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摘要以桂林灵川县青狮潭保护区常绿阔叶林为研究对象,采用6块固定样地的数据,分析青狮潭保护区常绿阔叶林群落物种组成、结构及特征。结果表明:林分郁闭度0.8、平均高11.0 m、平均胸径13.5 cm
;椎木-青冈栎群落中幼苗幼树密度较大,常绿树种的密度、相对显著度和重要值较大,在群落中占有绝对优势地位,群落表现出典型的常绿性,群落物种丰富,结构层次明显;群落胸径结构中幼龄株数占比较高,DBH≥5 cm的植物株数随胸径级增加呈倒“J”型,椎木、青冈栎幼苗更新优良。
关键词常绿阔叶林;群落结构;青狮潭保护区
中图分类号S759.9文献标识码
A文章编号0517-6611(2015)28-194-03
常绿阔叶林群落终年常绿,一般呈暗绿色而略闪烁反光,林相整齐,由于树冠浑圆,林冠呈微波状起伏[1]。整个群落全年均为营养生长,夏季更为旺盛。内部结构可分为乔木层、灌木层和草本层,发育良好的乔木层可分2~3亚层,郁闭度在0.7~0.9,树冠多相连续,乔木层多数为壳斗科的常绿树种。灌木层可分为2~3亚层,除上层乔木的幼树之外,发育良好的灌木层种类有时也伸入乔木的第3亚层[2]。该研究结合桂林市灵川县青狮潭保护区常绿阔叶林群落固定样地的调查数据,对常绿阔叶林群落种类组成、结构进行调查,分析保护区常绿阔叶林群落的物种组成特点、分布规律,为保护区地带性植被保护提供科学参考依据。
1研究区概况
灵川县青狮潭保护区位于110°5′15″~110°17′30″E,25°26′20″~25°47′30″N,在灵川县的西北部,与临桂县的宛田瑶族乡,龙胜县的江底乡、和平乡,兴安县的金石乡相邻,区域范围包括青狮潭镇及兰田乡全部,面积58 399.7 hm2,占全县土地总面积的25.4%。功能区林地面积48 312.5 hm2,占全县林地面积的28.9%,占该保护区土地面积的82.7%[3]。气候属中亚热带季风气候,四季分明,雨量充沛,年平均气温18.7 ℃,年平均日照1 614.7 h,年平均雨量1 926 mm,年平均无霜期318 d。青狮潭自治区级自然保护区以及桂林市饮用水源之一的青狮潭水库,生态条件优越,生物多样性丰富,承担着水源涵养、维护生物多样性等生态功能。地带性植被为亚热带常绿阔叶林。由于人为干扰较多,原生植被大多受到不同程度的破坏,现存植被有次生林、人工林,如杉木(Cunninghamia laceoLata)人工林、马尾松(Pinus massoniana)次生林、毛竹(Phyllostachys heterocycla)人工林。椎木—青冈林为保护区内保存较为完好的常绿阔叶林之一。
2研究方法
2.1样地设置与调查
在青狮潭保护区常绿阔叶林建立6个30 m×30 m的固定样地,每个固定样地分为30个5 m×6 m的样方,对样方内胸径(DBH)≥5 cm的所有植物进行调查,记录植物种类、株数,测定胸径、树高、胸高断面积等。在固定样地内沿对角线机械布样3 m×3 m样方30个,调查乔木层、下木层、灌木层频度,统计相对频度、重要值。从3 m×3 m样地中分别选择4个从对角线交叉点至四顶角中间的样方,调查下木层和灌木层株数(丛数)、盖度、平均高、优势年龄、分布状况、生活力、物候相等,统计重要值[4]。
2.2群落特征值的计算
群落特征值主要包括密度、树高、胸高断面积、盖度、频度与重要值等指标。各特征指数的计算方法如下:
密度(D)=样方内某一物种个体数/样方面积;
相对密度(RD)=(每个物种的密度/所有种的密度和)×100%;
相对高度=(每个物种个体的高度/所有种个体高度和)×100%;
相对优势度=(每个物种所有个体的胸径断面积和/所有种的所有个体胸径断面积和)×100%;
相对盖度=(每个物种的盖度/所有种的盖度和)×100%;
频度(F)=(物种出现的样方数/总样方数)×100%;
相对频度(RF)=(某一物种频度/全部物种频度之和)×100%;
相对显著度(RM)=(每个物种的胸径断面积/全部物种的胸径断面积之和)×100%;
乔木的重要值(IV)=相对密度+相对优势度+相对高度;
灌木及草本的重要值(IV)=相对高度+相对盖度[5]。
2.3高度级和胸径级的划分
为了分析群落垂直和水平方向上的结构特征,结合样地采集的数据,现将树高划分为4个高度级:1~5 m(1 m≤H<5 m),5~10 m(5 m≤H<10 m),10~15 m(10 m≤H<15 m)和15 m以上(≥15 m)。将胸径划分为12个胸径级:5 cm≤DBH<7 cm,7 cm≤DBH<9 cm,9 cm≤DBH<11 cm,11 cm≤DBH<13 cm,13 cm≤DBH<15 cm,15 cm≤DBH<17 cm,17 cm≤DBH<19 cm,19 cm≤DBH<21 cm,21 cm≤DBH<23 cm,23 cm≤DBH<25 cm,25 cm≤DBH<27 cm,27 cm≤DBH<29 cm,依次以6,8,10,12,14,16,18,20,22,24,26,28表示。
3结果与分析
3.1林分特征
起测径阶为6 cm(DBH≥5 cm),用粉笔或油漆对界外树标记。测径:从一端按顺序测每株树胸径,按树种、径阶、材质报告记录员,以“正”统计株数,填入每木调查记录表。回报无误后用粉笔标记以示已测。测高:从每径阶第1株开始,以后每5株(即每径阶的第1、6、11、16…株)测高,将结果填入测高记录表,6块样地大小为30 m×30 m,6块样地林分平均高为11.0 m ,平均胸径13.5 cm,胸高断面积平均值2.887 95 m2/hm2,郁闭度0.8(表1)。 3.2群落物种组成及多样性
主林层优势种对群落的构建作用较显著,重要值排前10位植物的重要值之和达65.86(表2)。其中,椎木(Castanopsis kawakamii )的密度、重要值均为群落的最大值,在群落中占绝对优势;青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)、大叶栎(Quercus griffithii)为乔木层的次优势种,杉木(Cunninghamia lanceolata)、酸枣(Ziziphus jujuba)、荷木(Schima superba)为乔木层伴生种;山茶(Camellia japonica)、桂花(Osmanthus fragrans)、黄杨(Buxus sinica)、鸭脚木(Schefflera octophylla)为灌木层优势种类。只在一个小样方内出现的物种为稀有种,1个以上小样方内出现的为常见种[6]。研究固定样地中,30个以上样方中出现的常见种有10个,占总种数的92%;在1个小样方内出现的稀有种共5个,如泡桐(Paulownia fortunei)、南方红豆杉(Taxus mairei)、厚朴( magnolia officinalis)、深山含笑( michelia maudiae)、桂南木莲( manglietia chingii)等。说明常见种在样地中占有绝对优势,群落具有较高的生境异质性[7]。
3.3群落结构
3.3.1乔木层重直结构。
由表3可知,在垂直方向上,可以分为4个层:第1层(H≥15 m)有3科6种30株植物,第2层(10 m≤H<15 m)有5科8种151株植物,第3层(5≤H<10 m)有7科12种1 251株植物,第4层(1≤H<5 m)有14科21种2 541株植物。常绿乔木个体数占总数的81.3%,落叶乔木个体数占总数的10.3%,常绿灌木个体数占总数的7.5%,落叶灌木个体数占总数的0.9%。常绿乔木株数在各层中占绝对优势,落叶乔木的株数在各高度级中占比例较小,处于伴生地位,主要有酸枣、荷木、檫木(Sassafras tzumu)和枫香(Liquidambar formosana)等,林下幼树幼苗数量较少,第4层常绿灌木主要有檵木(Loropetalum chinense)、油茶(Camellia oleifera)、乌饭子(Vaccinium bracteatum)、栀子(Gardenia jasminoides),落叶灌木主要有小叶石楠(Photinia parvifolia)、山胡椒(Lindera glauca)、杜鹃(Rhododendron simsii)、红背山麻杆(Alchornea trewioides)等。群落中科、种的数量随高度级增加而减少(图1),4个高度层中,林冠下层常绿树种株数显著增加,林下更新良好[8]。
3.3.2乔木层胸径结构 。
群落内DBH≥5 cm的植物株数随胸径级增加而减少,呈倒“J”型分布(图2)。DBH=6 cm的共1 556株,占总株数(2 901株)的53.7% ;DBH=8 cm的共489株,DBH=10 cm的共245株,DBH=12 cm的共244株,DBH在8~12 cm的株数为978株,占总株数的33.7%;DBH>12 cm的共367株,占总株数的12.6% 。标准地内DBH<5 cm椎木幼苗幼树2 700株,DBH<5 cm青冈栎幼苗幼树900株。表明椎木、青冈栎幼苗更新优良。由于群落郁闭度较大,一些喜光树种的幼苗幼树较少,喜光树种将在群落演替进程中将逐步消失[9]。
4结论与讨论
(1)椎木-青冈栎群落中幼苗幼树密度较大,常绿树种的密度、相对显著度和重要值较大,在群落中占有绝对优势地位,群落表现出典型的常绿性,群落物种丰富,结构层次明显。
在常绿阔叶林分类上,该群落属于典型以壳斗科为主常绿阔叶林群系[10]。
(2)群落重直结构分化明显,物种数量和株数随高度的增加呈递减趋势,表明群落下层竞争强烈,只有部分物种的少数个体能成为林冠层的优势个体。群落胸径结构中幼龄
株数占比较高,DBH≥5 cm的植物株数随胸径级增加呈倒“J”型,椎木、青冈栎幼苗更新优良,说明具有顶级群落的特点[11]。椎木—青冈林群落是保护区的地带性植被常绿阔叶林之一。
(3)常绿阔叶林群落平均胸径、平均高较小,为了培育珍稀和大径级森林资源,提升森林生态功能、增加生物多样性,应全面落实青狮潭保护区生态林业、民生林业战略,在核心区内以保护为第一要务,适度限制旅游活动。
参考文献
[1] 吴征镒.中国种子植物属的分布区类型[J].云南植物研究,1991(SIV):1-113.
[2] 祁承经,喻勋林.湖南种子植物总览[M].长沙:湖南科学技术出版社,2002:10-121.
[3] 广西林业勘测设计院.灵川县林地保护利用规划(2010-2020年)[M].南宁:广西林业勘测设计院,2011:11-131.
[4] 赵丽娟,项文化.中亚热带石栎-青冈群落物种组成、结构及区系特征[J].林业科学,2013,49(12):10-17.
[5] 甄学宁,邓扬柱.成套小样园作为典型众数抽样调查单元的方法[J].森林与环境学报,1999 (1):44-46.
[6] 祝燕,赵谷凤.古田山中亚热带常绿阔叶林动态监测样地:群落组成与结构[J].植物生态学报,2008,32(2):262-273.
[7] 胡正华,于明坚.古田山国家自然保护区针阔叶混交林植物物种多样性特征[J].生态环境,2008,17(5):1961-1965.
[8] 汤爱仪.常绿阔叶林不同演替阶段树种幼苗对不同光环境的适应[D].重庆:西南大学,2008.
[9] 林存炎.沿海马尾松相思次生林优势种群生态学研究[D].福州:福建农业大学,2008.
[10] 宋永昌.中国常绿阔叶林分类试行方案[J].植物生态学报,2004,28(4):435-448.
[11] 兰长春,余艳峰.安徽肖坑亚热带常绿阔叶次生林的结构特征[J].东北林业大学学报,2008,36(11):18-25.
;椎木-青冈栎群落中幼苗幼树密度较大,常绿树种的密度、相对显著度和重要值较大,在群落中占有绝对优势地位,群落表现出典型的常绿性,群落物种丰富,结构层次明显;群落胸径结构中幼龄株数占比较高,DBH≥5 cm的植物株数随胸径级增加呈倒“J”型,椎木、青冈栎幼苗更新优良。
关键词常绿阔叶林;群落结构;青狮潭保护区
中图分类号S759.9文献标识码
A文章编号0517-6611(2015)28-194-03
常绿阔叶林群落终年常绿,一般呈暗绿色而略闪烁反光,林相整齐,由于树冠浑圆,林冠呈微波状起伏[1]。整个群落全年均为营养生长,夏季更为旺盛。内部结构可分为乔木层、灌木层和草本层,发育良好的乔木层可分2~3亚层,郁闭度在0.7~0.9,树冠多相连续,乔木层多数为壳斗科的常绿树种。灌木层可分为2~3亚层,除上层乔木的幼树之外,发育良好的灌木层种类有时也伸入乔木的第3亚层[2]。该研究结合桂林市灵川县青狮潭保护区常绿阔叶林群落固定样地的调查数据,对常绿阔叶林群落种类组成、结构进行调查,分析保护区常绿阔叶林群落的物种组成特点、分布规律,为保护区地带性植被保护提供科学参考依据。
1研究区概况
灵川县青狮潭保护区位于110°5′15″~110°17′30″E,25°26′20″~25°47′30″N,在灵川县的西北部,与临桂县的宛田瑶族乡,龙胜县的江底乡、和平乡,兴安县的金石乡相邻,区域范围包括青狮潭镇及兰田乡全部,面积58 399.7 hm2,占全县土地总面积的25.4%。功能区林地面积48 312.5 hm2,占全县林地面积的28.9%,占该保护区土地面积的82.7%[3]。气候属中亚热带季风气候,四季分明,雨量充沛,年平均气温18.7 ℃,年平均日照1 614.7 h,年平均雨量1 926 mm,年平均无霜期318 d。青狮潭自治区级自然保护区以及桂林市饮用水源之一的青狮潭水库,生态条件优越,生物多样性丰富,承担着水源涵养、维护生物多样性等生态功能。地带性植被为亚热带常绿阔叶林。由于人为干扰较多,原生植被大多受到不同程度的破坏,现存植被有次生林、人工林,如杉木(Cunninghamia laceoLata)人工林、马尾松(Pinus massoniana)次生林、毛竹(Phyllostachys heterocycla)人工林。椎木—青冈林为保护区内保存较为完好的常绿阔叶林之一。
2研究方法
2.1样地设置与调查
在青狮潭保护区常绿阔叶林建立6个30 m×30 m的固定样地,每个固定样地分为30个5 m×6 m的样方,对样方内胸径(DBH)≥5 cm的所有植物进行调查,记录植物种类、株数,测定胸径、树高、胸高断面积等。在固定样地内沿对角线机械布样3 m×3 m样方30个,调查乔木层、下木层、灌木层频度,统计相对频度、重要值。从3 m×3 m样地中分别选择4个从对角线交叉点至四顶角中间的样方,调查下木层和灌木层株数(丛数)、盖度、平均高、优势年龄、分布状况、生活力、物候相等,统计重要值[4]。
2.2群落特征值的计算
群落特征值主要包括密度、树高、胸高断面积、盖度、频度与重要值等指标。各特征指数的计算方法如下:
密度(D)=样方内某一物种个体数/样方面积;
相对密度(RD)=(每个物种的密度/所有种的密度和)×100%;
相对高度=(每个物种个体的高度/所有种个体高度和)×100%;
相对优势度=(每个物种所有个体的胸径断面积和/所有种的所有个体胸径断面积和)×100%;
相对盖度=(每个物种的盖度/所有种的盖度和)×100%;
频度(F)=(物种出现的样方数/总样方数)×100%;
相对频度(RF)=(某一物种频度/全部物种频度之和)×100%;
相对显著度(RM)=(每个物种的胸径断面积/全部物种的胸径断面积之和)×100%;
乔木的重要值(IV)=相对密度+相对优势度+相对高度;
灌木及草本的重要值(IV)=相对高度+相对盖度[5]。
2.3高度级和胸径级的划分
为了分析群落垂直和水平方向上的结构特征,结合样地采集的数据,现将树高划分为4个高度级:1~5 m(1 m≤H<5 m),5~10 m(5 m≤H<10 m),10~15 m(10 m≤H<15 m)和15 m以上(≥15 m)。将胸径划分为12个胸径级:5 cm≤DBH<7 cm,7 cm≤DBH<9 cm,9 cm≤DBH<11 cm,11 cm≤DBH<13 cm,13 cm≤DBH<15 cm,15 cm≤DBH<17 cm,17 cm≤DBH<19 cm,19 cm≤DBH<21 cm,21 cm≤DBH<23 cm,23 cm≤DBH<25 cm,25 cm≤DBH<27 cm,27 cm≤DBH<29 cm,依次以6,8,10,12,14,16,18,20,22,24,26,28表示。
3结果与分析
3.1林分特征
起测径阶为6 cm(DBH≥5 cm),用粉笔或油漆对界外树标记。测径:从一端按顺序测每株树胸径,按树种、径阶、材质报告记录员,以“正”统计株数,填入每木调查记录表。回报无误后用粉笔标记以示已测。测高:从每径阶第1株开始,以后每5株(即每径阶的第1、6、11、16…株)测高,将结果填入测高记录表,6块样地大小为30 m×30 m,6块样地林分平均高为11.0 m ,平均胸径13.5 cm,胸高断面积平均值2.887 95 m2/hm2,郁闭度0.8(表1)。 3.2群落物种组成及多样性
主林层优势种对群落的构建作用较显著,重要值排前10位植物的重要值之和达65.86(表2)。其中,椎木(Castanopsis kawakamii )的密度、重要值均为群落的最大值,在群落中占绝对优势;青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)、大叶栎(Quercus griffithii)为乔木层的次优势种,杉木(Cunninghamia lanceolata)、酸枣(Ziziphus jujuba)、荷木(Schima superba)为乔木层伴生种;山茶(Camellia japonica)、桂花(Osmanthus fragrans)、黄杨(Buxus sinica)、鸭脚木(Schefflera octophylla)为灌木层优势种类。只在一个小样方内出现的物种为稀有种,1个以上小样方内出现的为常见种[6]。研究固定样地中,30个以上样方中出现的常见种有10个,占总种数的92%;在1个小样方内出现的稀有种共5个,如泡桐(Paulownia fortunei)、南方红豆杉(Taxus mairei)、厚朴( magnolia officinalis)、深山含笑( michelia maudiae)、桂南木莲( manglietia chingii)等。说明常见种在样地中占有绝对优势,群落具有较高的生境异质性[7]。
3.3群落结构
3.3.1乔木层重直结构。
由表3可知,在垂直方向上,可以分为4个层:第1层(H≥15 m)有3科6种30株植物,第2层(10 m≤H<15 m)有5科8种151株植物,第3层(5≤H<10 m)有7科12种1 251株植物,第4层(1≤H<5 m)有14科21种2 541株植物。常绿乔木个体数占总数的81.3%,落叶乔木个体数占总数的10.3%,常绿灌木个体数占总数的7.5%,落叶灌木个体数占总数的0.9%。常绿乔木株数在各层中占绝对优势,落叶乔木的株数在各高度级中占比例较小,处于伴生地位,主要有酸枣、荷木、檫木(Sassafras tzumu)和枫香(Liquidambar formosana)等,林下幼树幼苗数量较少,第4层常绿灌木主要有檵木(Loropetalum chinense)、油茶(Camellia oleifera)、乌饭子(Vaccinium bracteatum)、栀子(Gardenia jasminoides),落叶灌木主要有小叶石楠(Photinia parvifolia)、山胡椒(Lindera glauca)、杜鹃(Rhododendron simsii)、红背山麻杆(Alchornea trewioides)等。群落中科、种的数量随高度级增加而减少(图1),4个高度层中,林冠下层常绿树种株数显著增加,林下更新良好[8]。
3.3.2乔木层胸径结构 。
群落内DBH≥5 cm的植物株数随胸径级增加而减少,呈倒“J”型分布(图2)。DBH=6 cm的共1 556株,占总株数(2 901株)的53.7% ;DBH=8 cm的共489株,DBH=10 cm的共245株,DBH=12 cm的共244株,DBH在8~12 cm的株数为978株,占总株数的33.7%;DBH>12 cm的共367株,占总株数的12.6% 。标准地内DBH<5 cm椎木幼苗幼树2 700株,DBH<5 cm青冈栎幼苗幼树900株。表明椎木、青冈栎幼苗更新优良。由于群落郁闭度较大,一些喜光树种的幼苗幼树较少,喜光树种将在群落演替进程中将逐步消失[9]。
4结论与讨论
(1)椎木-青冈栎群落中幼苗幼树密度较大,常绿树种的密度、相对显著度和重要值较大,在群落中占有绝对优势地位,群落表现出典型的常绿性,群落物种丰富,结构层次明显。
在常绿阔叶林分类上,该群落属于典型以壳斗科为主常绿阔叶林群系[10]。
(2)群落重直结构分化明显,物种数量和株数随高度的增加呈递减趋势,表明群落下层竞争强烈,只有部分物种的少数个体能成为林冠层的优势个体。群落胸径结构中幼龄
株数占比较高,DBH≥5 cm的植物株数随胸径级增加呈倒“J”型,椎木、青冈栎幼苗更新优良,说明具有顶级群落的特点[11]。椎木—青冈林群落是保护区的地带性植被常绿阔叶林之一。
(3)常绿阔叶林群落平均胸径、平均高较小,为了培育珍稀和大径级森林资源,提升森林生态功能、增加生物多样性,应全面落实青狮潭保护区生态林业、民生林业战略,在核心区内以保护为第一要务,适度限制旅游活动。
参考文献
[1] 吴征镒.中国种子植物属的分布区类型[J].云南植物研究,1991(SIV):1-113.
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[10] 宋永昌.中国常绿阔叶林分类试行方案[J].植物生态学报,2004,28(4):435-448.
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