南方鐵杉群落物種多樣性及喬木優勢種生態位初步研究

摘要：對黃桑坪自然保護區南方鐵杉群落的物種多樣性和喬木優勢種的生態位特征進行了研究，結果表明：（1）在南方鐵杉群落中喬木層優勢種比較明顯，灌木層比較均勻；（2）南方鐵杉的生態位寬度最大，與其它種的生態位相似性比例值較大，但生態位重疊值卻較小，說明南方鐵杉在種群中與其它喬木優勢種利用環境資源的相似程度較大，而與其它種的潛在競爭關系較小。

關鍵詞：南方鐵杉；生態位寬度；生態位重疊；相似性比例

中圖分類號：S791.17 文獻標識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2011.02.039

Primary Study on Species Diversity and Niche Characteristics of Dominant Tree Species in Tsuga tchekiangensis Community

XIE Qiong-zhong

（Hunan Province Suining County Dongshan Country Forestry Station，Suining， Hunan422619，China）

Abstract：The species diversity， niche， and niche properties in the Tsuga tchekiangensis community in Huang Sang Ping Nature Reserve Area were studied. The results showed that:(1) In the Tsuga tchekiangensis community， the dominance of the tree layer were the highest， and the shrub layer were evenness; (2) the niche breadth and the similarity proportionaty of Tsuga tchekiangensis were higher than those of other dominant species， but its niche overlapping was lower. Those results showed that the similarity degree of its using resource was higher but its potential competition was lower.

Key words: Tsuga tchekiangensis；niche breadth；niche overlapping；proportional similarity

南方鐵杉（Tsuga tchekiangensis）是中國特有的珍稀古老裸子植物。主要分布于中國南方的廣東、廣西、貴州、湖南等省，為中國特有的第三世紀殘遺樹種，被列為國家三級重點保護植物，具有很高的經濟和科研價值[1-2]。筆者對南方鐵杉物種多樣性及生態位進行初步的研究，為保護這一珍稀瀕危物種提供理論依據，同時為這一樹種的保護管理奠定理論基礎。

1研究區域環境概況

研究區域位于湖南省綏寧縣西南部的黃桑坪自然保護區，北緯24°55′，東經110°59 ′，黃桑坪自然保護區屬中亞熱帶季風濕潤氣候，溫度適中，四季分明，雨量充足，光照豐富，年均氣溫13.1 ℃，降水量1 337 mm。該地區土壤肥沃，成土母質為第4世紀紅壤，黃桑坪自然保護區基于優越的自然條件，孕育滋生了豐富的自然植被，共有種子植物128科413屬740種（含變種），南方鐵杉小團狀分布于該區域海拔550～650 m的山坡的中下部，分布面積近600 hm2。該樹種最大胸圍298 cm，高度近30 m。

2研究方法

2.1樣方設置

群落調查采用樣方法，選擇具有代表性的地段，共8個20 m×20 m的正方形喬木樣方，且在每個樣地內設置5個2 m×2 m灌木樣方和5個1 m×1 m草本樣方，分別調查它們的種名、高度、蓋度冠幅和基徑等 [3-5]。

2.2分析方法

2.2.1物種多樣性的計算喬木層重要值=（相對密度＋相對頻度＋相對優勢度）/300；灌木層和草本層重要值=（相對密度＋相對頻度＋相對蓋度）/300。

采用Patrick豐富度指數(R)、Simpson指數(D)、Shannon-Wiener指數(H)、Pielou均勻度(E)指數進行物種多樣性的計算，其表達式分別為：

R=S(S為物種豐富度)

Simpson指數：D=∑（pi）2

Shannon-Wiener指數：H=-∑pilnpi(pi 表示種i的個體數占群落總個體數的比例)

物種均勻度：E=H/lnS

2.2.2生態位寬度計測生態位寬度分別采用Levins(1968)和Hurlbert(1978)的生態位寬度計算公式[6-7]。其計算公式如下。

(1) Levins生態位寬度

r

B（sw）i=-∑=pijlogpij

j

式中，Bi為種i的Levins生態位寬度，pij為種i對第j個資源的利用占它對全部資源利用的頻

度，即pij=nij/Ni， ，nij為種i在資源j上的優勢度，值域為[0，logr]。

(2)Hurlbert生態位寬度計測：

Ba=(Bi-1)/(r-1)

式中，Ba為Hurlbert生態位寬度，， pij和r的含義同上，其值域[0，1]。

（3）生態位相似比例。其計算公式為：

式中，Cih表示物種i與h的相似程度，且Cih=Chi，域值為[0，1]，pij，phj分別為物種i與物種j在資源位上的百分率。

（4）生態位重疊。其計算公式為：

式中，B(l)i和B(l)h是種i的levins生態位寬度：

S為資源狀態總數；Lih和Lhi分別是i種對h種和h種對i種的生態位重疊，pij和phj分別是種i和種h第j個資源的利用率。Lih和Lhi有值域[0，1]。

3結果與分析

3.1物種多樣性分析

從表1的南方鐵杉群落的物種多樣性指數可以看出，南方鐵杉群落喬木層優勢種比較明顯，而灌木層則比較均勻[8-10]。

3.2 生態位寬度

用Levins和Hurlbert兩種計測生態位寬度的公式計算南方鐵杉群落喬木優勢種的生態位寬度（表2），其計算結果基本一致。在所有植物種中，南方鐵杉生態位寬度最大，為0.462 4。10種優勢種的生態位寬度按大小順序排列為：南方鐵杉＞楓香＞中華槭＞山梅花＞白樺＞山柳＞馬尾松＞香樟＞杉木＞高山柏。說明南方鐵杉在群落中占據很大的優勢，利用資源較為充分，具有較強的環境適應能力[11-12]。

3.3生態位相似性比例

南方鐵杉群落喬木優勢種生態位相似性比例計算結果表明（表3），南方鐵杉與其它9個種的生態位相似性比例較大，其值均在0.3以上，其中與楓香的生態位相似性比例最大，達0.626 8，說明南方鐵杉在種群中與其它喬木優勢種利用環境資源的相似性程度較大[13-16]。相似性比例分配格局為[10]：種間相似性比例＜0.2的占46.67%，在0.2～0.5之間的占22.22%，在0.5～0.9之間的占20.00%，＞0.9的占11.11%。

3.4生態位重疊

南方鐵杉群落喬木優勢種生態位重疊計算結果表明（表4），各種對間的生態位重疊值Lih值與Lhi值均小于0.4，反映了南方鐵杉與其它種的潛在競爭關系較小。馬尾松—香樟、馬尾松—高山柏、馬尾松—山柳、馬尾松—白樺、杉木—中華槭、杉木—山梅花、楓香—南方鐵杉等具有較大的生態位重疊，Lih、Lhi均在0.3以上，其原因是上述各種對具有相似的生物生態學特征，生態位相似性比例較高，對生境的要求比較接近，生態位重疊值較大[10，13]。生態位重疊分配格局特征表現為[10]：生態位重疊值＞0.1的占50.00%，在0.3～0.4的占28.89%，在0.1～0.2之間的占10.00%，在0.2～0.3之間的占11.11%。

4小結

（1）在南方鐵杉群落中喬木層優勢種比較明顯，灌木層比較均勻[8-10]。

（2）在南方鐵杉群落中，10種優勢種的生態位寬度B(sw)按大小順序排列為：南方鐵杉＞楓香＞中華槭＞山梅花＞白樺＞山柳＞馬尾松＞香樟＞杉木＞高山柏。說明南方鐵杉在群落中占據很大的優勢，利用資源較為充分，具有較強的環境適應能力。

（3）南方鐵杉與其它優勢種的生態位相似性比例值較大，生態位重疊值較小，說明南方鐵杉在群落中與其它喬木優勢種利用環境資源的相似程度較大，而與其它種的潛在競爭關系卻較小。

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