長白山不同海拔牛皮杜鵑群落物種多樣性研究*

楊麗娟，欒志慧，邵殿坤，顧地周，馮 穎，姜云天

(1.通化師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，吉林 通化134002；2.吉林省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，吉林 長春130022)

物種多樣性是生物多樣性的重要表現(xiàn)，它不僅反映植物群落物種的多度，即豐富度、變化程度和均勻度［1］，還決定著群落的穩(wěn)定性［2-4］，可度量群落結(jié)構(gòu)和功能的復(fù)雜性［5］，體現(xiàn)群落的特征［6-7］.監(jiān)測植物群落物種的多樣性，有利于森林保護(hù)工作，預(yù)防物種和珍稀瀕危物種免受破壞.

牛皮杜鵑是長白山不同海拔森林群落中的主要灌木，它與其附近的野生動植物以及周圍環(huán)境相互作用構(gòu)成森林生態(tài)系統(tǒng)，是長白山生態(tài)平衡中必不可少的一部分［8］.目前很多學(xué)者以長白山為研究對象，宏觀地研究長白山區(qū)的生物多樣性.本文在長白山白河地區(qū)森林/沼澤交錯區(qū)植物多樣性研究［9］，長白山處于不同發(fā)育階段的泥炭沼澤植被的調(diào)查［10］和長白山北坡、西坡和南坡不同海拔濕地植物群落結(jié)構(gòu)及其物種多樣性研究［11］等的基礎(chǔ)上，對長白山不同海拔的牛皮杜鵑群落結(jié)構(gòu)及其多樣性進(jìn)行調(diào)查和研究，對其群落物種多樣性進(jìn)行了初步探討.這些研究成果對于合理利用、保護(hù)和評價植物資源有重要指導(dǎo)意義.

1 研究區(qū)概況

研究地點(diǎn)位于長白山北坡.長白山植被呈現(xiàn)垂直分布，地形復(fù)雜，存有很多第三紀(jì)的孑遺植物，是我國著名的植被景觀，目前是整個歐亞東大陸北半球物種最豐富的山脈，應(yīng)高度重視該地區(qū)生物多樣性保護(hù).長白山地處北緯 38°46′～ 47°30′，東經(jīng)121°08′～134°，是我國著名的山地原始森林.屬季風(fēng)影響的溫帶大陸性山地氣候，具有冬季漫長寒冷，夏季短暫、溫暖多雨，春季風(fēng)大干燥，秋季涼爽多霧的特點(diǎn).年平均氣溫在2～6℃，最低氣溫出現(xiàn)在1月份，最低可達(dá)-39.4℃.年平均降水量為600～900mm，隨海拔增加而增加［11］.

2 研究方法

2.1 取樣

在長白山北坡海拔1500m、2000m和2500m高度的牛皮杜鵑分布區(qū)選取3個20m×30m樣地調(diào)查木本，總?cè)用娣e為1800m2.每個樣地內(nèi)取1個5m×5m的小樣方調(diào)查灌木，1m×1m樣方調(diào)查草本.對喬木、灌木和草本進(jìn)行調(diào)查并記錄其多度、平均高度和蓋度，根據(jù)公式計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo).

2.2 群落物種多樣性測度［12］

群落物種多樣性由豐富度、優(yōu)勢度和均勻性來衡量.

(1)物種豐富度用群落中的總個體數(shù)n和Margalef指數(shù)來度量.

Margalef：R1=(S-1)/ln(n)(n為觀察到的個體總數(shù)，S為群落中物種總數(shù).)

(2)生態(tài)優(yōu)勢度和群落物種多樣性用Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)來度量.

(3)均勻性采用Pielou指數(shù)和Hill指數(shù)來度量.

以上各指數(shù)的數(shù)據(jù)處理均在計(jì)算機(jī)上運(yùn)用生態(tài)學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行.

3 結(jié)果與討論

3.1 不同海拔牛皮杜鵑群落總體物種多樣性分析

通過調(diào)查統(tǒng)計(jì)得出：3塊樣地中植物共37科79屬138種，其中禾本科12屬，菊科9屬，毛茛科8屬，百合科6屬，傘形科5屬，薔薇科4屬，杜鵑花科、虎耳草科、莎草科、玄參科、蕁麻科、蹄蓋蕨科、石竹科各2屬，豆科、茜草科、蓼科、龍膽科、景天科、堇菜科、鹿蹄草科、敗醬科、鱗毛蕨科、楊柳科、牻牛兒科、木賊科、鳳仙花科、金星蕨科、柳葉菜科、巖蕨科、酢漿草科、紫草科、忍冬科、水鱉科、唇形科各1屬.

通過分析群落總體物種多樣性的結(jié)果(圖1)表明，不同海拔的牛皮杜鵑群落出現(xiàn)不同的物種多樣性、均勻性.豐富度指數(shù)R1在2.04～5.30范圍內(nèi).其中海拔2500m最小，1500m最大.從λ和H看，λ值越小，H值越大，則多樣性越高.各樣地的λ值在0.086～0.354，H在2.434～2.911，均表現(xiàn)為海拔2500m物種多樣性最低，1500m最高.呈現(xiàn)隨海拔降低物種多樣性上升的趨勢.均勻度指數(shù)則不同，E1值在0.526～0.967，其中以海拔2500m最高，海拔1500m最小.均勻性隨海拔上升而上升，是因?yàn)榕Ｆざ霹N群落隨海拔升高，群落物種數(shù)目下降，其均勻性隨之升高.E2的趨勢同E1.

圖1 群落總體物種多樣性分析

3.2 不同層次的物種多樣性分析

長白山牛皮杜鵑群落中，多是高度為6～7m的小喬木和灌木，因此物種多樣性分析在木本層和草本層兩個層次進(jìn)行.群落各層總體物種多樣性測度結(jié)果表明：木本層的物種多樣性明顯高于草本層(圖2).由于牛皮杜鵑群落生境條件惡劣，不利于草本植物生長，而且與林下生境人為破壞有關(guān)，使得草本物種多樣性減少.

因此，隨著海拔的升高，牛皮杜鵑群落總體物種多樣性降低，木本層的物種多樣性高于草本層.

圖2 群落各層總體物種多樣性分析

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