水松天然林種群結構特征及其保護對策

摘 要 水松，別名水帝松、水杉松等，屬杉科水松屬，是我國特有的單種植物，也是國家一級保護植物。通過對福建省永泰縣長慶鎮福斗村天然水松林生境與種群結構的調查，分析水松種群直徑分布結構、植被群落的基本特征，并針對水松瀕危的原因，提出水松天然種群擴大與保護的對策。

關鍵詞 水松;種群結構;胸徑分布;植被群落;福建省福州市永泰縣

中圖分類號：S718.54 文獻標志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2021.36.033

水松是一種罕見的古生代孑遺樹種，在古生代時，曾廣泛分布于北半球。由于受自然地理因素和人為活動的綜合影響，水松天然林數量日益減少，現僅零星分布于我國南方地區，處于瀕危狀態[1]。水松生長于沼澤地，耐水濕，是造船、造橋的優良材料;樹根輕、浮力大，能做救生工具和木塞;枝葉和果實均可入藥;樹干粗壯挺直，枝葉疏密適度，既可作為風景林樹種，又是防風固堤的良好樹種。水松在研究杉科植物的系統發育、古植物學和第四紀冰川氣候等方面均具有重要的科學價值，被世界保護監測中心列為稀有種，《中國植物紅皮書》將其列為瀕危樹種，其瀕危狀況受到國內外許多學者的高度關注。徐英寶對珠江三角洲地區的水松進行了調查[2]。韓麗娟等對水松生物學特性和保護進行了分析與研究[3]。鄭世群等分析了孑遺植物水松的瀕危原因[4]。吳則焰等探索了水松林在直徑結構上的特有規律并建立了相應的數學模型[5]。

通過調查福建省永泰縣長慶鎮福斗村天然水松林種群結構的胸徑、地徑及其植被群落，分析水松林直徑結構與其群落生境特征，為天然水松林的科學保護與管理提供科學依據。

1 調查區的自然概況

水松林位于福建省戴云山脈東北部，海拔659 m、

坡度13°、東南坡向、坡位下、黃土壤、土層厚度107 cm，地理坐標為東經118°31′52.8″、北緯25°57′22.29″，屬中亞熱帶海洋性季風氣候，春夏季雨熱同期，秋冬季光溫互利;光照充足，雨水充沛，四季分明，冬無嚴寒，夏無酷暑，晝夜溫差大，具有明顯的高山氣候特點。水松林群落面積約0.3 hm2，位于山坡的沼澤地段，枝繁葉茂，樹干挺拔虬勁。水松天然林下土壤類型主要為沼澤泥土，土層為高嶺土，常年被沼澤所覆蓋。

2 調查與統計方法

在永泰縣長慶鎮福斗村的水松林分內，調查群落類型等，并設置2個20 m×20 m標準地，對標準地內胸徑>4.0 cm的喬木植物進行每木檢尺，記錄植物名稱、胸徑、;在標準地內隨機設置2個5 m×5 m樣方，調查灌木的種數和株數;隨機設置5個1 m×1 m樣方，調查草本層植物種數、蓋度，對于現場未能識別的植物采集樣本帶回實驗室，查閱資料后進行分類。

植物多樣性計算公式按照香農-維納多樣性指數（Shannon-Wiener Index）：

式中：Pi指第i種的相對多度。

3 水松天然林種群結構特征

3.1 林分內不同樹種胸徑分布的特征

經實地調查，長慶鎮福斗村水松林分內胸徑>4 cm的樹種有水松、赤楊、三花冬青、圓錐繡球。標準地內胸徑>4 cm的不同樹種的株數、平均胸徑、最大胸徑、最小胸徑統計結果見表1。

由表1可知，水松群落不同樹種的胸徑分布規律表現在以下2個方面。1）與水松相比，赤楊、圓錐繡球、三花冬青的胸徑分布范圍相對集中，說明水松的3種伴生樹種在群落中處于相對穩定階段。2）水松胸徑的變化幅度最大，在5.9～101.9 cm，變化幅度達96.0 cm，且由胸徑變動系數可知水松胸徑分布的離散程度極大，這與吳則焰等在屏南水松林調查中得出的胸徑分布規律的結果類似[5]。水松胸徑分布的離散程度也表明水松個體形成過程十分困難，其形成需要一個極為漫長的歷史過程，易導致水松種群發展處于瀕危狀態。

3.2 水松群落植物種類組成及區系特征

3.2.1 水松群落植物種類組成

對水松群落維管束植物進行初步調查分類發現，共有高等植物55種。其中，蕨類植物3科3屬4種，裸子植物1種，被子植物25科34屬50種。被子植物中雙子葉植物19科23屬27種，單子葉植物6科11屬23種。水松群落不同植物類群統計見表2。

3.2.2 水松群落植物的區系組成

群落內調查記錄的植物包括35屬51種種子植物。按照吳征鎰先生的《中國種子植物屬的分布區類型》標準進行統計，共劃有10個區系類型[6]。由表3可知有18個屬熱帶分布類型，占總屬數的58%，其中泛熱帶分布屬的比例最大，占熱帶分布屬的66.6%。這與本區域的植物分布區系相一致。

3.3 水松群落的結構特征

3.3.1 喬灌層群落特征

長慶鎮水松林群落植被由喬木層、灌木層、草本層及層間植物構成。群落由水松和赤楊構成復層林分，水松的重要值最高，為130.1;其次為赤楊，重要值為68.0;其他灌木，如圓錐繡球、三花冬青、石斑木、烏藥、筆羅子、山梔子、紅楠、梅葉冬青、短尾越橘、白檀、山礬及杜鵑等，在群落中所占的比重較低。水松喬灌層群落中不同植物的重要值見表4。

3.3.2 草本層群落特征

在水松群落的草本層植物中，藨草、鱗毛蕨、野黍的重要值遠超其余11個種，說明水松草本層植物以藨草、鱗毛蕨、野黍為主。水松草本層群落中不同植物的重要值見表5。

3.3.3 群落的物種多樣性特征

采用Shannon-Wiener多樣性指數對水松林植物群落的物種多樣性進行統計，計算出群落喬冠層植物多樣性指數為1.53，草本層植物多樣性指數為2.30，表明水松林植物群落物種較為豐富，水松林群落保存的更為完整。

4 水松天然林的瀕危原因及保護對策

4.1 水松天然林的瀕危原因

據實地調查，長慶鎮福斗村的水松林分總株數為32株，胸徑4 cm以上的有29株，平均胸徑為36.6 cm，最大胸徑達101.9 cm，是目前永泰縣乃至福州市中單個群落水松株數最多、群落保存最完整的天然水松林。該水松群落具有正常結實能力及天然下種更新能力。然而其幼苗發生與結實的實際狀況存在極大差距，說明水松種子的發芽與成苗過程受多方面的制約與脅迫，主要表現在以下3方面。1）水松幼苗需要光照，但調查發現水松樹冠外的藨草生長密集，限制了水松發芽及其幼苗生長對光照的需求。2）水松的生活環境為沼澤地，種子落置于水漬中不易發芽成苗。3）種子在自然環境中易被松鼠和田鼠等嚙齒類動物取食。

4.2 水松天然林的保護對策

加強對水松自然群落的保護與管理，應從以下4個方面著手。1）加強水松天然林撫育保護，增加光照以促進水松發芽及幼苗的生長。2）加強對水松繁育技術的研究，根據水松的生態習性，建立水松繁育基地，為水松種群恢復提供后備資源。3）建立保護小區，防止小區內松鼠和田鼠等嚙齒類動物取食水松種子，以利于種子發芽生長。4）通過人工措施促進水松天然林種群更新，改變水松群落的自然演替方向，使之在人工干預下朝著進展演替的方向發展。

5 結語

水松林的保護具有重要意義，不僅存在著經濟價值，而且在生態環境、科學研究方面具有不可替代的作用，因此應當組織社會力量加大資金投入，從保護其生長環境、完善古樹名木保護法制建設、加強法制宣傳教育等方面，依法對水松進行保護與管理，促進水松林的健康生長，更好發揮其生態效益。

參考文獻：

[1] 傅立國.中國植物紅皮書[M].北京：科學出版社，1991：148-149.

[2] 徐英寶，余醒.珠江三角洲的水松生長調查[J].華南農學院學報，1980（4）：107-118.

[3] 韓麗娟，胡玉熹.中國特有植物水松的生物學特性及其保護[J].長春師范學院學報，1996（6）：29-32.

[4] 鄭世群，吳則焰，劉金福，等.我國特有孑遺植物水松瀕危原因及其保護對策[J].亞熱帶農業研究，2011（4）：217-220.

[5] 吳則焰，劉金福，洪偉.屏南水松天然林主要種群直徑分布規律研究[J].林業勘察設計，2008（1）：4-8.

[6] 吳征鎰.中國種子植物屬的分布區類型[J].云南植物研究，1991（增刊4）：1-139.

收稿日期：2021-11-12

作者簡介：鄭心樺（1979—），男，福建永泰人，大專，工程師，研究方向為林業。E-mail：736886838@qq.com。