用固定樣地法監測銀瓶山闊葉林物種多樣性

蔣甜甜+王可可+劉穎+徐明鋒+鐘泳林

摘 要：該文基于固定樣方法在銀瓶山自然保護區闊葉林設置固定樣地，監測其物種組成及多樣性。調查記錄共有4 375株植物個體，維管植物共31科53屬73種，物種組成主要以樟科、山茶科、虎耳草科、五加科植物為主；樟科植物個體數最多，有1 082株，山茶科植物次之，共有752株，而針葉樹種僅有松科植物馬尾松，占總調查的1.14%；木荷是該樣地的優勢種，豺皮樟和鴨腳木為亞優勢種。從徑級分布結構看，所有物種徑級分布呈倒“J”型，無明顯的斷層現象，說明森林群落生長及更新狀態良好。

關鍵詞：固定樣地 闊葉林 物種多樣性

中圖分類號：Q94 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）07（c）-0053-03

生物多樣性保護及研究一直是生態學領域研究的熱點問題，固定樣地監測是當今生態學理論研究群落物種組成、保護生物多樣性的有效實踐方法之一[1-3]。早在20世紀中期就有著名生態學家提出建立固定樣地的構想，通過定期調查森林植被，長期監測森林物種組成及生物多樣性的動態變化，來更好地了解森林生物多樣性形成與維持機制。自美國Smithsonian研究院CTFS（the Center for Tropical Forest Science）多樣性監測網絡建立以來，全球生態學研究在物種組成及多樣性維持機制等方面取得重大突破[4-5]。如，國內在吉林長白山、北京東靈山、浙江天童山、廣東鼎湖山和廣西弄崗等地建立了具有區域特色的常綠闊葉林研究樣地，已經在物種組成、區系特征及空間分布格局取得一定的成果[3，6，7]。該文基于固定樣方法監測銀瓶山自然保護區闊葉林的物種多樣性，以期為研究常綠闊葉林植被資源及物種多樣性形成與維持機制提供基礎資料，為保護森林群落組成與生物多樣性提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

東莞市銀瓶山自然保護區地處北回歸線以南，位于廣東省珠江三角洲中南部東莞市謝崗鎮境內，其地理坐標為114°10′E～114°15′E，22°52′N～22°56′N。境內地勢主要呈南北兩側低，東面及中間高的走勢，區內地帶性土壤類型為赤紅壤，發育母巖為花崗巖。赤紅壤分布在海拔600 m以下，600 m以上為山地黃壤。其氣候特點夏長無冬、陽光充足、降水充沛，屬亞熱帶季風氣候；年平均氣溫在21 ℃～22 ℃，最熱月（7月）平均溫度27.8 ℃；最冷月（1月）平均溫度13.5 ℃；年降水量1 767.8 mm，年平均相對濕度79%，雨季主要集中在4～9月。區內動植物資源豐富，植被類型多樣，有典型常綠闊葉林，目前共發現野生維管植物1 500多種，陸地脊椎動物170多種，是名副其實的“植物王國，雀鳥天堂”[8]。

1.2 固定樣地設置及植物調查

根據BCI（Barro Colorado Island，BCI）樣地建設技術規范[9]，在東莞市銀瓶山自然保護區的麻竹坑典型植物群落設置1 hm2的SI/MAB固定監測樣地，采用全站儀（Total Station）把1 hm2樣地分成100個10 m×10 m的小樣方，在小樣方的4個角用PVC管進行腳樁標記，用阿拉伯數字對PVC管左下角進行編號，并記錄該標記點的編號與坐標位置。以樣地西南角為坐標原點，東西方向為X軸，南北方向為Y軸，對出現在10 m×10 m的小樣方內的植物群落進行調查，起測胸徑為1 cm的立木，記錄植物坐標位置（以距離坐標軸的距離表示）、種名、胸徑和樹高并掛牌編號，對1.3 m處胸徑大于1 cm的分枝采用同樣的方法調查，并記錄其母株編號。

1.3 統計分析

對此次野外調查的植物采用物種豐富度（S）、Shannon-Wiener指數（H`）、Simpson指數（D）、均勻度指數（E）表示物種多樣性分析，采用重要值（Importance Value，IV）來表示某個物種在群落中的地位和作用的綜合指標，公式如下。

以上公式中，Pi為每個物種所占的比例；S為物種豐富度；IV為重要值；RDi為相對密度；RCi為相對基蓋度；RFi為相對頻度；以胸高斷面積表示相對基蓋度。

所有數據分析和作圖均在Excel 2007和statistica 8.0完成。

2 結果與分析

2.1 植物物種組成及多樣性

銀瓶山自然保護區內群落組成豐富，多樣性高，生長均勻（表1），調查發現共有4 375株植物個體，維管植物共31科53屬73種，以常綠樹種為主，是典型的常綠闊葉林。群落組成主要以樟科（Lauraceae）、山茶科（Theaceae）、虎耳草科（Saxifrgaceae）、五加科（Araliaceae）植物為主；其中樟科植物個體數最多，為1 082株，占總調查的24.76%，豺皮樟（Litsea rotundifolia var.oblongifolia （Nees） Allen）占樟科的83.27%；山茶科植物次之，有752株，占此次調查的17.21%，其中木荷（Schima superba Gardn.et Champ.）占山茶科的71.54%；虎耳草科、五加科植物分別為532株和437株；而針葉樹種僅有松科植物馬尾松（Pinus massoniana Lamb.），占調查的1.14%。根據Hubbell、Foster與He Fang Liang等人定義稀有種（Rare species）和常見種（Common species），每公頃樣地不多于1株的物種為稀有種，常見種指每公頃多于1株的物種[10]。保護區內稀有種共16種，隸屬10科13屬；常見種共4 359株，占此次調查植物分類科、屬的67.74%和75.47%。

2.2 優勢物種及重要值

保護區樣地優勢樹種較明顯（表2），重要值排名前10的樹種重要值達72.59%，重要值最大的是山茶科樹種木荷，為21.14%；其相對基蓋度為43.26%，占主要地位，在群落環境中發揮重要作用，為該樣地的優勢種。區內樟科樹種最豐富，其中豺皮樟的相對頻度和相對密度最大，分別為7.98%和20.55%；其重要值與五加科的鴨腳木接近，都僅次于木荷，依次為10.51%、10.76%，是群落的亞優勢種，對群落物種組成和群落環境的形成具有重要意義。

2.3 物種徑級分布特征

徑級分布結構是反映森林群落結構和生長發育狀況的一個重要指標[4]，根據調查區域內樹木胸徑徑級分布的實際情況進行劃分（圖1）。樣地內植物最大胸徑為73 cm，平均胸徑為5.94 cm。從徑級分布特征來看，樣地內所有物種個體的總徑級分布呈明顯的倒“J”型，群落物種胸徑主要分布在1～5 cm小徑級處，其個體數最多，占總調查的62%，胸徑在5～13 cm的次之，共1 207株，胸徑在13～21 cm的個體相對較少，占調查的8%，胸徑大于21 cm的個體最少，僅有81株。表明該森林群落物種大多處于中幼樹時期，反映該森林群落更新及生長狀態良好，同時也暗示該林分正處于進展演替的前期。

3 討論

該文基于在銀瓶山自然保護區麻竹坑設置固定樣地來監測常綠闊葉林的群落組成及物種多樣性，對獲取的數據進行分析評估，初步解決了群落生態學的基本問題。物種組成是群落的基礎，不僅能反映群落的生境特點和狀況，同時也能反映群落的生物多樣性和群落物種之間的空間關聯[11]。因此，通過設置固定樣地進行長期監測森林群落動態變化是研究森林群落生物多樣性的有效方法之一，也是保護生物多樣性及生態環保、森林恢復的重要手段[12]。區內物種組成豐富，多樣性高，喜陽喜暖樹種占優勢，林分更新及生長狀態良好，其原因可能在于保護區所屬的地理位置和氣候區域，屬南亞熱季風氣候，擁有充足的熱量及降雨等特點，為物種的生存和發展提供了適宜生境。該研究通過搭建固定樣地平臺，整合樣地信息構建了完善的生態監測系統，為定期復查森林資源，長期監測森林群落的動態變化，保護森林生物多樣性提供了真實準確的信息資源。

參考文獻

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