廣西國有雅長林場植物群落多樣性分析

韓俊學，岑祖明，藍柳鳳，張后花

（1.廣西國有雅長林場，廣西 百色 533209；2.廣西國有黃冕林場，廣西 柳州 545600）

廣西國有雅長林場位于廣西壯族自治區西北部，地處106°08′—106°23′E，24°37′—25°00′N，地跨百色市的樂業、田林兩縣，是廣西丘陵向云貴高原的過渡地帶。林區氣候屬于亞熱帶氣候，光熱豐富，年平均氣溫16.8℃，極端最高氣溫38.0℃，極端最低氣溫－3℃，冬季時有霜雪，年降雨量1 058mm，年蒸發量1 484mm，相對濕度82%，每年5—10月為雨季，降雨量占全年降雨量80%以上，11月至次年4月為旱季[1]。

為了測定廣西國有雅長林場東明分場植物群落的物種多樣性，對東明分場的杉木林和馬尾松林分別進行了兩塊一樣大小20m×20m的樣方調查。調查樣地所在地形為低山，海拔約為500m，坡位為中坡，坡向為東南坡，坡度33°，土壤母質為砂頁巖，土壤類型屬于赤紅壤，主要植被覆蓋度在90%以上，兩樣地的喬木層均相對單一，林相較為整齊；灌木層和草本層植物種類較多。

目前生態學家趨向把群落物種多樣性定義為：群落中物種數和均勻度綜合起來的一個單一統計量。植物群落一般是通過度量群落中的種數、個體數目（多度）及物種多度的均勻度來表征群落物種多樣性。物種多樣性在反映植物的生境差異、結構類型、演替附段和群落穩定性和度等方面均具有重要的意義[2]。

1 原理與方法

1.1 樣方調查原理

樣方調查法，是生態學研究最常用的方法，目前多采用系統和典型的設置法。系統的設置法，實質是等間隔的棋盤式的設置法；典型的設置法則是在最有代表性的地段設置樣方，它帶有較強的主觀性，有時也可以把系統設置法和隨機設置法結合起來進行。樣方的數量越多越能反映客觀的真實情況。但是，樣方太多，會使工作量增大，不宜采用，草本群落一般設置5～10個，對于森林群落一般設置3個。

1.2 調查方法

本次調查采用典型的設置方法，在馬尾松和杉木長勢較好的地段各設置3個樣方，用皮尺和測繩沿坡向上下左右拉20m×20m的樣方，然后在大樣方中將其分割成四塊10m×10m的小樣方。對4個100m2的小樣方內喬木、灌木到草本逐一進行觀測，并作詳細記錄。對喬木層樹種的胸徑、樹高和冠幅進行逐一觀察、測量和記錄到記錄表中。對灌木層和草本層的各物種種類及其對應的平均高度和數量進行測量統計，填入相應的表中[3－5]。

2 數據處理

在植物群落的物種多樣性調查中，Simpson指數和Shannon－Weiner指數的計算最重要。

2.1 Simpson多樣性指數

Simpson多樣性指數（或Simpson指數）是Simpson基于概率論提出的，是最常用的多樣性指標之一。在樣方調查中，Simpson多樣性指數計算公式為：

式中：SP—Simpson指數；

N—所有物種的個體總和；

Ni—第i個物種的個體數；

r—屬于相同物種的概率，其值為0～1，r值大說明物種優勢度高，多樣性低。

SP的直觀意義：當從N個個體、S個物種的樣地中抽取個體并不放回，連續抽樣，如果抽取個體屬于相同物種的概率大，則多樣性低，反之則高。當Ni／N＝1／S時，群落內所有物種的個體數相等，群落有最大的物種多樣性。其公式為：

2.2 Shannon－Weiner指數

Shannon－Weiner指數是Shannon－Weiner根據信息論提出的，是影響極大的多樣性指數計算公式：

或SW＝3.321 9（lgN－1／N∑Ni·lgNi）

其中，SW為Shannon－Weiner指數；N為群落所有物種的個體總和；Ni為第i個物種的個體數；S為物種數目；Pi為第i個物種個體數的百分數；3.321 9是從log2到lg的轉化系數。

SW的直觀意義：該函數可預測從群落中隨機抽了一定個體物種的不定度，物種數目越多、個體分布越均勻時，此物種不定度越大。物種數目越多、個體分布越均勻時，此物種不定度越大。

2.3 均勻度公式

均勻度指群落中各個物種多度（個體數目）的均勻程度。當群落中所有物種多度都是均勻一致時，則物種均勻度為最大值1，否則小于1。均勻度實際上反映了群落中物種多樣性，有利于不同多樣性指數間的比較。可表示為：

3 結果與分析

用記錄表中的數據按照以上公式計算列表1。

表1 群落多樣性測定結果

將本次調查數據進行統計整理，并比較分析廣西國有雅長林場東明分場生物群落多樣性。

3.1 多樣性

根據調查記錄結果分析，兩樣方的森林植被覆蓋度都比較高，均超過80%。馬尾松林的群落結構為：馬尾松－杉木－蔓生莠竹群落，其喬木層除了馬尾松外還混有其他樹種：如中平樹、山烏桕和杉木等。使得樣地喬木層的生物多樣性復雜了不少，增加了植物群落的多樣性。灌木層則主要以肉桂、杉木和路邊青等灌木為主要樹種，灌木種類極為豐富，平均高度約為1.1m，直徑也較小。而草本層物種也非常豐富，種類繁多，草也比較高，約為0.6m。馬尾松林的Shannon－Weiner指數和Simpson多樣性指數均比杉林要高，說明馬尾松林的生物群落多樣性高于杉木林的生物群落多樣性，群落結構相對比較復雜。

3.2 均勻度

當群落中所有物種多度都是均勻一致時，則物種均勻度為最大值1，否則小于1。均勻度實際上反映了群落中物種多樣性，有利于不同多樣性指數間的比較。杉木林的物種多度相對均勻，均勻度總體上都略大于馬尾松林的均勻度，說明其生物種個體數目比較穩定，沒有太大的變動。不像馬尾松林那樣生物種類在個體數目上相差較大，不利于保持植物群落生物多樣性的穩定性。

3.3 區域評價

通過對雅長林場植物群落多樣性的分析，得出如下結論：廣西國有雅長林場東明分場馬尾松林和杉木林的森林植被覆蓋度較高，植物群落結構較為復雜，有利于保護生態結構多樣性的發展[6－9]。

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[3]王永繁，余世孝，劉蔚秋.物種多樣性指數及其分形分析[J].植物生態學報，2002（4）：391－395

[4]張鴻烈，劉光崧.陸地生物群落調查觀測與分析——中國生態學系統研究網絡觀測與分析標準方法[M].北京：中國標準出版社，1996

[5]錢迎倩，馬克平.生物多樣性研究的原理與方法[M].北京：中國科學技術出版社，1994

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