湖北利川天然楠木種群及群落特征初步研究

李金玲，孫兵，費(fèi)越，周明芹，周存宇

長(zhǎng)江大學(xué)楠木種質(zhì)資源評(píng)價(jià)與創(chuàng)新中心，湖北荊州434025

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湖北利川天然楠木種群及群落特征初步研究

李金玲，孫兵，費(fèi)越，周明芹，周存宇

長(zhǎng)江大學(xué)楠木種質(zhì)資源評(píng)價(jià)與創(chuàng)新中心，湖北荊州434025

為了更好地保護(hù)和利用楠木(Phoebezhennan)種質(zhì)資源，采用群落生態(tài)學(xué)方法對(duì)湖北利川楠木群落進(jìn)行了調(diào)查，記錄了目的物種的分布狀況、資源數(shù)量、生境條件等，分析了其群落特征以及不同因子對(duì)該楠木群落的影響，揭示了楠木群落與生存環(huán)境的相關(guān)規(guī)律。結(jié)果表明：2個(gè)調(diào)查樣地中，沙溪鄉(xiāng)的楠木數(shù)量多于毛壩鎮(zhèn)，楠木種群結(jié)構(gòu)更完整，發(fā)展?jié)摿Ω茫豢傮w來(lái)說(shuō)，海拔、坡位對(duì)楠木種群個(gè)體數(shù)量影響較大，對(duì)胸徑和高度影響較小，坡度對(duì)其影響較大，15°的坡度是楠木分布最為理想的坡度。樣地群落是以楠木為優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的楠木林群落，也有少量潤(rùn)楠、宜昌潤(rùn)楠等。

楠木(Phoebezhennan)； 生境； 種群； 群落特征； 利川

楠木(Phoebezhennan)又稱(chēng)楨楠，為樟科(Lauraceae)楠屬(Phoebe)常綠高大喬木，是我國(guó)特有的優(yōu)良供材樹(shù)種，明清兩代為皇家御用木材，現(xiàn)在已經(jīng)被列入國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物名錄。楠木具有優(yōu)美的形態(tài)，樹(shù)干挺直終年常青，有很高的觀賞綠化應(yīng)用價(jià)值[1]，主要產(chǎn)于湖北和貴州2省西部地區(qū)及四川等地。目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)楠木的研究主要集中在栽培管理及種植優(yōu)化等方面[2]，對(duì)楠木群落及其群落內(nèi)的物種多樣性的研究也只是涉及到了人工林[3]。此外，也有其他種類(lèi)的珍稀植物，例如小葉紅豆(Ormosiamicropylla)等天然群落結(jié)構(gòu)相關(guān)研究的報(bào)道[4]。本研究通過(guò)對(duì)湖北利川群落的調(diào)查，探討了樣地楠木種群及群落結(jié)構(gòu)特征，為其天然林保護(hù)、群落更新及種質(zhì)資源保存評(píng)價(jià)提供依據(jù)，同時(shí)為楠木的人工種植和城市景觀樹(shù)種的配置提供參考。

1 研究地概況

利川市位于我國(guó)湖北省恩施土家族自治州西部，西與重慶市接壤。境內(nèi)各種野生植物資源豐富。據(jù)統(tǒng)計(jì)，利川市現(xiàn)有維管植物1037種，隸屬191科557屬，其中被列入國(guó)家保護(hù)植物名錄的有28種，國(guó)家一級(jí)保護(hù)樹(shù)種3種。利川市深處內(nèi)陸地區(qū)，受亞熱帶大陸性季風(fēng)氣候的影響比較大。該市處于鄂西多山地帶，具山地性氣候特征，氣候因海拔高度不同而表現(xiàn)出明顯的差異。其氣候的主要特點(diǎn)是日照時(shí)間偏短，平均氣溫偏低，降水豐富，垂直氣候差異大，小氣候特征明顯。

2 野外調(diào)查方法

2.1 樣方設(shè)置

由于楠木資源分布較零散，通過(guò)查閱資料確定楠木分布區(qū)，最終調(diào)查樣地確定為天然楠木分布較為集中、群落結(jié)構(gòu)較為完好的利川市沙溪鄉(xiāng)和毛壩鎮(zhèn)2個(gè)樣地。根據(jù)前期考察，在利川市沙溪鄉(xiāng)楠木分布相對(duì)集中的區(qū)域選擇3個(gè)樣地設(shè)置了4個(gè)樣方，在毛壩鎮(zhèn)鎮(zhèn)選擇1個(gè)樣地設(shè)置了1個(gè)樣方。其中沙溪鄉(xiāng)金河村、沙溪鄉(xiāng)暗坎村和毛壩鎮(zhèn)雙河村各設(shè)置1個(gè)樣方，沙溪鄉(xiāng)天望坡村設(shè)置2個(gè)樣方。調(diào)查樣地樣方基礎(chǔ)環(huán)境因子詳見(jiàn)表1。各樣地的樣方設(shè)置都為20m×20m的標(biāo)準(zhǔn)樣方，即由4個(gè)10m×10m的樣格組成，總調(diào)查面積共計(jì)2000m2，在各個(gè)樣方內(nèi)對(duì)所有的楠木群落及其周邊生境進(jìn)行調(diào)查。

表1 調(diào)查樣地各樣方基礎(chǔ)環(huán)境因子

2.2 測(cè)量指標(biāo)

對(duì)每株楠木測(cè)量其胸徑、地徑、樹(shù)高、冠幅。樣地生境測(cè)量指標(biāo)包括海拔、地理坐標(biāo)、蓋度、郁閉度、坡度、坡向、坡位、土壤類(lèi)型，并記錄周邊喬木層、灌木層、草本層的伴生樹(shù)種情況。林分特征記錄林分的生長(zhǎng)狀況。

2.3 種群基本特征數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

首先分別對(duì)5個(gè)樣方內(nèi)的所有楠木進(jìn)行每木調(diào)查，記錄相關(guān)測(cè)量指標(biāo)。將楠木個(gè)體按照主林層(高度(H)>5m)、演替層(1m

3 結(jié)果與分析

3.1 楠木種群的數(shù)量特征

表2 天然楠木種群數(shù)量統(tǒng)計(jì)

根據(jù)野外調(diào)查的數(shù)據(jù)資料，在調(diào)查樣方2000m2的范圍內(nèi)，總共分布的楠木數(shù)量達(dá)1511株，其總的分布高達(dá)0.6296株/m2。實(shí)測(cè)單株最大胸徑152cm，樹(shù)高31m。對(duì)各立木層次(更新層、演替層、主林層)楠木的個(gè)體數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后得出(表2)：2個(gè)小鎮(zhèn)中天然楠木生長(zhǎng)狀況良好，且種群更新層單位面積分布的楠木數(shù)量占總數(shù)量的83.9%，遠(yuǎn)多于同一地方的演替層和主林層的數(shù)量，說(shuō)明兩地的楠木種群的自我恢復(fù)和更新能力都較強(qiáng)。而對(duì)比發(fā)現(xiàn)，由于主林層的單位面積物種數(shù)量差別不大，其中沙溪鄉(xiāng)0.0538株數(shù)/m2，毛壩鎮(zhèn)為0.0413株數(shù)/m2，而2個(gè)地方的更新層和演替層數(shù)量相比之下，沙溪鄉(xiāng)遠(yuǎn)大于毛壩鎮(zhèn)，導(dǎo)致了沙溪鄉(xiāng)單位面積分布的楠木數(shù)量(0.8144株/m2)明顯高于毛壩鎮(zhèn)的單位面積數(shù)量(0.2株/m2)。這表明，沙溪鄉(xiāng)的楠木種群結(jié)構(gòu)更完整，發(fā)展?jié)摿Ρ让珘捂?zhèn)的更大。

3.2 楠木群落結(jié)構(gòu)特征

3.2.1 群落特點(diǎn)

圖1 利川縣楠木種群各樣地大小徑級(jí)結(jié)構(gòu)圖

通過(guò)調(diào)查可知，整個(gè)利川調(diào)查區(qū)內(nèi)楠木以楠木(PhoebezhennanS. Lee)為主，且有5棵胸徑1m以上的楨楠古樹(shù)，生長(zhǎng)狀態(tài)良好。也有少量潤(rùn)楠(MachiluspingiiChengexYang)、宜昌潤(rùn)楠(MachilusichangensisRehd.)等。該群落植物比較豐富，有南酸棗(Choerospondiasaxillaris(Roxb.)BurttetHill.)、青岡櫟(Cyclobalanopsisglauca(Thunb.) Oerst)、化香樹(shù)(PlatycaryastrobilaceaSieb.etZucc.)、香椿(Toonasinensis)、柃木(Euryajaponica)、烏桕(Sapiumsebiferum)、棕櫚(Trachycarpusfortunei)等，故利川市楠木群落是以楠木為優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的楠木林群落。由調(diào)查區(qū)內(nèi)的楠木徑級(jí)(胸徑)結(jié)構(gòu)圖(圖1)可見(jiàn)，各地點(diǎn)的楠木群落特征表現(xiàn)出了較為明顯的差異。樣方所在群落的具體特點(diǎn)分別如下。

金河村樣地：由1棵胸徑152cm、高度31m和1棵胸徑42cm、高度23m的古樹(shù)組成這個(gè)樣方的Ⅴ級(jí)大樹(shù)，周邊分布著7棵較大的Ⅲ級(jí)立木，其中Ⅰ級(jí)幼苗的個(gè)體數(shù)占總數(shù)的25.7%，沒(méi)有Ⅳ級(jí)幼樹(shù)，Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ級(jí)立木分別占總數(shù)的68.1%、4.9%和1.4%。該群落是以古樹(shù)為中心發(fā)展起來(lái)的一個(gè)結(jié)構(gòu)較為完整的楠木群落，為增長(zhǎng)型群落。

天望坡村樣地：由1棵胸徑149cm、高度38m和1棵胸徑151cm、高度29m的楨楠古樹(shù)組成的楠木群落，除Ⅱ級(jí)幼樹(shù)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)外，其他等級(jí)樹(shù)木都有分布，其間有3棵Ⅴ級(jí)大樹(shù)的潤(rùn)楠零星分布，其余大量幼苗是由古樹(shù)種子落地萌發(fā)長(zhǎng)成。其中Ⅰ級(jí)幼苗的個(gè)體數(shù)占總數(shù)的89.3%，沒(méi)有Ⅱ級(jí)幼樹(shù)，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)立木分別占總數(shù)的2.5%、2.8%和5.5%。因幼苗在此樣地中占絕大部分，自然更新能力強(qiáng)，結(jié)合Leak W B的劃分標(biāo)準(zhǔn)[9]分析可知，此樣地為增長(zhǎng)型群落。

暗坎村樣地：各等級(jí)樹(shù)木都有分布，其中Ⅰ級(jí)幼苗的個(gè)體數(shù)占總數(shù)的92.3%，Ⅱ級(jí)幼樹(shù)占3.94%，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)立木共占總數(shù)的3.76%。另有古樹(shù)1棵，胸徑128cm，高度43m。幼樹(shù)和幼苗在此樣方中占絕大部分，自然更新能力強(qiáng)，也為增長(zhǎng)型群落。

雙河村樣地： 各等級(jí)樹(shù)木分布較全面，其中Ⅰ級(jí)幼苗占總數(shù)的86.2%，Ⅲ、Ⅳ立木均占3.92%，Ⅴ級(jí)立木共占總數(shù)的5.96%，屬于穩(wěn)定型群落。

總的來(lái)看，此次在利川市調(diào)查所涉及的種群是以楨楠為主的楠木群落，群落類(lèi)型以增長(zhǎng)型為主，自然更新能力和恢復(fù)能力相對(duì)較強(qiáng)。

3.2.2 楠木種群分布與主要生態(tài)因子的關(guān)系

1)楠木種群分布與海拔的關(guān)系 在海拔高度上看，各調(diào)查區(qū)內(nèi)楠木個(gè)體的分布情況因所處海拔的變化而不同(表3)：對(duì)于更新層來(lái)說(shuō)，海拔在950～736m之間分布最多，有1269余株，且隨海拔變化沒(méi)有規(guī)律；演替層調(diào)查區(qū)內(nèi)的大致相關(guān)性表現(xiàn)為分布的數(shù)量變化與海拔的變化呈正相關(guān)；而主林層楠木個(gè)體分布的數(shù)量則與海拔的升高呈負(fù)相關(guān)。隨著海拔的升高，各樣地楠木個(gè)體的平均胸徑和樹(shù)高也發(fā)生了變化，演替層的變化不顯著，主林層的楠木平均胸徑的變化是隨海拔的升高而增大，平均樹(shù)高變化不明顯。

表3 不同海拔高度天然楠木種群分布

表4 不同坡位天然楠木種群分布

表5 不同坡度天然楠木種群分布

2)楠木種群分布與坡位的關(guān)系 將楠木所在各樣方的坡位記錄下來(lái)，并記錄楠木個(gè)體分布情況，然后對(duì)樣方內(nèi)不同坡位的楠木群落層次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表4)表明:從大體的數(shù)量上看，在調(diào)查區(qū)內(nèi)，楠木個(gè)體在坡中部的分布比較普遍，占楠木個(gè)體總數(shù)的85.4%，在坡中下部的分布相對(duì)較少，只有14.6%。楠木個(gè)體更新層在坡位中部分布最多達(dá)到了1056棵，占楠木個(gè)體總數(shù)的77.4%，中下部的更新層稀缺；坡位從中下部到中部，主林層的平均樹(shù)高呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，由14.89m增加到了16.21m，增加了8.9%；更新層則變化不明顯；平均胸徑從中部到下部主林層變化不明顯。綜上所述，坡位因子對(duì)楠木群落的平均胸徑和樹(shù)高影響不大，對(duì)楠木個(gè)體分布影響較大，利川的楠木多分布于坡的中部。

3)楠木種群分布與坡度的關(guān)系 調(diào)查樣地的統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表5)顯示:坡度為10°時(shí)，楠木個(gè)體占總數(shù)的13.4%，坡度為15°時(shí)，占總數(shù)的46.6%；坡度為35°時(shí)，占總數(shù)的40%。也就是說(shuō)，從數(shù)量上看，楠木的分布在10°到35°坡度范圍內(nèi)是有一定的正相關(guān)性的。從更新層和演替層的楠木分布數(shù)量上看，坡度為15°時(shí)，分布的數(shù)量最多，占總數(shù)的44.7%。各群落層次的楠木數(shù)量分布比例中更新層︰演替層︰主林層約為22︰5︰1，比例比較合理，且主林層的平均胸徑和平均樹(shù)高，在3個(gè)坡度中都是最大值，分別為32.71cm和20.56m。總之，在坡度為15°時(shí)，楠木不論在數(shù)量上，還是在各林層配比上，甚至是平均胸徑和平均樹(shù)高上都好于其他坡度。

3.3 楠木天然群落構(gòu)成及特點(diǎn)

在利川市的調(diào)查區(qū)內(nèi)，楠木集中分布點(diǎn)有4個(gè)地點(diǎn)，分別位于沙溪鄉(xiāng)金河村、沙溪鄉(xiāng)天望坡村、沙溪鄉(xiāng)暗坎村和毛壩鎮(zhèn)雙河村，其他地方均為零星分布，主要類(lèi)型為常綠落葉闊葉混交林。調(diào)查該區(qū)5個(gè)樣方發(fā)現(xiàn)，楠木群落在一定程度上受到人為的干擾。楠木群落位于亞熱帶常綠闊葉混交林中，群落組成復(fù)雜，物種豐富，層次分明，垂直結(jié)構(gòu)明顯，可以分為喬木層、灌木層和草本層。其中，喬木層中楠木為優(yōu)勢(shì)樹(shù)種，另有伴生有少量潤(rùn)楠、宜昌潤(rùn)楠、馬尾松(PinusmassonianaLamb.)、楓香、南酸棗、青岡櫟、化香樹(shù)、香椿、柃木、烏桕木、光皮梾木(Swidawilsoniana)、燈臺(tái)樹(shù)(Bothrocaryumcontroversum)等。灌木層樹(shù)種組成比較豐富，主要有油茶(Camelliaoleifera)、瓜木(Alangiumplatanifolium(Sieb.etZucc.) Harms)、花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim)、菝葜(Smilaxchina)、山茶(CamelliajaponicaL.)、冬青(IlexchinensisSims.)、十大功勞(Mahoniafortunei(Lindl. )Fedde.)等。由于林間郁閉度比較高，草本植物在群落內(nèi)分布的比較少，主要有車(chē)前草(Plantagoasiatica)、常春藤(Hederanepalensis)、藎草(Arthraxonhispidus)、羊胡子草(Carexrigescens)、鳶尾(Iristectorum)等。

對(duì)利川市楠木群落的調(diào)查分析結(jié)果表明,該地楠木群落具有如下3個(gè)特點(diǎn)。

1)群落的珍貴性。楠木、潤(rùn)楠、宜昌潤(rùn)楠等樹(shù)種為我國(guó)特有的天然的楠屬和潤(rùn)楠屬植物資源，現(xiàn)都已經(jīng)被列入野生植物保護(hù)名錄當(dāng)中。利川市集中分布有4個(gè)珍貴的楠木群落，尤其是有4棵胸徑較大的楨楠古樹(shù)的遺存，這樣的楨楠群落在湖北是罕見(jiàn)的,非常珍貴。

2)組成的豐富性。樣地調(diào)查統(tǒng)計(jì)表明,除了常見(jiàn)湖北植被主要構(gòu)成種類(lèi)殼斗科、松科種類(lèi)及南酸棗、楓香等，國(guó)家一級(jí)保護(hù)植物——南方紅豆杉(Taxuschinensisvar.mairei)在調(diào)查過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)存在于楠木群落之中。群落結(jié)構(gòu)可以被劃分為喬木層、灌木層、草本層和層間層，層間層植物有常春藤、五葉木通(Stauntonialeucantha)等。

3)環(huán)境的脆弱性。楠木分布區(qū)域多靠近村落，且以散生為主，有少數(shù)古樹(shù)，孤立木較多，成點(diǎn)狀分布。在調(diào)查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)楠木群落中分布有數(shù)量可觀的林下幼苗，表明利川市的地理和氣候比較符合楠木生長(zhǎng)的要求。

4 討論與結(jié)論

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)楠屬植物在種群和群落的研究報(bào)道，以閩楠、浙江楠和細(xì)葉楠較多，對(duì)楠木的天然群落相關(guān)問(wèn)題的研究還很少見(jiàn)，而且大多集中在對(duì)天然楠木的生理生化、人工林栽培情況及天然群體的表型多樣性等方面[10～13]，對(duì)楨楠種群組成結(jié)構(gòu)及其與主要生態(tài)因子的關(guān)系等方面的研究還很少。本研究通過(guò)對(duì)野外楨楠種群進(jìn)行實(shí)地考察，初步研究了天然楨楠種群的結(jié)構(gòu)、物種多樣性以及與主要生態(tài)因子之間的聯(lián)系等方面的內(nèi)容，為其種群的保護(hù)、更新及可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。

在楠木數(shù)量上，2個(gè)調(diào)查樣地中，沙溪鄉(xiāng)的楠木數(shù)量多于毛壩鎮(zhèn)，楠木種群結(jié)構(gòu)更完整，發(fā)展?jié)摿Ω蟆Ｕ{(diào)查樣地有5棵胸徑1m以上的生長(zhǎng)狀態(tài)良好的楨楠古樹(shù)。在影響因子上，海拔和坡度對(duì)楠木種群個(gè)體數(shù)量影響較大，對(duì)胸徑和高度影響較小；坡度對(duì)其影響較大，15°的坡度是楠木分布最為理想的坡度。從群落結(jié)構(gòu)上，是以楨楠為優(yōu)勢(shì)樹(shù)種的常綠落葉闊葉混交林群落，也有少量潤(rùn)楠、宜昌潤(rùn)楠等。根據(jù)徑級(jí)結(jié)構(gòu)分析得出樣地楠木種群類(lèi)型以穩(wěn)定性為主，具有較強(qiáng)的自我更新和恢復(fù)能力。總的來(lái)說(shuō)，根據(jù)徑級(jí)結(jié)構(gòu)分析得出樣地楠木種群類(lèi)型以穩(wěn)定性為主，具有較強(qiáng)的自我更新和恢復(fù)能力。

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2016-08-15

湖北省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2013BBB24)。

李金玲(1988-)，女，碩士生，研究方向?yàn)閳@林植物種質(zhì)資源研究與評(píng)價(jià)。通信作者：周存宇，zhoucy@yangtzeu.edu.cn。

Q949.747.5;Q145

A

1673-1409(2016)33-0011-05

[引著格式]李金玲，孫兵，費(fèi)越，等.湖北利川天然楠木種群及群落特征初步研究[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)，2016，13(33)：11～15.