申家店林區早春不同生境植物群落多樣性分析

韓曉云郭鵬周亞星喬劉鳳至譚佳欣羅志文

(1.佳木斯大學生命科學學院，黑龍江 佳木斯 154007；2.佳木斯大學應用昆蟲研究所，黑龍江 佳木斯 154007)

植物是聯系空氣、水和土壤的重要環節，是生態系統中不可缺少的一部分，也是人類及其他生物的生存條件之一，因此，研究植物的變化可以進一步地了解生態系統的改變，也是人們研究自然規律變化的基礎[1-3]。生物多樣性指的是生物和由生物構成的系統的整體的多樣性和變異性，主要包括了生態系統多樣性、遺傳多樣性、景觀多樣性及物種多樣性等[4,5]。物種多樣性能夠決定生物多樣性是否豐富。物種多樣性指的是植物多樣性在物種水平上的表現方式。植物多樣性作為生態系統中重要的組成部分，以植物本身作為主體，來研究植物內部、物種間的多樣性。Sukopp等研究了植物多樣性的變化和植被種類兩者之間的關系，及其對人類活動造成的影響[6]；陳旭等調查了四川白水河自然保護區的植物群落的組成及其優勢種[7]；張辛陽等調查和分析了沉湖濕地自然保護區的植物資源[8]。但由于環境的不斷變化，植物在不同的地理位置就會有不同的分布與組成，形成了非常有特點的地域特色。同時，由于人類的過度開發與污染，以及引進的外來物種，使許多植物走向了瀕危甚至是滅絕的境地，破壞了物種的多樣性。因此研究植物的多樣性是非常重要的一項工作。

早春植物既是能夠在早春完成發育周期的植物，這類植物耐寒性比較強，發育周期很短；也是在早春時期開花但整個生長周期比較長的植物。對于申家店林區來說，早春時溫度仍然很低，生長環境比較艱苦，早春植物能夠正常的進行生長發育，至于后續的生長情況與環境及植物本身有關。

申家店林區位于佳木斯市東部，位于老平崗林場周邊，林區具有優越的自然環境，孕育著非常豐富的植物資源。在自然界中，昆蟲與植物間協同進化，互利共生，植物作為食物鏈的生產者，為動物提供能量來源，是食物網中不可或缺的組成部分[9]；申家店林區人工林與天然林混合分布，每年的夏末秋初，林區內分布著大量的大型真菌，其中大部分保留著比較原始的生活狀態[10]。調查小組通過野外隨機取樣方法、采集制作標本等方法，調查與分析了林區植物資源的多樣性，并確定林區早春植物的優勢種，對不同生境的的相似度指數進行分析，可以為申家店林區的昆蟲多樣性的調查、野生大型真菌的研究提供基礎數據。

1 研究地自然概況與調查方法

1.1 研究地自然概況

申家店林區位于樺川縣西南部，老平崗林場周邊，其森林覆被率約74%，林地面積6681hm2。申家店林區中人工林與天然森林混合分布，具有不同的環境類型。土壤為暗棕壤，也分布著黑色草甸土，非常適宜野生植物的自然生長。申家店距離城區較遠，人為破壞較少，因此保存著非常豐富的植物資源。

1.2 調查方法

調查小組于2022年5—6月，采用觀察法、樣方法、標本采集與制作等方法對5種不同生境的植物的多樣性進行調查，不同的生境為針葉林、灌叢、草甸、闊葉林及針闊混交林，比較5種生境內植物的種類和數量的分布情況。在申家店林區每個生境內設置4個1m×1m的標本樣方，同時對其進行GPS定位。統計并記錄樣方內植物的種類及數量，并確定其中的優勢種。對于野外難以鑒定或者易混淆的植物，將其帶回實驗室，參考相關文獻或工具書[11-19]等進行鑒定。對于比較完整的植物，可以制作成標本，并觀察植物的形態等特征。

1.3 數據統計與處理

1.3.1 群落多樣性指數(H)

根據Shannon-Wiener多樣性指數公式：

H′=-∑PilnPi

式中，Pi為重要值(Pi=Ni/N)；Ni為第i種的個體數；N為群落中總的個數。

1.3.2 優勢度指數(D)

根據Berger-Parker優勢度指數公式：

D=Nmax/Nt

式中，Nmax為優勢種種群數量；Nt為全部種的種群數量之和。

1.3.3 優勢種確定

各個生境物種的個體數量≥25[20]。

1.3.4 均勻度指數(J)

根據Pielou均勻度指數公式：

J=H′/lnS

式中，H′為Shannon-Wiener多樣性指數；S為物種數。

1.3.5 群落相似度(q)

采用Jaccard相似性系數公式進行計算，計算公式：

q=c/(a+b+c)

式中，a為A樣地的物種數；b為B樣地的物種數；c為2個樣地共有的物種數。

采用SPSS 14.0和DPS 7.05等統計軟件進行數據的處理與分析。

2 結果與分析

2.1 申家店林區早春植物種類與數量

通過調查及資料的整理，在申家店林區不同生境設置的標準樣方內觀察并記錄植物38種，分別隸屬于22科36屬，見表1，其中菊科占比最大，為22.7%，其次是豆科為18.2%。植物的優勢種包括問荊、灰綠藜、薺菜、車前、小玉竹、粗根鳶尾、披堿草、草地早熟禾，屬于7科8屬，這些優勢種分布在針葉林、灌叢、草甸、闊葉林及針闊混交林不同的生境下，不僅為昆蟲提供了棲息和繁殖的環境，也為野生的大型真菌提供了適宜的生長空間。

表1 申家店林區不同生境中植物數量表

2.2 申家店林區早春不同生境植物花果期及應用價值

表2 申家店林區不同生境中植物花果期及應用價值

對觀察到的申家店林區早春不同生境中植物的生長環境、花期、果期及其應用價值進行了整理，表明申家店的植物種類較多，大多數植物具有藥用價值，但是對其更加深入的研究仍需進一步的探討。

2.3 申家店林區早春不同生境植物多樣性分析

由表3可知，物種多樣性指數(H)的大小順序為闊葉林>灌叢>草甸>針葉林>針闊混交林，闊葉林生境植物種類豐富，人為干擾較少。均勻度指數(J)的大小順序為草甸>闊葉林>灌叢>針葉林>針闊混交林，草甸生境以禾本科植物為主，有少量的草花分布其中。優勢度指數(D)的大小順序為闊葉林>灌叢>草甸>針葉林>針闊混交林。

表3 申家店林區不同生境植物群落多樣性比較

2.4 申家店林區早春不同生境植物相似度比較

本研究采用Jaccard相似性系數對申家店林場早春不同生境的野生植物進行相似度比較，見表4。可以看出，草甸與闊葉林的相似度最高，2種生境的植物種類比較相近，闊葉林與針闊混交林的相似度最低。

表4 申家店林區不同生境植物相似度比較

3 研究展望

申家店位于黑龍江省的東部，早春回暖較晚，4月中旬以后才有植物陸續開花、抽葉，早春植物的種類少，數量也不多，部分植物是先花后葉，木本植物以楊樹、樟子松、糖槭、榆樹等為主，部分草本植物可以入藥，草材的儲量較大。后續團隊要重點進行野生植物資源調查與引種開發，進行有價值植物的組織培養與藥用成分提取、分離與應用等方面的研究，發展北藥開發產業。