貴州三都森林茶園生態(tài)系統(tǒng)群落結(jié)構(gòu)研究

摘要：森林茶園是指以產(chǎn)出生態(tài)茶葉為目標(biāo)，按傳統(tǒng)方式管理，符合綠色、有機(jī)種植標(biāo)準(zhǔn)，面積在0.5 hm2以上，伴生有高于5 m以上至少1種形成林冠的其他野生或栽培的木本植物，覆蓋度在10%以上的栽培山茶科山茶屬茶組植物群落，相對于臺地茶園是一種新型茶園。為了解森林茶園群落結(jié)構(gòu)多樣性，對貴州三都縣森林茶園進(jìn)行調(diào)查。研究選取10個(gè)20 m×20 m的茶園樣地，記錄樣地的海拔、坡度和群落狀況等環(huán)境因子，分析森林茶園生態(tài)系統(tǒng)的物種組成、水平結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，三都縣森林茶園群落共有植物136種，隸屬65科108屬，植物多樣性豐富，植物分布區(qū)亞熱帶性地理成分明顯。群落垂直空間分層明顯，喬木層平均胸徑為10.43 cm，毛桐單株胸徑最大，為60.19 cm；灌木層平均地徑為1.70 cm，黑殼楠單株地徑最大，為4.80 cm；茶樹為群落的優(yōu)勢種，每個(gè)樣地平均約有43株；喬木層主要優(yōu)勢樹種為楓香樹、青岡、樸樹等，灌木層優(yōu)勢樹種為方竹、水竹、川莓、柃木等。了解森林茶園群落結(jié)構(gòu)與組成，維持森林茶園群落生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性，對森林茶園可持續(xù)利用具有重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：三都；森林茶園；群落結(jié)構(gòu)；生態(tài)系統(tǒng)

中圖分類號：S571.1" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：1000－3150（2023）03-37-8

Community Structure of Forest Tea Garden Ecosystem in Sandu，

Guizhou Province

WU Huan1， LONG Xiaofeng1， NIU Suzhen1，2， HU Guoxiong3， GENG Yanfei1*

1. College of Tea Sciences， Guizhou University， Guiyang 550025， China; 2. Institute of Agricultural Bioengineering， Guizhou University， Guiyang 550025， China; 3. College of Life Sciences， Guizhou University， Guiyang 550025， China

Abstract：" Forest tea garden refers to the cultivated Camellia Sect. Thea plant community with an area of more than 0.5 hm2 and accompanied by at least one other wild or cultivated woody plant taller than five meters forming a forest canopy with a coverage of more than 10%. It aims to produce ecological tea and is a new type of tea garden compared with terrace tea garden. In order to understand the diversity of forest tea garden community structure， a survey was conducted on forest tea gardens in Sandu County， Guizhou. Ten sample plots of 20 m×20 m of the forest tea garden were selected. Environmental factors such as altitude， slope and community status of the plots were recorded， and the species composition， horizontal structure and vertical structure of forest tea garden ecosystem were analyzed. The results show that there were 136 plant species belonging to 108 genera and 65 families in the forest tea garden community in Sandu County. The vegetation diversity was rich and the subtropical geographical composition of the plant distribution area was obvious. The community was stratified in vertical space， and the average DBH of tree layers was 10.43 cm. Vernicia fordii had the largest DBH （60.19 cm）. The average ground diameter of the shrub layer was 1.70 cm， and the maximum ground diameter was 4.80 cm. Tea trees were the dominant species， with an average of 43 trees in each plot. The main dominant tree species in the tree layer were Liquidambar formosana， Cyclobalanopsis glauca， and Celtis sinensis， etc.， while the dominant species in the shrub layer were Chimonobambusa quadrangularis， Phyllostachys heteroclada， Rubus setchuenensis， Eurya japonica， etc. Understanding the community structure and composition of forest tea gardens and maintaining the stability of forest tea garden community ecosystems have important guiding significance for the sustainable use of forest tea gardens.

Keywords：" Sandu， forest tea garden， community structure， ecosystem

一般是指由山茶科（Theaceae）山茶屬（Camellia）茶組（sect. Thea）的部分種類，含小葉茶（C. sinensis var. sinensis）、大葉茶（C. sinensis var. assamica）、德宏茶（C. sinensis var. dehungensis）、大理茶（C. taliensis）、厚軸茶（C. crassicolumna）等的葉及芽經(jīng)加工而成。茶樹有灌木、小喬木和喬木樹型之分[1-3]。

森林茶園是指以產(chǎn)出生態(tài)茶葉為目標(biāo)，按傳統(tǒng)方式管理，符合綠色、有機(jī)種植標(biāo)準(zhǔn)，面積在0.5 hm2以上，伴生有高于5 m以上至少1種形成林冠的其他野生或栽培的木本植物，覆蓋度在10%以上的栽培山茶科山茶屬茶組植物群落[4]。森林茶園是生產(chǎn)功能與生態(tài)服務(wù)功能相融合的植物群落，具有重要的經(jīng)濟(jì)、文化、生態(tài)價(jià)值。森林茶園的特點(diǎn)是：茶樹樹木高大，布局分散，茶葉產(chǎn)量低（相對臺地茶園），生態(tài)環(huán)境優(yōu)越，群落結(jié)構(gòu)豐富，病蟲害少[5]。一些森林茶園具有獨(dú)特的地理和生態(tài)環(huán)境，孕育和保存了大量的古茶樹，是茶樹種質(zhì)資源基因庫，同時(shí)也是農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)，有保護(hù)生物多樣性的重要意義，比如西雙版納布朗族森林茶園[6]。森林茶園在空間群落結(jié)構(gòu)上形成具有上、中、下3層的復(fù)合結(jié)構(gòu)模式，大致依次可分為樟樹類高大喬木，茶樹、豆科、杜鵑花科植物，禾本科、蕨類、野生蔬菜等草本植物[7-8]。

貴州省是茶樹的起源地之一，是寶貴的茶樹基因庫[9-10]。三都水族自治縣，生態(tài)保存完好，山清水秀，景色怡人，全縣森林覆蓋率達(dá)72.47%，是貴州省10個(gè)重點(diǎn)林業(yè)縣之一。三都縣境內(nèi)的森林茶園生態(tài)原始，物種多樣性豐富，古茶樹數(shù)量多，群落結(jié)構(gòu)多樣 [11]。目前，對貴州省內(nèi)森林茶園中古茶樹資源的研究主要集中于古茶樹資源的調(diào)查與鑒定、古茶樹資源的保護(hù)以及茶樹起源等方面[12]，而對森林茶園內(nèi)群落調(diào)查的研究還有所欠缺。

本研究對貴州省三都縣森林茶園群落結(jié)構(gòu)多樣性進(jìn)行研究，探討貴州森林茶園中植物物種分布規(guī)律及其群落結(jié)構(gòu)特征，了解貴州森林茶園的立地條件、管理方式，對有效保護(hù)森林茶園生態(tài)系統(tǒng)多樣性具有重要意義。

1" 材料與方法

1.1" 調(diào)查區(qū)域概括

貴州三都是中國唯一的水族自治縣，位于貴州省黔南布依族苗族自治州東南部，地處“月亮山、雷公山”腹地，地跨東經(jīng)107°40′至108°14′、北緯25°30′至26°10′之間，屬中亞熱帶溫潤季風(fēng)氣候類型。

1.2" 研究方法

1.2.1" 野外調(diào)查

按照野外生態(tài)學(xué)最常用的樣方調(diào)查研究方法，根據(jù)文獻(xiàn)查閱和實(shí)地調(diào)查選取不同類型具有代表性的區(qū)域，設(shè)置10個(gè)20 m×20 m的茶園樣地，記錄樣地的海拔、坡度和群落狀況等環(huán)境因子（表1），所選森林茶園均為距離村寨較遠(yuǎn)的無施肥、無修剪等管理措施的茶園，每年采摘2～3次，天然植被保存較為完整。對樣地中的喬木樹種（胸徑大于5 cm）進(jìn)行調(diào)查，記錄每株樹木的樹高、胸徑、冠幅等[13]。在每個(gè)樣地中沿著對角線設(shè)置4個(gè)5 m×5 m的灌木層的小樣方，對樣方中的灌木植物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，記錄高度、地徑、蓋度等基本數(shù)據(jù)。同時(shí)在每個(gè)灌木樣方的正中設(shè)置1 m×1 m的草本層的小樣方，記錄草本小樣方的草本植物名和蓋度數(shù)據(jù)。

1.2.2" 數(shù)據(jù)分析方法

根據(jù)收集的樣地調(diào)查數(shù)據(jù)，計(jì)算出各樣地植物種類的重要值，其公式如下。

重要值（喬木層）=（相對多度+相對優(yōu)勢度+相對頻度）/3

重要值（灌木層）=（相對多度+相對頻度）/2

重要值（草本層）=（相對蓋度+相對頻度）/2

式中：相對優(yōu)勢度=（一個(gè)種的優(yōu)勢度/所有種的優(yōu)勢度之和）×100%；相對多度=（一個(gè)種的株數(shù)/所有種的總株數(shù)）×100%；相對頻度=（一個(gè)種的頻度/所有種的頻度之和）×100%；相對蓋度=（一個(gè)種的分蓋度/所有分蓋度之和）×100%。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 群落的物種組成結(jié)構(gòu)

2.1.1" 群落的物種類型

森林茶園群落種群密度大，物種豐富，自然更新力強(qiáng)，是大自然對人類的饋贈(zèng)，也是生物多樣性的活基因庫。在貴州三都森林茶園共記錄到136種（變種）植物，隸屬65科108屬。超過4個(gè)種的科分別為薔薇科、樟科、殼斗科、禾本科。喬木層共包括47種植物，各樹種個(gè)體總數(shù)為396株；每個(gè)樣地平均個(gè)體數(shù)為40株，平均物種數(shù)為5種。灌木層共有58種植物，各樹種個(gè)體總數(shù)為1 852株；每個(gè)樣地平均個(gè)體數(shù)為185株，平均物種數(shù)為6種。草本層共有49種植物，每個(gè)樣地平均物種數(shù)為5種，平均蓋度為62.28%。喬木層和灌木層共有茶樹427株，平均每個(gè)大樣地茶樹個(gè)體數(shù)約為43株，喬木型茶樹209株占48.94%，灌木型茶樹218株，占51.06%。

根據(jù)世界種子植物科級分布區(qū)域類型，結(jié)果顯示亞熱帶成分占優(yōu)勢，有40科（因貴州省屬亞熱帶氣候，故將表中出現(xiàn)“亞熱帶”類型的科只取亞熱帶統(tǒng)計(jì)），占總科數(shù)的61.54%；熱帶成分15科，為總科數(shù)的23.08%；溫帶成分僅19科，占29.23%，可知該地區(qū)以亞熱帶地理成分為主（表2）。

2.1.2" 群落物種的重要值

通過對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出森林茶園喬木層（表3）、灌木層（表4）和草本層（表5）主要物種的重要值。在貴州三都森林茶園生態(tài)系統(tǒng)喬木層中，主要的優(yōu)勢種是茶（Camellia sinensis var. sinensis）、青岡（Cyclobalanopsis glauca）、楓香樹（Liquidambar formosana）和樸樹（Celtis sinensis），它們重要值都在5.00以上，尤其是茶的重要值達(dá)到了31.41，顯著高于其他各樹種的重要值；相對多度、相對優(yōu)勢度、相對頻度也是茶樹的值最大，其植株數(shù)量占52.52%。同時(shí)茶在灌木層中的重要值為16.90，僅次于方竹（Chimonobambusa quadrangularis），共有204株，占總數(shù)的11.03%，在生境中占有優(yōu)勢，而方竹重要值為21.39；其次是川莓（Rubus setchuenensis）重要值為6.56，水竹（Phyllostachys heteroclada）重要值為5.58。草本層中，中華短腸蕨（Allantodia chinensis）重要值最大，為9.31；花莛薹草（Carex scaposa）次之，為8.15。重要值反映了群落中優(yōu)勢種的排列。

本次調(diào)查中，僅有喬木層植物傘花木，隸屬傘花木屬（Eurycorymbus），為中國特有屬，其屬分布區(qū)域?yàn)闊釒Ш蛠啛釒В粋慊镜闹匾禐?.85。

2.2" 水平結(jié)構(gòu)

樹種的徑級分布可以反映群落的水平結(jié)構(gòu)。通過對收集數(shù)據(jù)的計(jì)算統(tǒng)計(jì)，喬木層平均胸徑為10.43 cm，毛桐（Vernicia fordii）單株胸徑最大，為60.19 cm，主要優(yōu)勢樹種茶、青岡、楓香樹、樸樹、野桐和毛桐的平均胸徑分別為9.53、17.71、25.87、24.00、15.28和29.08 cm。灌木層平均地徑為1.70 cm，黑殼楠（Lindera megaphylla）單株地徑最大，為4.80 cm，茶樹平均地徑為3.52 cm。群落內(nèi)無論是喬木層徑級，還是茶樹種群的徑級，分布均呈現(xiàn)出明顯的反 “Ｊ”型（圖1），表明調(diào)查的森林茶園生態(tài)系統(tǒng)群落較為穩(wěn)定。

喬木層樹種出現(xiàn)最多的是胸徑在5 ～10 cm之間，胸徑在20 cm以下的植株數(shù)占總數(shù)的85.35%，10 cm以下的植株數(shù)占比為47.47%；灌木層地徑小于2 cm的喬木幼樹共有15種，共計(jì)257株，占灌木層植株13.89%。結(jié)果顯示，大多數(shù)植株仍以小徑級的形式存在，可能是由于林層中的大型植株上部接受陽光較多，生長旺盛，但也因此形成擁擠的空間，導(dǎo)致大徑級喬木競爭大，數(shù)量少；反之，灌木層及草本層的空間相對較寬敞，存在著諸多小徑級樹種，為尚未成熟的幼齡喬木混合在此層中，因而物種數(shù)和株數(shù)較多。

2.3" 垂直結(jié)構(gòu)

森林茶園群落垂直結(jié)構(gòu)通過群落中林木高度級分布來揭示，能反映樹種在茶園群落中的特征和群落的分層結(jié)構(gòu)[14-15]。結(jié)構(gòu)劃分層次，森林茶園生態(tài)系統(tǒng)可大致分為2個(gè)大層，即喬木層和灌木與喬木更新層。1個(gè)大層可以分為2個(gè)亞層，分別為灌木與喬木更新下層（0～2 m）、灌木與喬木更新上層（2～5 m）、喬木下層（5～10 m）、喬木上層（10～16 m）。喬木層植株高度在15 m以下有373株，占94.19%，其中高度級在5～10 m的范圍最多，達(dá)215株（54.29%），高度級在0～5 m的樹種121株。灌木層植株高度主要集中在0～3 m（1 584株），占總株數(shù)85.53%（圖2）。

從各層樹種組成來看，灌木及喬木更新層的上下層樹種組成接近，茶樹數(shù)量占絕對優(yōu)勢（占總數(shù)的18.33%），伴生黑殼楠、米櫧、青岡等喬木的幼樹分布于群層中。

喬木下層主要由茶、尖連蕊茶、細(xì)齒葉柃、半邊月、木蓮、齒緣吊鐘花等組成，喬木上層主要由楓香樹、闊葉槭、傘花木、青岡、樸樹等組成。在森林茶園生態(tài)系統(tǒng)中，喬木上層個(gè)體數(shù)量少，多為常綠闊葉樹種，冠幅大。

3" 小結(jié)與討論

三都縣森林茶園生態(tài)系統(tǒng)群落中共記錄到了136種植物，其中喬木層物種數(shù)為47種，共計(jì)396株，隸屬24科35屬；灌木層物種數(shù)為58種，共計(jì)1 852株，隸屬26科39屬；草本層有49種草本植物，隸屬31科40屬。該地森林茶園中植物多樣性高，區(qū)系地理成分亞熱帶性質(zhì)明顯，體現(xiàn)了調(diào)查群落位于亞熱帶地區(qū)的區(qū)位特征。楊期和等[16]的研究也顯示類似的結(jié)果，豐富的植物多樣性有利于改善茶園小氣候及土壤理化性質(zhì)等，從而促進(jìn)茶園的良性循環(huán)，這也是該地森林茶園群落處于較穩(wěn)定狀態(tài)的主要原因之一。通過對調(diào)查樣地?cái)?shù)據(jù)整理分析，森林茶園生態(tài)系統(tǒng)中的喬木樹種數(shù)隨著徑級的增加而減少，樹種多樣性也在相應(yīng)程度上隨之降低。在高度級的分布中，樹種豐富度隨著高度級變化呈現(xiàn)出先升后降的趨勢，其最高值出現(xiàn)在5～10 m的高度級中。茶是該群落的優(yōu)勢種，楓香、樸樹、青岡、野桐、黑殼楠、青岡、川莓和赤車等植物伴生。

研究表明，茶樹是耐陰、喜溫濕的植物[17]。遮陰能夠降低光照強(qiáng)度，改變茶園的小氣候，適當(dāng)?shù)恼陉幱欣诓铇涞纳L發(fā)育[18]，而該地森林茶園中一些高大的喬木起到了遮陰的作用，這也是該地森林茶園中茶樹生長良好，作為優(yōu)勢群落的主要原因之一，這一理論也能夠?yàn)楝F(xiàn)代茶園的建設(shè)提供一定的幫助。

與劉冠群等[19]的研究結(jié)果相似，在此次研究中，筆者也發(fā)現(xiàn)部分森林茶園中的茶樹資源遭到破壞、茶樹資源利用率低這兩個(gè)主要問題，這可能與農(nóng)戶對茶樹資源的價(jià)值認(rèn)知不足、缺乏資源保護(hù)意識、茶樹鮮葉采集方式和利用方式的局限等有關(guān)。如今隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對茶飲的需求也在增加，隨之帶來了古茶樹資源的價(jià)格不斷提高，但因?yàn)椴铇洳∠x害、不合理的采摘以及管理不到位等問題[20-21]，導(dǎo)致產(chǎn)量無法跟上。因此，采取生物防治的方式對古茶園病蟲害進(jìn)行防治、加強(qiáng)國家監(jiān)管和社會(huì)監(jiān)管以及通過人工管控[22-23]等措施對古茶園進(jìn)行保護(hù)和科學(xué)利用，可保證其穩(wěn)定的生態(tài)結(jié)構(gòu)，維持其生態(tài)平衡，進(jìn)而和諧發(fā)展。

貴州三都森林茶園種植歷史悠久，生態(tài)系統(tǒng)中灌木層有廣泛喬木幼樹分布，天然更新能力較強(qiáng)?！跋碴幣聫?qiáng)光”是茶樹生長特性之一，但過度遮陰會(huì)導(dǎo)致茶樹生長不良。當(dāng)前，三都的森林茶園管理粗放，有必要對其采取保護(hù)與撫育措施，通過合理疏伐調(diào)整林層密度，使茶樹具有良好的生長空間，保障茶樹生長所需的光照、水分與養(yǎng)分等，從而提升森林茶園的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值；同時(shí)，維持群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，合理構(gòu)建森林茶園群落生態(tài)系統(tǒng)，改善茶樹生長環(huán)境，對森林茶園可持續(xù)利用具有重要的指導(dǎo)意義。

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