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湖南省辰溪县古树群特征与分级研究

2024-03-06陶德树

湖南林业科技 2024年1期
关键词:辰溪县枫香树阔叶林

向 东,陶德树

(1.怀化市林业局,湖南 怀化 418000; 2.怀化市林业调查设计院,湖南 怀化 418000)

我国对古树群的研究从20世纪80年代就已经开始了[1-3]。早期的研究偏重于现状调查和群落结构分析[4]。21世纪以来国家开展了多次古树名木调查(包括古树群),各地也因不同需求进行过不同规模的调查,相关数据、资料日渐丰富,研究向纵深和广度发展,古树群的生物多样性和保护利用成为新的研究方向[5-7],研究深度不断加强[8-10]。不过,在当今国家大力开展乡村振兴的新形势下,整体研究古树群综合利用价值并进行评估和分级的报道还不多见。

在我国浙江、福建、广东和广西等沿海省份,古树群通常都是风水林[11]。湖南省辰溪县的古树群本质上属于“风水林”范畴[12],如果不是受到当地居民当风水林崇拜和悉心保护,也难以保留至今。但因历史文化和地域差异,湘西南多为苗、侗、土家等少数民族聚居区,民风民俗以祭拜祖先和祈福活动多,虽有以树为图腾、常在大树下唱傩戏跳傩舞的习俗[13],但对于“风水林”的理解较简单,多为求树神保佑安康快乐,与沿海粤桂闽浙的“风水林”有本质的区别[14]。因此,仍称“古树群”而不称“风水林”。

作者多年从事林业调查和国有林场管理工作,长期研究怀化市的树木分类,过程中了解到辰溪县古树资源丰富,于是对其产生了研究兴趣。近年恰逢国家对生物多样性高度重视,怀化市也以生态立市。作者希望研究成果能对当地的生物多样性研究和保护提供基础数据和思路,也希望通过古树群分级研究,能从中为辰溪县挑选出几个适合开展乡村生态旅游的古树群,为乡村振兴出一份力。

1 研究区概况

辰溪县位于湖南省怀化市北部、沅江中游,地理位置为109°54′32″—110°32′19″E 、 27°53′25″—28°13′10″N。辰溪县属中亚热带季风湿润气候,温和多雨,四季分明,植被以亚热带常绿阔叶林为主。年平均气温16.5~17.9℃,年均降雨量1 328.4 mm,空气湿度大,具有四季分明、热量丰富、无霜期长的特点。全县森林资源丰富,植物、植被种类繁多,林地面积1 261 km2,森林蓄积量421万m3,森林覆盖率58.87%,是湖南省重要油茶基地县[15]。

2 材料与方法

2.1 研究材料

在2016—2018年辰溪县古树名木调查基础上,多方收集资料。2021—2022年对辰溪县的古树群进行了全面调查,共走访、踏查79个古树群,对44个古树群进行每木检尺。本文以详查的44个古树群为研究对象。

2.2 研究方法

对实地踏查的古树群,根据树种结构、生活型、交通、人文、景观等因子进行初步评判,舍去价值低的,对价值较高的进行详细调查。因古树年龄测定在技术层面暂时难以解决,因此树龄仅通过估测进行记录。调查的44个古树群的古树中,对胸径≥30.0 cm以上的硬阔、≥50.0 cm以上的中阔(含软阔,但软阔树种长成古树的极少)进行每木调查,确认树种,测量胸径和树高[16-18],记录古树群地理位置和生境等信息。然后进入村寨访问居民,了解民风民俗、历史传统、村居环境、交通状况、开发利用现状及潜力等情况。

内业阶段利用Excel 2019软件中的数据透视表对调查数据进行统计和汇总,分析古树群结构和特征以及古树的数量分布、胸径和树高结构、树种科属种构成和植被类型等;计算群落特征指标,包括树种重要值和古树群生物多样性指数等;根据调查结果和影像资料,设计“辰溪县古树群评分调查表”,发放给熟悉情况的调查员和县内该领域专家,对古树群打分,计算每个古树群的综合分值,划分古树群等级。打分因子主要有5项。其中,生态价值包括树种、保护级别、数量、胸径、树高、树形、季相等;人文价值包括历史文化背景、少数民族特色、村寨典故、乡风民俗等;建筑民居包括居民住房样式、格局、特色、历史渊源等;交通条件包括公路等级、距县城和乡镇政府驻地距离、高速、国道、省道、铁路、高铁等;利用潜能及现状包括已经实施的开发或规划,利用的有利条件和限制因素等。分数采取5分制,以上5项每项满分5.00分,综合分值为5项的平均数。调查人员和专家填表打分,统计人员计算每个古树群的分值,汇总后分级:4.00(含)~5.00(含)分定为Ⅰ级,3.00(含)~4.00分定为Ⅱ级,2.00(含)~3.00分定为Ⅲ级。

2.3 指标计算方法

(1)重要值计算公式[19-20]

相对多度(AR)=(某一树种株数/全部树种总株数)×100%

(1)

相对频度(FR)=(某一树种在古树群出现的频度/所有树种的频度总和)×100%

(2)

相对显著度(DR)=(某个树种的胸高断面积/全部树种胸高断面积的总和)×100%

(3)

重要值(VI)=相对多度(AR)+相对频度(FR)+相对显著度(DR)

(4)

(2)生物多样性指标计算公式如下[19-21]:

物种丰富度指数(S),即调查树种种数。

Shannon-Wiener指数(H):

H=-∑Pi·ln(Pi)

(5)

式中:H为Shannon-Wiener指数;Pi是第i树种株数(Ni)占所有树种株数(N)的比例。

Simpson指数(D):

D=1-∑[Ni(Ni-1)]/[N(N-1)]

(6)

式中:D为Simpson指数;N为树种总株数;Ni为第i个树种株数。

Pielou均匀度指数(J):

J=H/lnS

(7)

式中:H为Shannon-Wiener 指数;S为树种数,即物种丰富度指数。

种间相遇率指数(PIE):

PIE=∑(Ni/N)[(N-Ni)/(N-1)]

(8)

式中:PIE为种间相遇率指数;N为树种总株数;Ni第i个树种株数。

3 结果与分析

3.1 古树群概况和分级

3.1.1 古树群概况

调查古树群44个,检尺古树2 258株,隶属23科41属49种。从表1可知,辰溪县古树群植被类型有27个落叶阔叶林、9个常绿针叶林、8个常绿阔叶林,三种类型占古树群总数比分别是:61.36%、20.46%、18.18%,分布在辰溪县13个乡镇33个村。古树群所在村为“湖南省传统村落”的有5个:仙人湾乡布村、上蒲溪乡宝树坪村、长田湾乡雷家坡村、上蒲溪乡五宝田村、仙人湾乡光明堂村。数据显示古树群类型较丰富,均匀散布在县境内,与“湖南省传统村落”关系密切。

3.1.2 古树群分级

根据前文所述的5项因子对群落进行评分、分级,表1是辰溪县古树群综合评分排序表,结合考虑古树群是否在“湖南省传统村落”内,综合判定古树群的利用价值分值,结果是:3个古树群评为Ⅰ级,占古树群总数的6.82%;34个古树群评为Ⅱ级,占古树群总数的77.27%;7个古树群评为Ⅲ级,占古树群总数的15.91%。

分值靠前的古树群是辰溪县秀美乡村建设、乡村振兴的物质基础。如何规划、如何与县域、市域内其他旅游资源整合是关键[22]。这些古树群有的已经进行了开发,有的进行了规划,有的则还未为人所识。将辰溪县的古树群纳入全县整体发展规划,合理地利用是造福于民的好事。

表1 辰溪县古树群基本情况统计表Tab.1 The basic situation of ancient trees in Chenxi County序号群落名称主要树种拉丁名株数/株植被类型传统村落综合分值保护级别群落等级1辰溪县仙人湾乡布村村部枫香树Liquidambar formosana14落叶阔叶林是4.16 Ⅰ2辰溪县上蒲溪乡宝树坪村宝树坪枫香树Liquidambar formosana6落叶阔叶林是4.02 Ⅰ3辰溪县长田湾乡雷家坡村老井口栓皮栎Quercus variabilis102落叶阔叶林是4.00 Ⅰ4辰溪县黄溪口镇双溪村枫杨Pterocarya stenoptera20落叶阔叶林3.96 Ⅱ5辰溪县上蒲溪乡五宝田村五宝田乌桕Sapium sebiferum6落叶阔叶林是3.96 Ⅱ6辰溪县仙人湾乡扎龙山村松里青冈Cyclobalanopsis glauca34常绿阔叶林3.90 Ⅱ7辰溪县田湾镇葛里村牛马坨闽楠Phoebe bournei 34常绿阔叶林3.84 二级Ⅱ8辰溪县长田湾乡老屋台村牛洞坪马尾松Pinus massoniana141常绿针叶林3.82 Ⅱ9辰溪县长田湾乡老屋台村老屋台枫香树Liquidambar formosana49落叶阔叶林3.74 Ⅱ10辰溪县仙人岩林场场部银杏Ginkgo biloba9落叶阔叶林3.68 一级Ⅱ11辰溪县长田湾乡老屋台村枫香坪马尾松Pinus massoniana22常绿针叶林3.68 Ⅱ12辰溪县罗子山乡玉虎岭村龙脉山马尾松Pinus massoniana800常绿针叶林3.64 Ⅱ13辰溪县仙人湾乡光明堂村板栗Castanea mollissima37落叶阔叶林是3.62 Ⅱ14辰溪县仙人岩林场农林村梨木坨麻栎Quercus acutissima 85落叶阔叶林3.62 Ⅱ15辰溪县田湾镇金坪村1组桐木溪枫香树Liquidambar formosana49落叶阔叶林3.60 Ⅱ16辰溪县长田湾乡雷家坡村枫香树Liquidambar formosana19落叶阔叶林是3.56 Ⅱ17辰溪县长田湾乡雷家坡村杀人洞马尾松Pinus massoniana95常绿针叶林是3.56 Ⅱ18辰溪县长田湾乡岩桥坪村上湾黄连木Pistacia chinensis39落叶阔叶林3.56 Ⅱ19辰溪县苏木溪乡苏木溪村半坡田马尾松Pinus massoniana68常绿针叶林3.44 Ⅱ20辰溪县长田湾乡雷家坡村尖栗山锥栗Castanea henryii39落叶阔叶林是3.42 Ⅱ21辰溪县上蒲溪乡中上蒲溪下蒲溪枫香树Liquidambar formosana10落叶阔叶林3.40 Ⅱ22辰溪县孝坪镇双水村洞头枫香树Liquidambar formosana14落叶阔叶林3.38 Ⅱ23辰溪县长田湾乡水路坪村黄连木Pistacia chinensis14落叶阔叶林3.34 Ⅱ24辰溪县上蒲溪乡上蒲溪村青冈Cyclobalanopsis glauca24常绿阔叶林3.32 Ⅱ25辰溪县苏木溪乡平顶村鲁家冲马尾松Pinus massoniana147常绿针叶林3.32 Ⅱ26辰溪县仙人湾乡团坡村青冈Cyclobalanopsis glauca18常绿阔叶林3.28 Ⅱ27辰溪县孝坪镇米家溪村米家溪女贞Ligustrum lucidum18常绿阔叶林3.26 Ⅱ28辰溪县仙人湾乡溪台村青木坨栓皮栎Quercus variabilis14落叶阔叶林3.24 Ⅱ29辰溪县船溪乡厂坪村木坳枫香树Liquidambar formosana23落叶阔叶林3.18 Ⅱ30辰溪县仙人湾乡坪家村龙头坪枫香树Liquidambar formosana20落叶阔叶林3.16 Ⅱ31辰溪县仙人湾乡扎龙山村布拉坪槐Styphnolobium japonicum12落叶阔叶林3.16 Ⅱ32辰溪县仙人湾乡罗家坪村马王井栓皮栎Quercus variabilis30落叶阔叶林3.14 Ⅱ33辰溪县修溪镇斋家塘村石家塘枫香树Liquidambar formosana26落叶阔叶林3.14 Ⅱ34辰溪县桥头溪乡楠木山村2组黑壳楠Lindera megaphylla13常绿阔叶林3.06 Ⅱ35辰溪县田湾镇金坪村8组银杏Ginkgo biloba7落叶阔叶林3.04 一级Ⅱ36辰溪县长田湾乡岩落村8组塘田马尾松Pinus massoniana6常绿针叶林3.04 Ⅱ37辰溪县罗子山乡罗峰村羊秋田南方红豆杉Taxus wallichiana var. mairei12常绿针叶林3.00 一级Ⅱ38辰溪县修溪镇斋家塘村土儿堂枫香树Liquidambar formosana12落叶阔叶林2.98 Ⅲ39辰溪县田湾镇葛里村戴家闽楠Phoebe bournei 20常绿阔叶林2.90 二级Ⅲ40辰溪县仙人湾乡溪台村早禾岭刺楸Kalopanax septemlobus 9落叶阔叶林2.88 Ⅲ41辰溪县仙人湾乡炮台村老屋院子黄连木Pistacia chinensis10落叶阔叶林2.84 Ⅲ42辰溪县上蒲溪乡宝树坪村金山坡苦槠Castanopsis sclerophylla7常绿阔叶林2.74 Ⅲ43辰溪县龙头庵乡枣子村枫香树Liquidambar formosana11落叶阔叶林2.72 Ⅲ44辰溪县上蒲溪乡六屋场村半界马尾松Pinus massoniana113常绿针叶林2.72 Ⅲ合计2 258

3.2 古树群群落结构

3.2.1 古树群树种结构

表1群落优势树种中包含银杏、南方红豆杉、马尾松、闽楠、枫香树、乌桕、锥栗、板栗、栓皮栎、麻栎、青冈、苦槠、女贞、刺楸、黄连木、槐树、黑壳楠、枫杨等18个树种。另外古树群中还有:朴树(Celtissinensis)、 白栎(Quercusfabri)、 细叶青冈(Quercusshennongii)、柏木(Cupressusfunebris)、 大叶榉树(Zelkovaschneideriana, 国家二级保护树种)、光皮梾木(Cornuswilsoniana)、 黄檀(Dalbergiahupeana)、木荷(Schimasuperba)、糙叶树(Aphanantheaspera)、石楠(Photiniaserratifolia)、 利川润楠(Machiluslichuanensis)、钩栲(Castanopsistibetana)、柞木(Xylosmacongesta)、 桂花(Osmanthusfragrans)、柿(Diospyroskaki)、香槐(Cladrastiswilsonii)、湘楠(Phoebehunanensis)、小红栲(Castanopsiscarlesii)、榔榆(Ulmusparvifolia)、圆柏(Juniperuschinensis)、紫弹朴(Celtisbiondii)、毛豹皮樟(Litseacoreanavar.lanuginosa)、冬青(Ilexchinensis)、 豆梨(Pyruscalleryana)、椴树(Tiliatuan)、杭州榆(Ulmuschangii)、湖南山核桃(Caryahunanensis)、杉木(Cunninghamialanceolata)、四照花(Cornuskousasubsp.chinensis)、 川桂(Cinnamomumwilsonii, 湖南省地方重点保护树种)、 香果树(Emmenopteryshenryi, 国家二级保护树种)等31个树种。

辰溪县古树群共有49种2 258株古树。其中国家一级重点保护野生植物2种32株,分别是南方红豆杉6株、银杏26株;国家二级重点保护野生植物3种51株,分别是香果树1株、大叶榉12株、闽楠38株;湖南省地方重点保护野生植物1种1株,即川桂1株[23-24]。古树群有国家级保护树种5种83株,湖南省地方重点保护树种1种1株,共计保护树种6种84株,隶属5科6属,占总株数比例为3.71%,占比不高,说明辰溪县古树群重要树种种类和数量都相对较少。

按照优势树种统计,构成辰溪县古树群最多的树种是枫香和马尾松,共有20个古树群,占总数的45.45%。形成辰溪县原生森林状态的古树群优势科是壳斗科、漆树科和樟科,分别有10个、3个和3个。壳斗科和樟科树种成为南方顶级群落建群种,符合亚热带森林植被的自然演替规律[19-20]。而金缕梅科的枫香则是当地居民的图腾树种,因此数量很多。马尾松古树群多达8个,属于辰溪特有现象。详见表2。

表2 辰溪县古树群优势树种统计表Tab.2 Dominant tree species of ancient tree groups in Chenxi County优势树种 科名拉丁名所在古树群数/个比例/%枫香树金缕梅科Hamamelidaceae1227.27 马尾松松科Pinaceae818.18 黄连木漆树科Anacardiaceae36.82 青冈壳斗科Fagaceae36.82 栓皮栎壳斗科Fagaceae36.82 闽楠樟科Lauraceae24.55 银杏银杏科Ginkgoaceae24.55 板栗壳斗科Fagaceae12.27 刺楸五加科Araliaceae12.27 枫杨胡桃科Juglandaceae12.27 黑壳楠樟科Lauraceae12.27 槐豆科Fabaceae12.27 苦槠壳斗科Fagaceae12.27 麻栎壳斗科Fagaceae12.27 南方红豆杉红豆杉科Taxaceae12.27 女贞木犀科Oleaceae12.27 乌桕大戟科Euphorbiaceae12.27 锥栗壳斗科Fagaceae12.27 合计44100.00

古树群数量最多的10个树种是:马尾松(1 332株、 58.99%)、 枫香树(247株、 10.94%)、 栓皮栎(96株、 4.25%)、 麻栎(85株、 3.76%)、 青冈(76株、 3.37%)、 黄连木(62株、 2.75%)、 闽楠(38株、 1.68%)、 朴树(35株、 1.55%)、 银杏(26株、 1.15%)和白栎(24株、 1.06%),有古树2 021株,占总株数的89.50%,隶属7科9属。其余39种237株,占总株数的10.50%,隶属16科32属。数据显示,古树群群落稳定后,建群树种除马尾松和枫香树外,主要是栓皮栎、麻栎和青冈等壳斗科树种以及漆树科的黄连木等。

49种古树隶属23科,数量最多的10个科分别是:松科(1 332株,58.99%)、壳斗科(359株, 15.90%)、金缕梅科(247株,10.94%)、漆树科(62株,2.75%)、榆科(59株,2.61%)、樟科(55株,2.44%)、银杏科(26株,1.15%)、木犀科(22株,0.97%)、豆科(18株,0.80%)和柏科(15株,0.66%),每科株数均在10株以上,10科有古树2 195株,占总株数的97.21%,前3科即占总株数的85.83%,优势明显。单科单种有4科。

49种古树隶属23科41属,数量最多的10个属是:松属(Pinaceae,1 332株,58.99%)、枫香树属(Liquidambar,247株,10.94%)、栎属(Quercus,205株,9.08%)、青冈属(Cyclobalanopsis,98株,4.34%)、黄连木属(Pistacia,62株,2.75%)、楠属(Phoebe,40株,1.77%)、朴属(Celtis,37株,1.64%)、栗属(Castanea,34株,1.51%)、银杏属(Ginkgo,26株,1.15%)、锥属(Castanopsis,20株,0.89%)。10属分属于7科,有古树2 101株,占总株数的93.05%;前3属1 784株,即占总株数的79.01%,优势明显;单种属9个,属的数量较丰富。

3.2.2 古树群树种构成特点

(1)数量最多的树种是马尾松,计1 332株,占总株数的58.99%。马尾松古树多是辰溪县古树群树种最大特色,原因是辰溪县罗子山瑶族乡玉虎岭村后山脊有一条被完整保护的长约3 km、平均树龄160 a、数量超过1 400株的马尾松林,当地人称“龙脉松”,自清代以来被重点保护。这次调查选取胸径65.0 cm以上的检尺800株。另外上蒲溪乡、苏木溪乡和长田湾乡居民也有类似保护马尾松林的传统,3乡均有超过100株的马尾松古树群。以上古树群形态接近森林,与传统意义上的古树群差异明显。但因马尾松是怀化市最重要的乡土用材树种之一(另一种是杉木),在经营木材为主的年代,马尾松大树几乎被采伐殆尽。辰溪县保留了壮观的马尾松古树群,在怀化市绝无仅有。因此,将这几片马尾松林作为古树群进行研究很有意义。

(2)枫香树数量优势明显。枫香树是怀化市已调查古树群里数量最多的树种。辰溪县除马尾松外,枫香树依然占据优势地位,共247株,占总株数的10.94%。

(3)壳斗科、樟科和榆科树种是古树群形成顶级群落后的主要建群树种。辰溪县的突出特色是壳斗科的栓皮栎和麻栎数量多,分别有96株和85株,占总株数的4.25%和3.76%,这个现象在怀化市为辰溪县独有。栓皮栎和麻栎生长于石灰岩区,能形成长期稳定的古树群,为今后石漠化区造林树种选择提供了种质资源参考。

(4)怀化市其他县古树群常见的樟树和赤皮青冈,调查中1株也没发现。经事后多次调查访问和深入分析,一直没找到令人信服的理由,期待其他林业人继续深入研究,找出原因。

3.2.3 古树群胸径、树高结构

分三个区间调查古树胸径:30.0~99.9 cm、100.0~149.9 cm、≥150.0 cm,各区间分别有2 225、30、3株,占总株数的比例分别为98.54%、1.33%、0.13%。古树胸径以30.0~99.9 cm区间为主,原因与古树群所处立地条件有关。辰溪县多石灰岩区,土壤瘠薄,特别是蓄水性能差,因此古树长得不高壮。当然,也为古树继续成长留下空间。

分四个区间统计古树树高:<15.0 m、15.0~19.9 m、20.0~24.9 m、≥25.0 m。古树树高以15.0~19.9 m区间为主,共1 530株,占总株数的67.76%。20.0 m以下的高度在古树里不算高,也是受制于石灰岩区的立地条件,树高与胸径呈正相关关系,同样偏小。在立地条件较差的前提下,这个高度稳定性较好,不易遭受风、雪、雷等自然灾害的损伤。

3.3 古树群特征指标和生物多样性指数

3.3.1 古树群特征指标重要值

以调查数据为基础,根据公式对各树种重要值指标进行计算,结果见表3。重要值较高的树种是马尾松、枫香树、黄连木、栓皮栎、青冈和朴树,重要值分别为67.84%、25.57%、14.53%、12.14%、11.14%和11.06%,均超过了10%,与树种的数量(马尾松和枫香树的相对多度分别为58.99%和10.94%)及出现的频率(重要值10%以上的树种相对频度均在5%以上)呈高度正相关,充分显示这些树种在古树群中的数量优势。在不同古树群中出现的次数较多,且重要值高的树种在古树群构成中地位重要,是经过时间检验的重要乡土树种。

3.3.2 生物多样性指数与分析

计算古树群树种丰富度指数S、Shannon-Wiener指数H、Simpson指数D、Pielou指数J和种间相遇率指数PIE等。根据调查数据统计可知,辰溪县古树群的物种丰富度指数S为49、Shannon-Wiener指数H为1.834 5、Simpson指数D为0.633 9、Pielou均匀度指数J为0.471 4、种间相遇率指数PIE为0.633 9。

表3 辰溪县古树群树种重要值计算表Tab.3 Calculation of important value of ancient trees in Chenxi County树种株数/株群落数/个胸高断面积/m2平均胸径/cm相对多度/%相对频度/%相对显著度/%重要值IV/%马尾松1 332140.299 0 61.70 58.99 6.67 2.18 67.84 枫香树247250.374 1 69.02 10.94 11.90 2.73 25.57 黄连木62200.310 4 62.87 2.75 9.52 2.26 14.53 栓皮栎96120.298 9 61.69 4.25 5.71 2.18 12.14 青冈76120.283 0 60.03 3.37 5.71 2.06 11.14 朴树35160.259 5 57.49 1.55 7.62 1.89 11.06 白栎24100.399 6 71.33 1.06 4.76 2.91 8.74 银杏2670.546 1 83.38 1.15 3.33 3.98 8.46 槐640.713 8 95.33 0.27 1.90 5.20 7.37 麻栎8540.109 6 37.36 3.76 1.90 0.80 6.47 柏木1380.207 4 51.38 0.58 3.81 1.51 5.90 女贞2050.352 6 67.00 0.89 2.38 2.57 5.84 杭州榆110.723 8 96.00 0.04 0.48 5.28 5.80 钩栲430.554 2 84.00 0.18 1.43 4.04 5.64 桂花210.608 2 88.00 0.09 0.48 4.43 5.00 细叶青冈2240.252 7 56.73 0.97 1.90 1.84 4.72 苦槠1630.347 3 66.50 0.71 1.43 2.53 4.67 板栗1840.262 2 57.78 0.80 1.90 1.91 4.61 光皮梾木1050.222 3 53.20 0.44 2.38 1.62 4.44 乌桕930.351 4 66.89 0.40 1.43 2.56 4.39 其他29种154496.244 6 6.82 23.33 45.51 75.67 合计2 25821013.720 6 100.00 100.00 100.00 300.00

重要值和生物多样性指数计算结果显示,古树群重要值最高的10个树种分别为马尾松、枫香树、黄连木、栓皮栎、青冈、朴树、白栎、银杏、槐树和麻栎,重要值均在6%以上,充分说明了这些树种的重要性和主导地位,与前述古树组成和分析结果相吻合。

古树群的物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou均匀度指数、种间相遇率指数中,除物种较丰富外,其他值不是特别高。说明辰溪县古树群具有较丰富的树种和数量优势,但稀有树种不多,且分布不太均匀,种间相遇机率不高。原因主要有:一是马尾松树种是特例。一个树种虽只有几个群,但总株数过多,计算生物多样性指数时影响了计算结果。比如在计算Simpson指数时,马尾松一个树种将指数拉低了0.347 9。二是因古树群是成熟林,人为破坏极少,古树自由生长不受其他因素影响,树木长势良好,树高相对较高,受光面积好,建群树种生态优势高,如马尾松、枫香树、麻栎等树种。群落结构一旦稳定,就具有极强的竞争优势,其他树种很难进入。从调查情况看,古树群形成稳定的群落后,因优势古树的强势地位,其他树种都很难进入。相较顶极群落形成前的森林演替阶段,物种数量较少,导致古树种间相遇机率和均匀度都偏低。

4 结论与讨论

辰溪县的古树群资源丰富,调查了44个古树群49种2 258株古树,隶属23科41属,以松科(58.99%)、壳斗科(15.90%)、金缕梅科(10.94%)3科树种为主,占总数的85.83%。单科单种的有4科,即冬青科、椴树科、茜草科和杉科,占23科的17.39%;单属单种的有9属,即冬青属、椴属、山核桃属、香果树属、梨属、四照花属、杉木属、木姜子属和樟属,占41属的21.95%。数据显示出辰溪县古树群树种构成具有比较典型的南方森林群落特征,即建群种以壳斗科树种为主,除马尾松较特殊外,枫香树、栓皮栎、麻栎和青冈等树种是构成古树群的重要建群树种,亚热带森林植被特点明显。

古树群古树胸径以30.0~99.9 cm为主,平均胸径最大的树种(统计数量10株以上)为银杏(83.4 cm)、 白栎(71.3 cm)和枫香树(69.0 cm);单株胸径最大的树种是银杏,胸径174.0 cm。古树树高以15.0~19.9 m为主,平均树高最高的树种是木荷(23.0 m)、 柿树(21.5 m)、 银杏(20.1 m),都超过了20 m,单株最高的树种是银杏和枫香树,均高达30.0 m。

研究中发现古树群分级较难找到科学、合理、实用的方法。如以量化标准取舍太死板,设定的因子常与实际情况相去甚远。比如景观因子等,不到现场,不经过反复衡量和对比,仅用数据得出的结论常不可靠。但如果以主观因子进行评级,又会因为个人的经历、水平、审美观等不同而难以对古树群作出为大众所接受的评价,甚至会因为家乡情结而影响到评价的客观性和公正性。因此,古树群的价值评估和分级有待深入研究。

辰溪县古树群生物多样性指数整体偏低,原因有:一是受马尾松树种的影响。调查的马尾松古树群基本是森林,数量庞大,与传统的群落不太相符,是个特例,影响多项生物多样性指数,比如降低Simpson指数。研究者考虑怀化市已经很少有马尾松古树群存在,该树种又是传统的优良乡土用材树种,且景观多有可取之处,因此将之纳入研究,期待能有新的发现。二是古树群的重要价值是以稳定性见长,包括生态习性稳定、群落景观稳定等,而生物多样性丰富不是古树群的最大优势。这点与前人的研究结论颇有不一致的地方,希望以后能研究出更多确定的结论。

古树群是传统乡村的外在特征,充分体现了森林生物多样性,生态作用和景观作用巨大。古树群是当地不可多得的自然、半自然森林资源,分析群落结构,尤其是树种组成规律,可以为选择植被恢复所需的植物种类及探索树种搭配模式提供依据。辰溪县古树群的树种是石炭岩地区的代表性乡土树种,彼此之间以及与环境间经过长期的相互作用形成稳定的群落结构。这些树种可为当地生物多样性研究和保护利用提供参考与借鉴。

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