江西官山三種栲樹群落定位監測的本底特征

王國兵，余澤平，陳 琳，方平福，譚 斐，楊清培

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江西官山三種栲樹群落定位監測的本底特征

王國兵1，余澤平1，陳 琳1，方平福1，譚 斐1，楊清培2*

（1. 江西官山國家級自然保護區管理局，江西 宜豐 336300；2. 江西農業大學林學院，江西 南昌 330045）

定位監測是森林生態學研究的重要手段，為了配合江西官山森林大型樣地監測與研究，增設了米櫧（）、苦櫧（）和甜櫧（）3種栲樹群落衛星樣地（GS-3，GS-14，GS-20）。主要報道這3個栲樹林物種多樣性、胸徑結構和蓄積量等群落特征。結果表明：(1) 3種群落物種組成豐富，分別有34、33、56種，分別隸屬13、14、26科，24、22、34屬；(2) 樹木的徑級分布呈L型，≤5 cm的個體約占70.0%，≥30 cm的大徑級個體約占5.0%；(3)活立木蓄積量分別為409.95，334.03，224.05 m3/hm2。這些結果為生態系統功能研究提供參考，為南方生態公益林監測提供了基礎數據。

米櫧；苦櫧；甜櫧；蓄積量；徑級結構

森林是一個動態生態系統，在多種內外因素的綜合作用下，所有森林都會在不同尺度上發生著各式各樣的變化，因此要掌握森林變化規律，需要長期定位監測[1]。通過定時、定位、定身份（三定），才能保證研究的可重復性、跟蹤性和綜合性，從而克服隨機抽樣的偶然性與不確定性[2, 3]。

亞熱帶常綠闊葉林是我國典型的森林植被類型之一，在維持生態平衡和林產品供給中發揮著重要作用[4]，因此一直是森林生態學研究的重要對象，并在鼎湖山、古田山、天童山、武夷山等地建立長期監測樣地[5-7]。江西官山自然保護區是我國湘鄂贛邊境生物多樣性的關鍵區域[8]，分布著大面積的亞熱帶常綠闊葉林。米櫧（）、苦櫧（）和甜櫧（）不僅是常綠闊葉林的主要成份，而且在局部小生境還形成栲樹林群落[8]。

為配合官山常綠闊葉林動態監測樣地(GSP)大樣地研究，另外還有建立34塊衛星樣地，其中GS-03、GS-14、 GS-20分別為米櫧、苦櫧和甜櫧監測樣地。本文通過研究米櫧、苦櫧和甜櫧林的群落物種多樣性及蓄積量特征，為進一步研究亞熱帶常綠闊葉林群落演替過程、干擾與競爭機制、生物地球化學循環以及生態系統功能等提供植被生態學基礎數據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

江西官山自然保護區位于江西省西北部九嶺山脈中段(114°29′~14°45′E，28°30′~28°40′N)，海拔200～1 480 m。氣候屬中亞熱帶溫暖濕潤區，年均氣溫16.2 ℃，年降雨量1 950～2 100 mm（東河站）。常綠闊葉林是這里的典型地帶性植被，同時還有大量常綠落葉闊葉混交林、落葉闊葉林、針葉林、針闊混交林、灌叢等植被類型[8]。

1.2 樣地設置與調查

2016年，在全面踏查的基礎上，選擇具有代表性、可行性都較好的米櫧、苦櫧和甜櫧林，設置固定樣地測量樣地，樣地大小20 m×20 m。采用相鄰格子法把每塊樣地分成4個10 m×10 m的樣方，對樣地內所有胸徑≥1.0的木本植物進行掛牌，每木檢尺，測定其樹高、胸徑、冠幅生長[2]。

表1 江西官山3個栲樹林衛星樣地概況

1.3 數據分析

（1）物種多樣性。采用物種豐富度指數(ma)[9]、Shannon-Wiener指數(′)[9]、Pielou均勻度指數()[9]、生態優勢度指數（）[10]，分別計算群落物種多樣性（表2）。

表2 群落物種多樣性各項指標

（2）林分蓄積量。蓄積量是林分中所有活立木的材積之和，即：

V為第株或≥5.0 cm的分枝，通過查《江西省材積表》中贛西北地區闊葉樹一元材積表而得；為包括≥5.0cm分枝在內的個體數；為樣地面積（m2）；10 000為轉換系數。

所有計算統計過程，由Excel 2016和Matlab 2014a完成。

2 結果分析

2.1 物種組成與群落相似性

3個衛星樣地區系組成（表1）。GS-20樣地在科、屬、種3個層次的數量都要高于樣地GS-03 和GS-14。從物種水平看，樣地GS-03 和GS-14較為相似，相似系數達0.57，而GS-03與GS-20，GS-14與GS-20之間相似度較低，分別只有0.32和0.29。這可能與生境有較大關系，因為米儲和苦櫧分布海拔都較低，土壤相對肥沃濕潤，而甜櫧分布海拔較高，相對較貧瘠干旱。

表3 3個衛星樣地植物區系組成比較

表4 3個衛星樣地群落相似性

2.2 物種多樣性

3個衛星樣地物種多樣性各參數(表5)。從群落層次看，3個樣地的灌木層密度明顯比喬木層大1倍，但種間個體數分配格局不同，灌木層物種豐富度指數和多樣性指數并不都比喬木層大。樣地GS-03、GS-14灌木層物種豐富度指數和多樣性指數都比喬木層小，而只有GS-20灌木層比喬木層大。從群落之間的比較也可看出，GS-20物種豐富度指數和多樣性指數都比GS-03、GS-14高，因為GS-20物種生態優勢度較低，而均勻度較高。

表5 3個衛星樣地各物種多樣性參數比較

喬木層包括≥5.0 cm的個體，灌木層包括＜5.0 cm的個體

2.3 徑級結構

徑級分布是植物群落穩定性和生長發育現狀的重要指標。3個衛星樣地徑級分布都呈“L”型(圖1)，但≤5 cm的個體數量居多，約占70.0%；DBH≥30 cm的大徑級個體在GS-03、GS-03、GS-20分別為6株、5株和3株，不到5.0 %。

圖1 3個衛星樣地徑級分布

從3個衛星樣地所有樹木胸徑的一般統計學特征看出（表6）。平均胸徑排序為GS-14＞GS-03＞GS-20。GS-14胸徑變異最大，其方差（11.62）、極差（84.40）、峰度（24.31）、偏度（4.30）和變異系數（176.75）都體現了這一點。另外，樣地GS-14內最大胸徑為85.4 cm，而GS-03、GS-20只有38.8 cm和40.4 cm。

2.4 蓄積量

蓄積量是樹木高生長和直徑生長的綜合結果，是森林經營與保護的成效最終反映。圖2展現了3個衛星樣地蓄積量（圖2）。樣地GS-14蓄積量是大（16.40 m3），GS-03次之(13.36 m3)，GS-14最低，僅為8.96 m3，分別折合409.95 m3/hm2，334.03 m3/hm2和224.05 m3/hm2。

表6 3個衛星樣地樹木胸徑一般統計學特征

3 討論與結論

亞熱帶常綠闊葉林是我國典型的森林植被類型之一，在維持生態平衡和林產品供給中發揮著重要作用[4]。然而森林生態系統是一個動態系統，它會在不同尺度上發生著各式各樣地變化，欲要掌握森林變化格局，必需長期定位監測[3]。

殼斗科是我國亞熱帶常綠闊葉林的主要類群[4]，殼斗科中的米櫧、苦櫧和甜櫧是江西常綠闊葉林中的常見優勢種，它們對群落的結構塑造和群落環境的形成有明顯的控制作用，既是群落基本骨架，又決定了群落外貌[11]。為配合官山常綠闊葉林動態監測樣地(GSP)大樣地研究，2016年還建立34塊衛星樣地，其中3塊為米櫧、苦櫧和甜櫧監測樣地，重點關注群落物種組成、群落結構和生態服務功能的動態變化及驅動因子。

圖2 3個衛星樣地蓄積量

統計分析發現，江西官山3種栲樹林群落間區系組成優勢科主要還是殼斗科、山茶科和樟科，這與其他常綠闊葉林組成林相一致[4]，3種群落物種組成豐富，分別有34、33、56種，分別隸屬13、14、26科24、22、34屬，但GS-20樣地在科、屬、種3個層次的數量都要高于樣地GS-03和GS-14。從物種組成，樣地GS-03和GS-14較為相似，相似系數達0.57，而它們與GS-20之間相似度較低，分別只有0.32和0.29(表3)。這可能與生境有較大關系，因為米儲和苦櫧分布海拔都較低，土壤相對肥沃濕潤，而甜櫧分布海拔較高，相對較貧瘠干旱[12-14]。

從群落層次看，3個樣地都是灌木層密度明顯比喬木層大1倍，物種豐富度指數和多樣性指數并不都灌木層比喬木層大。同樣，GS-20物種豐富度指數和多樣性指數都比GS-03、GS-14高，就其原因是物種多樣性指數由物種數和種間個體數量分配格局共同決定，一般物種越多、個體數分配越均勻、生態優勢度越小，多樣性指數就越大[10]。

徑級分布是植物群落穩定性和生長發育現狀的重要指標。3個樣地徑級分布都呈“L”型(圖1)，≤5 cm的個體數量居多，約占70.0%，≥30 cm的大徑級個體約占5.0 %。說明3個樣地都比較年輕，更新良好。蓄積量是樹木高生長和直徑生長的綜合結果，是森林經營與保護的成效終極反映。3個衛星樣地蓄積量分別為409.95，334.03，224.05 m3/hm2（圖2），說明官山保護區森林質量明顯高于福建省順昌天然闊葉林的185.7~295.1 m3/hm2[15]，低于建甌萬木林省級自然保護區闊葉林的429.7~590.7 m3/hm2[16]。

當然，本文只是這些長期監測樣地的物種多樣性和蓄積量的本底情況，那么今后物種多樣性會發生如何變化？種間關系會出現如何消長？以及在全球變化背景下，不同類型森林的響應性變化又如何？這些問題還需要進一步研究。

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Background of Three Monitoring Castanoposis Forests in Jiangxi Guanshan Nature Reserve

WANG Guo-bing1, YU Ze-ping1, CHEN Lin1, FANG Ping-fu1, TANG Fei1, YANG Qing-pei2*

(1. Administration of Jiangxi Guanshan National Nature Reserve, Yifeng, Jiangxi 336000, China; 2. School of Forestry, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China)

Location monitoring is an important means for forest ecology research. Three satellite plots of(GS-03),(GS-14) and(GS-20) were established to further enrich the research of Guanshan broad-leaved forest monitoring plots. The community characteristics such as species diversity, DBH structure and stock volume of these three plots were reported in this paper. The results were shown as follows: (1) these three plots were species-rich forests, including 34, 33 and 56 species, which belonged to 13, 14, and 26 families, and 24, 22 and 34 genus, respectively; (2) the trees diameter distribution was L-type, the number of individuals (≤5 cm) was proportioning about 70.0 %, and the of>30 cm was less than 5.0%; (3) stocking volumes of three plots were 409.95, 334.03, 224.05 m3/hm2, respectively. These results provided references for further research of forest ecosystems and established a basis for long-term monitoring of ecological forests in South China.

;;; stocking volume; DBH class

S718.54+2

A

2095-3704（2018）04-0317-05

10.3969/j.issn.2095-3704.2018.04.67

2018-03-02

2018-10-12

全國生物多樣性野外監測示范基地修繕項目、中央財政林業國家級自然保護區補助資金項目和國家自然科學基金(31460077)

王國兵（1966—），男，高級工程師，主要從事自然保護區管理與生態保護工作，wgb988@163.com；

楊清培，教授，主要從事森林生態學教學與研究，qingpeiyang@126.com。

王國兵, 余澤平, 陳琳, 等. 江西官山三種栲樹群落定位監測的本底特征[J]. 生物災害科學, 2018, 41(4): 317-321.