贵州习水天然南天竹群落结构特征的研究

陈模芳，张仁波，赵 海

（遵义师范学院 生物与农业科技学院，贵州 遵义 563006）

【研究意义】南天竹（Nadina domestica）属于小檗科（Berberidaceae）植物，其植株形态优美、树叶颜色层次感丰富，所以在我国南方经常作为园林观赏用树种[1]。南天竹的很多器官都具有药用价值，国内外研究报道指出南天竹具有抗菌、止咳、平喘、降压等药理作用[2-5]。【前人研究进展】近年来，很多学者对南天竹种子萌发特性、播种育苗技术、离体培养技术、生理生化特性[6-10]都做了较多研究。【本研究切入点及拟解决的问题】目前国内对南天竹群落特性的报道还很少见，本文通过对天然南天竹群落结构特征及物种多样性的调查，旨在深入了解目前天然南天竹的生活状况，为天然南天竹的保护、开发、利用和研究提供更多基础资料，同时也为其繁育和管理提供合理的科学理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域状况

调查地温水镇位于贵州省遵义市习水县东部，地理坐标为东经106°24′～106°36′，北纬28°21′～28°35′，属于典型的云贵高原喀斯特地形地貌，植物资源丰富，森林覆盖率49%。平均海拔为1025 m，年平均气温14 ℃，平均最低气温-4.3 ℃，无霜期272 d，降雨量1020 mm，水资源丰富。

1.2 样地设置和调查方法

采用典型取样法，样地主要设置在植物分布均匀、人为因素干扰较少且以天然植被为主的区域，采用GPS定位样地坐标，设置4个点，6个5 m×10 m的样方调查灌木（表1），并在每个灌木样方内设置3个1 m×1 m的小样方调查草本。

表1 调查样方自然状况描述

1.3 数据分析处理方法

1.3.1 重要值（IV）[11]

1.3.2 物种多样性选用Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、均匀度Pielou指数进行分析[12-13]。物种丰富度（S）为样地内出现的物种数。

式中，S为群落层次中物种数目，N为所调查群落样方物种个体数总和；Ni是种i的个体数，表示第i个种的多度。

1.3.3 数据统计与分析用Excel 2007和SPSS17.0软件对数据进行整理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 南天竹群落的物种组成

习水天然南天竹群落植物共有45科79属93种（表2），其中被子植物多达85种，隶属38科，70属。该群落组成中，属和种数最多的系菊科（Asteraceae），有7属9种，蔷薇科（Rosaceae）有5属8种，禾本科（Gramineae）和唇形科（Labiatae）次之，均有5属5种，莎草科（Cyperaceae）、百合科（Liliaceae）、鼠李科（Rhamnaceae）有3属4种，芸香科（Rutaceae）、樟科（Lauraceae）均为2属3种，大戟科（Euphorbiaceae）、伞形科（Umbelliferae）、豆科（Leguminosae）、茜草科（Rubiaceae）、毛茛科（Ranunculaceae）、葡萄科（Vitaceae）、桑科（Moraceae）均有2属2种，漆树科（Anacardiaceae）有1属3种，忍冬科(Caprifoliaceae)有1属2种，其余21科均为1属1种。其余裸子植物只有马尾松一种，属松科松属。蕨类植物有7种，隶属6科7属，其中卷柏科（Selaginellaceae）的卷柏属（Selaginella）有卷柏（Selaginella tamariscina）、江南卷柏（Selaginella moellendorffii）两种外，其余5科均为1科1属。

表2 南天竹群落物种组成情况

2.2 科属地理分布

根据吴征镒、秦仁昌、黄升等[14-18]的种子植物、蕨类植物的科属分布区类型的划分方法，可将贵州习水天然南天竹群落内所有植物共45个科划分为4个分布区类型，79个属划分为12个分布类型。由表3可知，在45个科中，世界分布最多，为20科，占总科数的44.44%，其次为泛热带分布，为16科，占35.56%，北温带分布的有6科，热带亚洲和热带美洲间断分布有3科。在79属中，泛热带分布有18属，占总属数的22.78%，北温带分布有17属，占总属数的21.52%，世界分布有15属，占总属数的18.99%，热带属性的分布最多，达到45.56%。建群种所隶属的小糪科为北温带分布，南天竹属（Nandina）为东亚分布。

表3 南天竹群落内植物科、属的地理分布

2.3 灌木层物种数量特征及重要值

由表4可知，灌木层植物43种，隶属于26科34属，种类最多的科是蔷薇科植物，共计6种，占整个区域灌木种类的14.3%。其中重要值在4以上的有7种，占所有物种的16.27%，分别为南天竹（Nandina domestica）、小果蔷薇（Rosa cymosa）、铁仔（Myrsine africana）、金佛山荚蒾（Viburnum chinshanense）、粗叶悬钩子（Rubus alceaefolius）、白栎（Quercus fabri）、火棘（Pyracantha fortuneana）。重要值最大的是南天竹，为13.395，是整个灌木层群落中唯一一个重要值大于10的物种，说明它是主要的建群种。其次粗叶悬钩子的重要值为7.187，仅次于南天竹，重要值排名第三的是火棘，为6.194，其余的四种重要值均在4～5，以上7种物种为整个灌木层的优势物种。下一阶段是重要值在2～3的物种，有7种；重要值在1～2的物种较多，有21种，占所有物种的48.84%，这一阶段的物种几乎占了整个灌木物种的一半，但重要值却不大，说明群落物种数量较丰富且均匀。所有物种中重要值小于1的植物有8种，占总物种的18.60%。

表4 南天竹群落灌木层物种组成及重要值

续表4 南天竹群落灌木层物种组成及重要值

2.4 草木层物种数量及重要值

由表5可知，草本层共有植物52种，分属28科、48属。从科的角度而言，优势科为菊科、唇形科、禾本科和莎草科，其中菊科所含种类最多，有9种植物，占所有草本植物种类的17.3%，分别为：艾蒿（Artemisia argyi）、黄花蒿（Artemisia annua）、小白酒草（Conyza canadensis）、千里光（Senecio scandens）、野茼蒿（Crassocephalum crepidioides）、钻叶紫菀（Aster subulatus）、三脉紫菀（Aster ageratoides）、苦苣菜（Sonchus oleraceus）、马兰（Kalimeris indica）；隶属7属，占总属的14.6%。唇形科和禾本科均有5种，莎草科有4种。豆科、伞形科、蔷薇科、百合科、卷百科各2种；漆树科、椴树科、败酱科、芸香科、鸢尾科、酢浆草科、报春花科、睡莲科、小檗科、爵床科、藤黄科、车前科、大戟科、金星蕨科、鳞毛蕨科、桑科、中国蕨科、毛茛科、鳞始蕨科各1属1种。草本层植物的重要值差异较大，重要值排名前三的分别是白茅（Imperata cylindrica），为8.014；江南卷柏，为7.897；芒（Miscanthus sinensis），为7.882。其次是第二阶段的，重要值在3～5，有6种，分别为鸡眼草（Kummerowia striata）、膨囊苔草（Carex lehmanii）、小蓬草（Conyza canadensis）、蝴蝶花(Iris japonica)、硬杆子草（Capillipedium assimile）、野地瓜（Ficus tikoua）。重要值在2～3的有8种物种，重要值在1～2的物种有16种，而重要值小于1的物种有19种，重要值最小的是积雪草，仅为0.501，在整个群落中仅有1株，分布最少，在群落中重要程度较低。

表5 南天竹群落草本层物种组成及重要值

续表5 南天竹群落草本层物种组成及重要值

2.5 群落物种多样性

物种多样性是群落内物种数目和各物种个体数的分配均匀度[19]。由表6可知：草本层物种丰富度为52，Shannon-Wiener指数（H）、Simpson指数（D）、Margalef指数（Ma）分别为3.358、0.947、8.640，而灌木层对应的指数分别为2.977、0.913、7.166，对照相关资料表明，该群落的物种多样性指数较高[20]。草本层的各多样性指数均比灌木层大，物种要相对灌木层较丰富[21]，灌木层的优势度物种地位更为突出。Pielou指数（J）也显示草本层较灌木层大，所以草本层植物分布更均匀。

表6 南天竹群落物种多样性指数

3 结论与讨论

植物的种类组成是植物群落最基本、最重要的特征之一，是群落形成的基础，是决定群落性质最重要的因素，也是鉴别不同群落类型的基本特征[22-23]。南天竹群落内共有植物93种，灌木层植物43种，隶属于26科34属，种类最多的科是蔷薇科植物，共计有6种，占整个区域灌木种类的14.3%。重要值最大的是南天竹，为13.395，是整个灌木层群落中唯一一个重要值大于10的物种，说明它是主要的建群种。草本层共有植物52种，分属28科、48属。优势科为菊科、唇形科、禾本科和莎草科，其中菊科所含种类最多，有9种植物，占所有草本植物种类的17.3%，草本层植物的重要值差异较大，重要值最大的是白茅（Imperata cylindrica），为8.014；重要值小于1的物种有19种，草本层的物种数目偏多，重要值整体偏小。草本层中有出现南天竹幼苗，但是数量较少，说明其天然更新能力不强。

群落内所有植物共45个科划分为4个分布区类型，79个属划分为12个分布类型。在45个科中，世界分布最多，为20科，占总科数的44.44%。在79属中，泛热带分布有18属，占总属数的22.78%，北温带分布有17属，占总属数的21.52%，世界分布有15属，占总属数的18.99%，热带属性的分布最多，达到45.56%。建群种所隶属的小糪科为北温带分布，南天竹属（Nandina）为东亚分布。

物种多样性不仅反映了组成群落的物种的丰富度和个体数目均匀程度，同时也反映了不同环境条件与群落之间的相互关系，是群落结构的重要特征[24]，本研究表明，草本层物种丰富度为52，Shannon- Wiener指数（H）、Simpson指数（D）、Margalef指数（Ma）分别为3.358、0.947、8.640，而灌木层对应的指数分别为2.977、0.913、7.166，Pielou指数（J）也显示草本层较灌木层大，所以草本层植物分布更均匀。草本层的各多样性指数均比灌木层大，物种要比灌木层物种丰富，但是灌木层的优势度物种地位更为突出。

此次野外调查结果显示，南天竹在野外自然的生长环境中，有生长在在山坡上、农用地里的，也有生长在石缝里的，石缝中的土壤极少，土层极薄，说明它能很好地适应于山地岩石之间，这对于喀斯特地区群落的早期演替可提供一个理论基础，对于贵州这样典型的喀斯特生态环境来说具有重要的生态意义。