貴州習水天然南天竹群落結構特征的研究

陳模芳，張仁波，趙 海

（遵義師范學院 生物與農業科技學院，貴州 遵義 563006）

【研究意義】南天竹（Nadina domestica）屬于小檗科（Berberidaceae）植物，其植株形態優美、樹葉顏色層次感豐富，所以在我國南方經常作為園林觀賞用樹種[1]。南天竹的很多器官都具有藥用價值，國內外研究報道指出南天竹具有抗菌、止咳、平喘、降壓等藥理作用[2-5]。【前人研究進展】近年來，很多學者對南天竹種子萌發特性、播種育苗技術、離體培養技術、生理生化特性[6-10]都做了較多研究。【本研究切入點及擬解決的問題】目前國內對南天竹群落特性的報道還很少見，本文通過對天然南天竹群落結構特征及物種多樣性的調查，旨在深入了解目前天然南天竹的生活狀況，為天然南天竹的保護、開發、利用和研究提供更多基礎資料，同時也為其繁育和管理提供合理的科學理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究區域狀況

調查地溫水鎮位于貴州省遵義市習水縣東部，地理坐標為東經106°24′～106°36′，北緯28°21′～28°35′，屬于典型的云貴高原喀斯特地形地貌，植物資源豐富，森林覆蓋率49%。平均海拔為1025 m，年平均氣溫14 ℃，平均最低氣溫-4.3 ℃，無霜期272 d，降雨量1020 mm，水資源豐富。

1.2 樣地設置和調查方法

采用典型取樣法，樣地主要設置在植物分布均勻、人為因素干擾較少且以天然植被為主的區域，采用GPS定位樣地坐標，設置4個點，6個5 m×10 m的樣方調查灌木（表1），并在每個灌木樣方內設置3個1 m×1 m的小樣方調查草本。

表1 調查樣方自然狀況描述

1.3 數據分析處理方法

1.3.1 重要值（IV）[11]

1.3.2 物種多樣性選用Simpson指數、Shannon-Wiener多樣性指數、Margalef豐富度指數、均勻度Pielou指數進行分析[12-13]。物種豐富度（S）為樣地內出現的物種數。

式中，S為群落層次中物種數目，N為所調查群落樣方物種個體數總和；Ni是種i的個體數，表示第i個種的多度。

1.3.3 數據統計與分析用Excel 2007和SPSS17.0軟件對數據進行整理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 南天竹群落的物種組成

習水天然南天竹群落植物共有45科79屬93種（表2），其中被子植物多達85種，隸屬38科，70屬。該群落組成中，屬和種數最多的系菊科（Asteraceae），有7屬9種，薔薇科（Rosaceae）有5屬8種，禾本科（Gramineae）和唇形科（Labiatae）次之，均有5屬5種，莎草科（Cyperaceae）、百合科（Liliaceae）、鼠李科（Rhamnaceae）有3屬4種，蕓香科（Rutaceae）、樟科（Lauraceae）均為2屬3種，大戟科（Euphorbiaceae）、傘形科（Umbelliferae）、豆科（Leguminosae）、茜草科（Rubiaceae）、毛茛科（Ranunculaceae）、葡萄科（Vitaceae）、桑科（Moraceae）均有2屬2種，漆樹科（Anacardiaceae）有1屬3種，忍冬科(Caprifoliaceae)有1屬2種，其余21科均為1屬1種。其余裸子植物只有馬尾松一種，屬松科松屬。蕨類植物有7種，隸屬6科7屬，其中卷柏科（Selaginellaceae）的卷柏屬（Selaginella）有卷柏（Selaginella tamariscina）、江南卷柏（Selaginella moellendorffii）兩種外，其余5科均為1科1屬。

表2 南天竹群落物種組成情況

2.2 科屬地理分布

根據吳征鎰、秦仁昌、黃升等[14-18]的種子植物、蕨類植物的科屬分布區類型的劃分方法，可將貴州習水天然南天竹群落內所有植物共45個科劃分為4個分布區類型，79個屬劃分為12個分布類型。由表3可知，在45個科中，世界分布最多，為20科，占總科數的44.44%，其次為泛熱帶分布，為16科，占35.56%，北溫帶分布的有6科，熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布有3科。在79屬中，泛熱帶分布有18屬，占總屬數的22.78%，北溫帶分布有17屬，占總屬數的21.52%，世界分布有15屬，占總屬數的18.99%，熱帶屬性的分布最多，達到45.56%。建群種所隸屬的小糪科為北溫帶分布，南天竹屬（Nandina）為東亞分布。

表3 南天竹群落內植物科、屬的地理分布

2.3 灌木層物種數量特征及重要值

由表4可知，灌木層植物43種，隸屬于26科34屬，種類最多的科是薔薇科植物，共計6種，占整個區域灌木種類的14.3%。其中重要值在4以上的有7種，占所有物種的16.27%，分別為南天竹（Nandina domestica）、小果薔薇（Rosa cymosa）、鐵仔（Myrsine africana）、金佛山莢蒾（Viburnum chinshanense）、粗葉懸鉤子（Rubus alceaefolius）、白櫟（Quercus fabri）、火棘（Pyracantha fortuneana）。重要值最大的是南天竹，為13.395，是整個灌木層群落中唯一一個重要值大于10的物種，說明它是主要的建群種。其次粗葉懸鉤子的重要值為7.187，僅次于南天竹，重要值排名第三的是火棘，為6.194，其余的四種重要值均在4～5，以上7種物種為整個灌木層的優勢物種。下一階段是重要值在2～3的物種，有7種；重要值在1～2的物種較多，有21種，占所有物種的48.84%，這一階段的物種幾乎占了整個灌木物種的一半，但重要值卻不大，說明群落物種數量較豐富且均勻。所有物種中重要值小于1的植物有8種，占總物種的18.60%。

表4 南天竹群落灌木層物種組成及重要值

續表4 南天竹群落灌木層物種組成及重要值

2.4 草木層物種數量及重要值

由表5可知，草本層共有植物52種，分屬28科、48屬。從科的角度而言，優勢科為菊科、唇形科、禾本科和莎草科，其中菊科所含種類最多，有9種植物，占所有草本植物種類的17.3%，分別為：艾蒿（Artemisia argyi）、黃花蒿（Artemisia annua）、小白酒草（Conyza canadensis）、千里光（Senecio scandens）、野茼蒿（Crassocephalum crepidioides）、鉆葉紫菀（Aster subulatus）、三脈紫菀（Aster ageratoides）、苦苣菜（Sonchus oleraceus）、馬蘭（Kalimeris indica）；隸屬7屬，占總屬的14.6%。唇形科和禾本科均有5種，莎草科有4種。豆科、傘形科、薔薇科、百合科、卷百科各2種；漆樹科、椴樹科、敗醬科、蕓香科、鳶尾科、酢漿草科、報春花科、睡蓮科、小檗科、爵床科、藤黃科、車前科、大戟科、金星蕨科、鱗毛蕨科、桑科、中國蕨科、毛茛科、鱗始蕨科各1屬1種。草本層植物的重要值差異較大，重要值排名前三的分別是白茅（Imperata cylindrica），為8.014；江南卷柏，為7.897；芒（Miscanthus sinensis），為7.882。其次是第二階段的，重要值在3～5，有6種，分別為雞眼草（Kummerowia striata）、膨囊苔草（Carex lehmanii）、小蓬草（Conyza canadensis）、蝴蝶花(Iris japonica)、硬桿子草（Capillipedium assimile）、野地瓜（Ficus tikoua）。重要值在2～3的有8種物種，重要值在1～2的物種有16種，而重要值小于1的物種有19種，重要值最小的是積雪草，僅為0.501，在整個群落中僅有1株，分布最少，在群落中重要程度較低。

表5 南天竹群落草本層物種組成及重要值

續表5 南天竹群落草本層物種組成及重要值

2.5 群落物種多樣性

物種多樣性是群落內物種數目和各物種個體數的分配均勻度[19]。由表6可知：草本層物種豐富度為52，Shannon-Wiener指數（H）、Simpson指數（D）、Margalef指數（Ma）分別為3.358、0.947、8.640，而灌木層對應的指數分別為2.977、0.913、7.166，對照相關資料表明，該群落的物種多樣性指數較高[20]。草本層的各多樣性指數均比灌木層大，物種要相對灌木層較豐富[21]，灌木層的優勢度物種地位更為突出。Pielou指數（J）也顯示草本層較灌木層大，所以草本層植物分布更均勻。

表6 南天竹群落物種多樣性指數

3 結論與討論

植物的種類組成是植物群落最基本、最重要的特征之一，是群落形成的基礎，是決定群落性質最重要的因素，也是鑒別不同群落類型的基本特征[22-23]。南天竹群落內共有植物93種，灌木層植物43種，隸屬于26科34屬，種類最多的科是薔薇科植物，共計有6種，占整個區域灌木種類的14.3%。重要值最大的是南天竹，為13.395，是整個灌木層群落中唯一一個重要值大于10的物種，說明它是主要的建群種。草本層共有植物52種，分屬28科、48屬。優勢科為菊科、唇形科、禾本科和莎草科，其中菊科所含種類最多，有9種植物，占所有草本植物種類的17.3%，草本層植物的重要值差異較大，重要值最大的是白茅（Imperata cylindrica），為8.014；重要值小于1的物種有19種，草本層的物種數目偏多，重要值整體偏小。草本層中有出現南天竹幼苗，但是數量較少，說明其天然更新能力不強。

群落內所有植物共45個科劃分為4個分布區類型，79個屬劃分為12個分布類型。在45個科中，世界分布最多，為20科，占總科數的44.44%。在79屬中，泛熱帶分布有18屬，占總屬數的22.78%，北溫帶分布有17屬，占總屬數的21.52%，世界分布有15屬，占總屬數的18.99%，熱帶屬性的分布最多，達到45.56%。建群種所隸屬的小糪科為北溫帶分布，南天竹屬（Nandina）為東亞分布。

物種多樣性不僅反映了組成群落的物種的豐富度和個體數目均勻程度，同時也反映了不同環境條件與群落之間的相互關系，是群落結構的重要特征[24]，本研究表明，草本層物種豐富度為52，Shannon- Wiener指數（H）、Simpson指數（D）、Margalef指數（Ma）分別為3.358、0.947、8.640，而灌木層對應的指數分別為2.977、0.913、7.166，Pielou指數（J）也顯示草本層較灌木層大，所以草本層植物分布更均勻。草本層的各多樣性指數均比灌木層大，物種要比灌木層物種豐富，但是灌木層的優勢度物種地位更為突出。

此次野外調查結果顯示，南天竹在野外自然的生長環境中，有生長在在山坡上、農用地里的，也有生長在石縫里的，石縫中的土壤極少，土層極薄，說明它能很好地適應于山地巖石之間，這對于喀斯特地區群落的早期演替可提供一個理論基礎，對于貴州這樣典型的喀斯特生態環境來說具有重要的生態意義。