平潭沿海防護(hù)林生物多樣性研究

林捷,聶森,潘自寶,尤龍輝,楊鋒,陳杰,黃石德,張尚炬

(1.福建省林業(yè)科學(xué)研究院,福建 福州350012;2.平潭國(guó)有防護(hù)林場(chǎng),福建 福州350400)

沿海防護(hù)林是沿海地區(qū)陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,是我國(guó)的林業(yè)重點(diǎn)生態(tài)工程之一,同時(shí)也是福建省生態(tài)公益林的重要組成部分。福建省森林資源管理總站決定在平潭縣開展以木麻黃為重點(diǎn)的沿海防護(hù)林生態(tài)效益定點(diǎn)監(jiān)測(cè),以點(diǎn)帶面研究核算全省沿海防護(hù)林的生態(tài)價(jià)值量。研究可提升沿海防護(hù)林對(duì)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)安全的屏障作用,為生態(tài)公益補(bǔ)償機(jī)制提供技術(shù)支持。

植物群落物種多樣性主要指植物群落在組成、結(jié)構(gòu)、功能和動(dòng)態(tài)方面的多樣化程度。物種多樣性是對(duì)一個(gè)群落的結(jié)構(gòu)和功能復(fù)雜性的度量,是群落組織水平的重要生態(tài)學(xué)特征之一。平潭沿海防護(hù)林基干林帶垂直距離海岸線的遠(yuǎn)近可劃分4個(gè)典型類型,分別為:基干林帶后沿林帶、基干林帶后沿片林、基干林帶前沿林帶、基干林帶前沿?；闪謳Ш笱亓謳榇怪焙０毒€200 m距離以外的林帶,后沿林帶主要以木麻黃為主;基干林帶后沿片林為垂直海岸線200 m距離以外的林分,后沿片林以濕地松、相思類為主;基干林帶前沿林帶為垂直海岸線200 m距離以內(nèi)的林帶,前沿林帶以木麻黃為主;基干林帶前沿為垂直海岸線無(wú)林木遮擋或僅有人工沙障遮擋的部位,前沿直接受強(qiáng)風(fēng)沙、干旱、鹽潮的影響。本文結(jié)合α多樣性測(cè)度公式對(duì)以上4種類型的人工群落的物種豐富度、多樣性、均勻度進(jìn)行了分析,探討群落的組成、變化和發(fā)展,反映不同群落之間的相互關(guān)系,還可度量生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性[1]。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)點(diǎn)所在平潭島位于25°15′—25°45′N,119°32′—120°10′E。南北長(zhǎng)29 km,東西寬19 km,素有“千礁島縣”之稱,共有126個(gè)島嶼,702座巖礁。主島為海壇島,面積為267.13 km2,占全縣總面積的72% ,為全國(guó)第五大島、福建第一大島。試驗(yàn)點(diǎn)設(shè)在平潭國(guó)有防護(hù)林場(chǎng)長(zhǎng)江工區(qū)。長(zhǎng)江工區(qū)前沿為長(zhǎng)江澳,是平潭島五大風(fēng)口之一。

2 研究方法

應(yīng)用生態(tài)學(xué)的方法,通過樣方調(diào)查法對(duì)4個(gè)典型類型進(jìn)行生物多樣性研究,為測(cè)算沿海防護(hù)林的生態(tài)價(jià)值量提供數(shù)據(jù)支持。樣方設(shè)置,即在4個(gè)典型類型地帶設(shè)置10 m×10 m喬木樣方1個(gè)、2 m×2 m灌木樣方4個(gè)、1 m×1 m草本樣方4個(gè),每個(gè)地點(diǎn)設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

2.1 群落的數(shù)量測(cè)度

多度、頻度、顯著度和重要值(IV)測(cè)定

重要值(IV)=相對(duì)多度+相對(duì)頻度+相對(duì)顯著度

2.2 物種多樣性測(cè)度

α多樣性的測(cè)度[2,3]

(1)豐富度指數(shù)(Margalef’richness Index)

(2)物種多樣性指數(shù)(Shannon-wiener’Index)

(3)均勻度指數(shù)(Hurlbert’evenness Index)

3 結(jié)果與分析

3.1 平潭沿海防護(hù)林人工群落物種組成

平潭沿海防護(hù)林人工群落基干林帶后沿林帶喬木層有木麻黃(Casuarina equisetifoliaL.)、相思樹(Acacia confusaMerr.)、濕地松 (Pinus elliottiiEngelm.),灌木層有木麻黃、肖梵天花(Urena lobataL.)、相思樹、雀梅藤(Sageretia thea(Osbeck)Johnst.)、梔 子 (Gardenia jasminoides(Dunn)Merr.)、濱柃(Eurya emarginata(Thunb.)Makino)、苦 楝 (Melia azedarachL.)、藥 用 黑 面 神(Breynia officinalisHemsl.),草本層有藿香薊(Ageratum conyzoidesL.)、筆管草(Equisetum de-bileRoxb.)、鋪地黍(Panicum repensL.)、千金藤(Stephania japonica(Thunb.)Miers)、矮生苔草(Carex pumilaThunb.)、牛筋草(Eleusine indica(L.)Gaertn.)、華南畫眉草(Eragrostis neviniiHance)、白茅(Imperata cylindricavar.major)、海邊月見草(Oenothera littaralisSchlect.)、小蓬草(Conyza canadensis(L.)Cronq.)、水燭(Typha angustifoliaL.)、青蒿(Artemisia carvifoliaBuch.-Ham.ex Roxb)、龍葵(Solanum nigrumMill.)、火炭母(Polygonum chinenseL.)、異馬唐(Digitaria bicornis(Lam.)Roem et Schult)、老鼠艻(Spinifex littoreus(Burm.f.)Merr.)、細(xì)葉結(jié)縷草(Zoysia tenuifoliaWilld.)、厚藤(Ipomoea pes-caprae(L.)Sweet)、腎葉打碗花(Calystegia soldanella(L.)R.Br.Prodr.)、珊瑚菜(Glehnia littoralisFr.Schmidt ex Miq.)。

3.2 平潭沿海防護(hù)林人工群落數(shù)量特征

α多樣性測(cè)度公式反映了群落內(nèi)物種數(shù)量及相對(duì)多度,體現(xiàn)了物種間通過競(jìng)爭(zhēng)資源或利用相同生境而形成的共存結(jié)果,在物種多樣性研究中被廣泛使用[4,5]?；闪謳Ш笱亓謳?、基干林帶后沿片林、基干林帶前沿林帶、基干林帶前沿不同樣地組的物種數(shù)分別為10、15、11、9個(gè),不同樣地組科、屬、種組成及分層個(gè)體數(shù)見表1、表2。

表1 平潭沿海防護(hù)林不同樣地組科、屬、種組成 個(gè)

表2 平潭沿海防護(hù)林不同樣地組分層總個(gè)體數(shù)

3.3 平潭沿海防護(hù)林人工群落物種多樣性

平潭沿海防護(hù)林主要構(gòu)建在沙質(zhì)海岸帶上,以防風(fēng)固沙林為主,人工林主栽樹種為木麻黃、濕地松、相思類、桉樹類等。物種多樣性指數(shù)是物種豐富度和物種均勻度的綜合,一個(gè)群落只有當(dāng)物種豐富度指數(shù)越大,均勻度高時(shí),其生物多樣性才會(huì)越高[6]。

3.3.1 喬木層物種豐富度、多樣性、均勻度 平潭沿海防護(hù)林人工群落在演替過程中,喬木層物種受人工調(diào)控影響,物種均呈單一化,人工群落的物種豐富度、多樣性均較低。基干林帶后沿林帶物種豐富度略低于后沿片林,但多樣性、均勻度指數(shù)略高于后沿片林。喬木層生物多樣性指數(shù)詳見表3。

表3 平潭沿海防護(hù)林不同樣地組喬木層生物多樣性指數(shù)

3.3.2 灌木層物種豐富度、多樣性、均勻度 平潭沿海防護(hù)林人工群落灌木層的演替,由人工調(diào)控和原生植被演替交互影響。物種豐富度指數(shù)后沿片林＞后沿林帶＞前沿林帶,多樣性Shannon’指數(shù)(HSh)與均勻度Hurlbert’指數(shù)(EH)后沿片林＞后沿林帶＞前沿林帶,這2種指數(shù)均能較好地反映不同樣地組人工群落的物種多樣性。灌木層生物多樣性指數(shù)詳見表4。

表4 平潭沿海防護(hù)林不同樣地組灌木層生物多樣性指數(shù)

3.3.3 草本層物種豐富度、多樣性、均勻度 平潭沿海防護(hù)林人工群落草本層的演替,主要由原生植被自然演替,以及強(qiáng)烈受外來(lái)入侵物種的干擾,如海邊月見草為外來(lái)野化種,藿香薊為外來(lái)入侵種。平潭沿海防護(hù)林人工群落草本層物種多樣性較之喬木層與灌木層多樣性程度高,草本層物種豐富度指數(shù)后沿片林＞前沿林帶＞前沿＞后沿林帶,多樣性Shannon’指數(shù)(HSh)后沿片林＞前沿＞后沿林帶＞前沿林帶,均勻度Hurlbert’指數(shù)(EH)前沿＞后沿片林＞前沿林帶＞后沿林帶。草本層生物多樣性指數(shù)詳見表5。

表5 平潭沿海防護(hù)林不同樣地組草本層生物多樣性指數(shù)

4 結(jié)論

4.1 平潭沿海防護(hù)林的后沿片林、后沿林帶、前沿林帶、前沿等不同樣地組的物種數(shù)分別為15、10、11、9個(gè)。從物種分布的生態(tài)學(xué)特性來(lái)看,各樣地組的物種分布均符合其所處的濱海環(huán)境,尤其是基干林帶前沿的樣地組分布的物種,集中體現(xiàn)了濱海前沿特有的物種分布趨勢(shì),如耐風(fēng)沙、耐鹽堿、矮化匍匐、葉片肥厚等特性。

4.2 平潭沿海防護(hù)林人工群落在演替過程中,喬木層物種受人工調(diào)控影響,物種均呈單一化,人工群落的物種豐富度、多樣性均較低。灌木層的演替,由人工調(diào)控和原生植被演替交互影響,物種豐富度、多樣性較高,物種豐富度指數(shù)后沿片林＞后沿林帶＞前沿林帶,多樣性Shannon’指數(shù)與均勻度Hurlbert’指數(shù)后沿片林＞后沿林帶＞前沿林帶。草本層物種豐富度、多樣性較喬木層和灌木層更高,草本層強(qiáng)烈受外來(lái)入侵物種的干擾,物種豐富度指數(shù)后沿片林＞前沿林帶＞前沿＞后沿林帶,多樣性Shannon’指數(shù)后沿片林＞前沿＞后沿林帶＞前沿林帶,均勻度Hurlbert’指數(shù)前沿＞后沿片林＞前沿林帶＞后沿林帶。

參考文獻(xiàn):

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