径、最小胸径统计结果见表1。

由表1 可知，水松群落不同树种的胸径分布规律表现在以下2 个方面。1）与水松相比，赤杨、圆锥绣球、三花冬青的胸径分布范围相对集中，说明水松的3 种伴生树种在群落中处于相对稳定阶段。2）水松胸径的变化幅度最大，在5.9～101.9 cm，变化幅度达96.0 cm，且由胸径变动系数可知水松胸径分布的离散程度极大，这与吴则焰等在屏南水松林调查中得出的胸径分布规律的结果类似［5］。水松胸径分布的离散程度也表明水松个体形成过程十分困难，其形成需要一个极为漫长的历史过程，易导致水松种群发展处于濒危状态。

表1 水松群落中不同树种胸径分布状况

3.2 水松群落植物种类组成及区系特征

3.2.1 水松群落植物种类组成

对水松群落维管束植物进行初步调查分类发现，共有高等植物55 种。其中，蕨类植物3 科3 属4 种，裸子植物1 种，被子植物25 科34 属50 种。被子植物中双子叶植物19 科23 属27 种，单子叶植物6 科11属23 种。水松群落不同植物类群统计见表2。

表2 水松群落不同植物类群统计

3.2.2 水松群落植物的区系组成

群落内调查记录的植物包括35属51种种子植物。按照吴征镒先生的《中国种子植物属的分布区类型》标准进行统计，共划有10 个区系类型［6］。由表3 可知有18 个属热带分布类型，占总属数的58%，其中泛热带分布属的比例最大，占热带分布属的66.6%。这与本区域的植物分布区系相一致。

表3 水松林分群落植物区系分析表

3.3 水松群落的结构特征

3.3.1 乔灌层群落特征

长庆镇水松林群落植被由乔木层、灌木层、草本层及层间植物构成。群落由水松和赤杨构成复层林分，水松的重要值最高，为130.1；其次为赤杨，重要值为68.0；其他灌木，如圆锥绣球、三花冬青、石斑木、乌药、笔罗子、山栀子、红楠、梅叶冬青、短尾越橘、白檀、山矾及杜鹃等，在群落中所占的比重较低。水松乔灌层群落中不同植物的重要值见表4。

表4 水松乔灌层群落中不同植物的重要值

3.3.2 草本层群落特征

在水松群落的草本层植物中，藨草、鳞毛蕨、野黍的重要值远超其余11 个种，说明水松草本层植物以藨草、鳞毛蕨、野黍为主。水松草本层群落中不同植物的重要值见表5。

表5 水松草本层群落中不同植物的重要值

3.3.3 群落的物种多样性特征

采用Shannon-Wiener 多样性指数对水松林植物群落的物种多样性进行统计，计算出群落乔冠层植物多样性指数为1.53，草本层植物多样性指数为2.30，表明水松林植物群落物种较为丰富，水松林群落保存的更为完整。

4 水松天然林的濒危原因及保护对策

4.1 水松天然林的濒危原因

据实地调查，长庆镇福斗村的水松林分总株数为32 株，胸径4 cm 以上的有29 株，平均胸径为36.6 cm，最大胸径达101.9 cm，是目前永泰县乃至福州市中单个群落水松株数最多、群落保存最完整的天然水松林。该水松群落具有正常结实能力及天然下种更新能力。然而其幼苗发生与结实的实际状况存在极大差距，说明水松种子的发芽与成苗过程受多方面的制约与胁迫，主要表现在以下3 方面。1）水松幼苗需要光照，但调查发现水松树冠外的藨草生长密集，限制了水松发芽及其幼苗生长对光照的需求。2）水松的生活环境为沼泽地，种子落置于水渍中不易发芽成苗。3）种子在自然环境中易被松鼠和田鼠等啮齿类动物取食。

4.2 水松天然林的保护对策

加强对水松自然群落的保护与管理，应从以下4个方面着手。1）加强水松天然林抚育保护，增加光照以促进水松发芽及幼苗的生长。2）加强对水松繁育技术的研究，根据水松的生态习性，建立水松繁育基地，为水松种群恢复提供后备资源。3）建立保护小区，防止小区内松鼠和田鼠等啮齿类动物取食水松种子，以利于种子发芽生长。4）通过人工措施促进水松天然林种群更新，改变水松群落的自然演替方向，使之在人工干预下朝着进展演替的方向发展。

5 结语

水松林的保护具有重要意义，不仅存在着经济价值，而且在生态环境、科学研究方面具有不可替代的作用，因此应当组织社会力量加大资金投入，从保护其生长环境、完善古树名木保护法制建设、加强法制宣传教育等方面，依法对水松进行保护与管理，促进水松林的健康生长，更好发挥其生态效益。