贵州丹寨老冬寨自然保护区桂南木莲群落研究 *
2021-12-27潘德权申敬民杨成华
李 茂 潘德权 舒 瀚 申敬民 杨成华*
(1. 贵州省林业科学研究院,贵州 贵阳 550005;2. 丹寨县林业局,贵州 丹寨 557500)
桂南木莲(Manglietiachingii),木兰科(Magnoliaceae)木莲属(Manglietia)植物,树干挺拔,树冠浓密,四季常绿,花朵洁白下垂,果实红润夺目,是集观型、观叶、观花、观果的优良园林绿化树种;材质优良,可供建筑、家具、细木工用,是很好的用材树种;其皮可代用厚朴,具有较高的药用价值。桂南木莲产于广东、云南、广西、贵州,越南北部也有分布[1]。在贵州,主要分布于习水、荔波、道真、三都、独山、绥阳和黔东南州大部,海拔430~1500 m的山腰、山脚的沟谷密林中[2]。
虽然桂南木莲具有较高的观赏、材用、药用价值,但目前对其研究报道较少[3-8],且主要为初步的引种驯化技术研究,尚未见对其野生资源的报道。在贵州省黔东南州丹寨县的老冬寨州级自然保护区,是贵州省桂南木莲的集中分布地之一,保存有大面积的桂南木莲原生群落,具有很高的典型性和代表性。通过对保护区内的桂南木莲天然群落的调查研究,可为桂南木莲野生资源的保护和合理利用,提供科学支撑。
1 研究区概况
丹寨老冬寨州级自然保护区位于丹寨县的东南部,核心区面积2818 hm2,缓冲区面积1685 hm2,森林覆盖率89%,其主要保护对象为常绿阔叶林。区内沟壑纵横,野生动植物资源丰富,原生乔、灌、藤本植物83科189属395种,有国家一、二级保护动物猕猴、穿山甲、林麝。老冬寨自然保护区地处都柳江源头,区内有五条河流流经。该保护区的建立对进一步改善生态环境、调节气候、涵养水源,防风固沙,改良土壤,减少都柳江、长江的泥沙淤积,增加下游抵御自然灾害的能力,实现生态系统的良性循环,促进下游地区持续稳定发展起到了重要的生态保护作用。
群落位于老冬寨州级保护区核心区内的三角塘,地理位置:107°56'42"E,26°15'07"N,海拔1169 m,坡向西北,坡位中部,坡度40°。土壤为厚度0.4~0.5 m的黄壤,枯落物厚度0.2~0.25 m,腐殖层厚度0.1~0.2 m。林分起源为天然林,植被类型为常绿落叶阔叶林,乔木层盖度为85%,灌木层 为40%,草本层盖度为10%。总体来看,群落为天然次生原生性较强,人为活动弱,林下枯落物和腐殖质层保存完好。
2 研究方法
2.1 样方设置
在老冬寨保护区桂南木莲天然群落分布范围内作初步踏查后,选择典型的地段,设置2个400 m2样地,每个样地设置16个长5 m宽5 m的网格样方,调查样方内胸径≥5 cm的乔木,记录种类、株数、树高、胸径、冠幅;调查样地内的灌木和草本,记录种类、数量、平均高、平均地径、平均覆盖度。同时,记录群落外貌、生境特征,并计算群落中乔木层、灌木层、草本层各种植物的重要值,进行群落物种多样性分析[9]。
2.2 数据处理
根据乔木层树种的重要值划分群落的优势种和建群种[12]。重要值计算公式如下:
IPV=RA+RF+RD
(IPV:树种重要值,RA:相对密度,RF:相对显著度,RD:相对频度)
群落物种多样性:采用Shannon-wiener指数、Simpson指数、Simpson指数的最高值、种间相遇机率(生态优势度)、均匀度5种指数[10]。
3 结果与分析
3.1 种类组成与多样性特征
3.1.1 群落的物种组成
通过全面调查,统计得出,老冬寨保护区桂南木莲群落植物共有21科31属34种(表1)。该群落种类组成的21科植物中,属和种数量最多的为樟科(Lauraceae)4属4种,其次是壳斗科(Fagaceae)3属4种,紫金牛科(Myrsinaceae)2属3种,蔷薇科(Rosaceae)、山茶科(Theaceae)、榆科(Ulmaceae)、百合科(Liliaceae)均为2属2种,山矾科1属2种,其余13科均为1属1种。该群落种类组成共有31属,其中只有山矾属(Symplocos)和紫金牛属(Ardisia)各有2种,其余29属只含1种。
表1 老冬寨自然保护区桂南木莲群落物种组成表
3.1.2 地理成分分析
老冬寨保护区桂南木莲群落的种子植物共有30个属。根据吴征镒中国种子植物属的分布区类型统计,具有11个分布区类型[11](表2),其中泛热带分布、热带亚洲分布类型最多,总计热带分布类型的属也共有17个,占总属数的56.67%,说明该群落植物区系和热带区系联系非常紧密。
表2 老冬寨自然保护区桂南木莲群落种子植物属的分布区类型
3.1.3 群落重要值
群落中的乔木层,桂南木莲数量最多,占乔木总株数的50.0%;出现频度最高,在全部16个样方中有12个样方出现;显著度最大,胸径断面积和为5636.23 cm2,占乔木胸径断面积总和的37.76%。综合来看,桂南木莲在整个群落乔木层中重要值最高,占群落重要值的39.25%,是群落的主要建群种和优势种,决定群落的外貌。
群落中的灌木层,桂南木莲数量最多,占灌木总株数的36.11%;出现频度最高,在全部16个样方中有10个样方出现;显著度最大,胸径断面积和为130.26 cm2,占乔木胸径断面积总和的42.01%。综合来看,桂南木莲在整个群落灌木层中重要值最高,占群落重要值的33.28%,是群落灌木层的主要优势种。
3.1.4 群落乔木层物种多样性分析与比较
老冬寨保护区桂南木莲群落乔木层植物多样性指数及均匀度计算的结果见表3。可以看出,老冬寨保护区的桂南木莲群落生物多样性不算丰富,物种分布较为均匀。
表3 老冬寨保护区桂南木莲群落乔木层的多样性指数及对比表
3.2 群落的外貌特征
统计群落中植物的叶质(表4)、叶型(图1)、叶缘(图2)、叶级谱(图3)、生活型(表5),可以看出,老冬寨自然保护区桂南木莲天然群落的外貌主要由革质为主的全缘中型单叶高位芽植物景观所决定,接近亚热带常绿阔叶林景观。
表4 老冬寨自然保护区桂南木莲群落植物叶质统计表
图1 老冬寨自然保护区桂南木莲群落植物叶缘对比图
图2 老冬寨自然保护区桂南木莲群落植物叶形对比图
图3 老冬寨自然保护区桂南木莲群落叶级谱
表5 老冬寨自然保护区桂南木莲群落植物生活型统计表
3.3 群落结构
3.3.1 群落垂直结构
老冬寨自然保护区桂南木莲群落垂直结构中,成层现象明显,可分为乔木层、灌木层、草本层以及层间植物。
(1)乔木层:乔木层植物共有9科15属16种70株(表6),可分为3个亚层,第1亚层高度为15 m以上,只有大叶柯(Lithocarpusmegalophyllus)2株,桂南木莲、厚壳树(Ehretiathyrsiflora)、柯(Lithocarpusglaber)、枫香树(Liquidambarformosana)各1株,壳斗科植物具有一定优势;第2亚层高5~15 m,共有11种44株,主要树种有桂南木莲、细枝柃(Euryaloquaiana)、山矾(Symplocossumuntia)、栲(Castanopsisfargesii)等,其中桂南木莲有26株,占该层次树木总株数的59.09%,具有绝对优势;第3亚层高度低于5 m,共有7种20株,主要树种有桂南木莲、黄丹木姜子(Litseaelongata)、厚皮香(Ternstroemiagymnanthera)、少花桂(Cinnamomumpauciflorum)等,其中桂南木莲有8株,占该层次树木总株数的40.00%,具有较大优势。
表6 老冬寨自然保护区桂南木莲群落乔木层植物特征值
(2)灌木层:灌木层植物种类较丰富(表7),在调查的16个样方中,共有11科16属17种,主要种有桂南木莲、少花桂、穗序鹅掌柴(Scheffleradelavayi)等。
表7 老冬寨自然保护区桂南木莲群落灌木层特征值
续表7 老冬寨自然保护区桂南木莲群落灌木层特征值
(3)草本层:由于群落以常绿阔叶为主,郁闭度高,因此草本层植物种类很少,数量不多,覆盖率低,共有7科7属7种植物构成,狗脊占有一定优势(表8)。
表8 老冬寨自然保护区桂南木莲群落草本层特征值
图4 老冬寨自然保护区桂南木莲群落径级结构图
(4)层间植物:该群落层间植物单一,有1科1属1种,即三叶木通(Akebiatrifolia)2株。
3.3.2 群落径级结构
老冬寨保护区桂南木莲群落木本植物径级结构总体为“L”型结构(图4),径级基本连续,数目随着径级增大而逐渐减少,种群结构稳定,具有较明显的更新趋势,从种群发展趋势看,属于成熟类型。也说明该群落内人为活动少,保持了较原始的风貌。
群落中的桂南木莲径级结构呈间歇(多峰)型结构,胸径级频率呈不连续状分布,有多个单峰出现,但基本没有缺失。特别是在胸径等级的中段(10~24 cm),占比高达74.07%,充分说明桂南木莲是群落的主要建群种和优势种。
3.4 群落演替发展趋势
从群落垂直结构的种类分布分析,乔木层中的16种乔木,有桂南木莲、多脉榆、少花桂、黄丹木姜子、细枝柃、青冈、老鼠矢共7种在林下出现幼树幼苗,其中主要建群种桂南木莲有26株幼树,占有绝对优势。这说明该群落结构基本稳定,桂南木莲还将保持优势地位。
4 结论及建议
贵州丹寨老冬寨自然保护区桂南木莲群落组成共有21科31属34种,种类以樟科壳斗科植物较多,植物区系和热带区系联系非常紧密,外貌主要由革质为主的全缘中型单叶高位芽植物景观所决定,属于亚热带常绿阔叶林景观。
桂南木莲在丹寨老冬寨自然保护区群落的天然分布中,处于优势地位并属于建群种,决定了群落的外貌;群落地上部分成层明显;群落乔木层径级结构大致为“L”型结构,属于较为稳定成熟的群落。桂南木莲在林下有大量幼苗出现,可长期保持优势地位。
木兰科植物是被子植物中最原始类群,木莲属植物是木兰科中最原始属,贵州是木莲属的现代分布中心之一[12]。贵州丹寨老冬寨自然保护区的桂南木莲群落分布集中,数量较多,原生性较强,在贵州省内较为少见,具有很高的科研价值。