玉景寧玉蘭種群分布與群落結構研究

余澤智，陳翔翔，盧 璐，劉雪燕，殷 薈，申亞梅

（浙江農林大學 風景園林與建筑學院，浙江 臨安 311300）

玉景寧玉蘭種群分布與群落結構研究

余澤智，陳翔翔，盧 璐，劉雪燕，殷 薈，申亞梅*

（浙江農林大學 風景園林與建筑學院，浙江 臨安 311300）

以浙江省特有種景寧玉蘭（Magnolia sinostellata）為研究對象，對其種群分布、物種多樣性、空間結構進行了分析。結果表明：景寧玉蘭種群數量極少，且主要集中分布于浙江麗水一帶山區；景寧玉蘭群落內共有 54種植物（變種），以薔薇科（Rosaceae）、山茶科（Theaceae）、杜鵑花科（Ericaceae）、殼斗科（Fagaceae）為主，闊葉箬竹（Indocalamus latifolius）為灌木層優勢種（重要值為19.34），種群生活型譜中高位芽占據絕對優勢，群落垂直結構明顯；群落內喬木層的Pielou均勻度指數（1.16）與Simpson指數最高（0.85），灌木層的Shannon-Weiner指數最高（3.44），草本層的3個指數最低；經比較發現，3個分布區樣方內各層物種多樣性指數差異不顯著。綜上，景寧玉蘭目前群落結構較為穩定，但仍存在被其他植物演替取代的較大可能性，建議今后采取相關措施進行保護。

景寧玉蘭；種群分布；物種多樣性；群落結構

木蘭科（Magnoliaceae）植物主要分布于美洲、亞洲地區。但其地理起源中心至今沒有定論[1]。木蘭屬（Magnolia）植物為木蘭科代表屬，幾乎包括了木蘭科植物的所有特征，并且分布于木蘭科分布的所有區域，屬于東亞—北美間斷分布[2]。

中國為木蘭科植物在東亞的分布中心之一，共有11個屬，99種，占據全世界屬的70%，種的40%[3]。但由于生境破碎化、生境退化、過度采挖等原因，導致部分種類呈現瀕危狀態，1991年《中國植物紅皮書》[4]中顯示，我國有39種木蘭科植物為國家重點保護的珍稀瀕危植物種類，其余多數為不同級別的保護類型，以上數量還在呈現上升趨勢。因此有必要深入研究這些種類的分布、群落特征、種群結構以及遺傳多樣性，為木蘭科植物的起源、進化以及保護提供依據。

景寧玉蘭（Magnolia sinostellata）為木蘭科木蘭屬1新種，1989年在景寧草魚塘森林公園被發現，并被定為新種[5]，2012年被列為浙江省保護植物，因其花形優美，呈現灌木狀，觀賞價值較高。該種僅在浙江被發現，并且分布范圍小、種群數量少，自花授粉能力弱，結實低[3,5～7]，極易面臨滅絕。

因此，作者對景寧玉蘭種群分布、群落物種多樣性進行研究，以期了解：①景寧玉蘭分布特征；②景寧玉蘭群落內物種間關系；③景寧玉蘭種群與生境之間的關系；④景寧玉蘭種群是否處于衰退狀態。研究結果將能有效地解釋景寧玉蘭種群生態學特征與瀕危原因，并為景寧玉蘭的合理保護提供有效措施。

1 研究方法

1.1 調查地點及方法

根據景寧玉蘭被發現的相關報道，確定景寧草魚塘森林公園、松陽燈塔村牛頭山地帶、麗水蓮都峰源鄉葑垟村、溫州南雁蕩山風景區4個區域為調查點。選擇具有代表性的區域為試驗樣地，樣地大小為10 m×10 m典型樣地。根據不同點的分布，僅能在景寧草魚塘森林公園內有代表性樣地2個；松陽燈塔村牛頭山地帶樣地3個；麗水蓮都峰源鄉葑垟村樣地1個；由于溫州南雁蕩山風景區僅有5株，分布距離較遠，不足以形成群落，未設定樣地；此外，麗水市青田縣、慶元縣也有分布，通過咨詢發現，在此兩個區域的分布數量不能滿足樣地的要求，也未設定樣地。同時并調查灌木的種類、株數、多度及蓋度在樣地內設置2個25 m2小樣方，并在每個小樣方右下角設置1個l m2的樣方，統計草本層（包括蕨類）種類、多度及蓋度。

由于景寧玉蘭呈現條帶分布、片狀，選取樣地時長寬不一，有的區域可以取3個樣地，有的可以取2個或1個，不能滿足統計學的樣方數量要求。所以，取樣時根據馬克明等[8]的方法，不計取樣數量，只看取樣面積是否占該類型的大部分，且代表該群落類型特征，并對其進行比較。

1.2 數據分析

本研究主要采用以下指數：

喬木層重要值為（相對密度[即相對多度]＋相對頻度＋相對顯著度[即相對優勢度]）/3；

灌草層重要值為（相對密度[即相對多度] ＋相對頻度＋相對蓋度[即相對優勢度]）/3。

Simpson指數D：

式中，Pi為種的個體數占群落中總個體數的比例。

Shannon指數H′：

式中，Pi= Ni/N，Ni為i物種的個體數，N為群落中物種的總個體數。

Pielou均勻度指數E：

式中，S代表物種數目。

所有數據運用SPSS 19.0進行分析與統計。

2 研究結果

2.1 景寧玉蘭分布與種群數量

調查結果發現，松陽牛頭山區域內景寧玉蘭分布數量最多，為250株，在海拔1 000 m以上成群分布，景寧草魚塘森林公園內約為130株，呈分散性分布，麗水蓮都區為大約70株，分布較分散，溫州雁蕩上分布最少，僅發現5株，并且各株之間距離較遠。從4個區域看，景寧玉蘭主要分布在浙南山區，在27° 30′ ～ 28° 26′ N， 119° 49′ ～ 120° 05′ E的北坡，喜歡陰涼濕潤，水分充足的環境，呈分散性分布，少有成群分布，垂直分布在海拔750 ～ 1 300 m。

2.2 景寧玉蘭群落物種組成及數量特征

調查結果顯示，景寧玉蘭群落內共有54種植物（含變種），隸屬于26科41屬（表1）。其中蕨類植物1 科1屬，裸子植物2科2屬，被子植物23科38屬，被子植物種類最多的科有薔薇科（6屬7種）、山茶科（3 屬6種），殼斗科（3屬4種），其中薔薇科占種數的13 %，山茶科占11 %，杜鵑花科占9.3 %，殼斗科占7.4%。

表1 景寧玉蘭群落中主要科屬和種的組成Table 1 Composition of important species, genus and family in M. sinostellata communities

2.1.1 喬木層 喬木層共13個種，以常綠為主導，主要是黃山松（Pinus taiwanensis）、杉木（Cunninghamia lanceolata）、紅果山胡椒（Lindera erythrocarpa）等，其中黃山松出現頻度較高，為16.67%，并且相對密度較高，占 20.93%，重要值為33.48，在三個區域內，同一坡向中，杉木只在景寧草魚塘區域內出現，其出現頻度為8.33%（密度為15.50），重要值為14.15，紅果山胡椒只在松陽分布區域中出現，頻度為12.50%（密度21.32%），重要值為12.45。出現頻度較低的為木荷（Schima superba）、山櫻花（Cerasus serrulata）、小蠟（Ligustrum sinense），均為4.17 %，密度為0.39 %（表2）。

2.1.2 灌木層 群落內灌木層為常綠落葉混交林，共38個種，其中闊葉箬竹與景寧玉蘭占據主導地位，重要值依次為19.34、16.91，闊葉箬竹的密度較高（44.70 %），由于在蓮都區景寧玉蘭樣方內未見分布，出現頻度較低（6.67 %），景寧玉蘭的密度較低（3.46 %），但是頻度較高10 %，其余物種種數較多，但是數量較少，出現頻度較低（表2）。

2.1.3 草本層 景寧玉蘭分布區域內，草本層以苔草類為主，重要值為58.21，在蓮都區、松陽牛頭山均有出現，出現頻度為23.18%，重要值為37.20，景寧草魚塘的草本層五節芒（Miscanthus floridulus）、鼠尾草（Salvia japonica）及烏毛蕨（Blechnum orientale），其重要值依次11.73、8.21以及6.63，其中烏毛蕨為最低。

2.3 景寧玉蘭群落生活型與外貌特征

根據吳征鎰[9～10]關于種子植物地理成分劃分方法，景寧玉蘭植物群落中屬的分布類型有9類（表3），其中溫帶分布類型占46.2%，熱帶分布類型占43.9%，世界廣泛分布類型占7.3 %，景寧玉蘭的分布地植被類型屬于中亞熱帶常綠闊葉林帶，是溫帶與熱帶的過渡帶。調查結果進一步顯示，景寧玉蘭群落生活型主要表現在5個方面，其中高位芽植物有35種，占總數的67.31%；其次為地面芽植物8種，占總數的15.38%；地上芽植物6種，占總數的11.54%；一年生植物和地下芽植物稀少。

表2 景寧玉蘭群落物種重要值Table 2 Importance value (IV) of dominant specis in M. sinostellata communities

表3 景寧玉蘭群落中植物屬的地理分布類型Table 3 Geographical distribution pattern of genera in M. sinostellata communities

2.4 景寧玉蘭不同居群群落物種多樣性

研究結果顯示（表5），Shannon-Weiner指數順序依次為灌木層、喬木層、草本層，說明景寧玉蘭群落灌木層物種較為豐富；Simpson指數順序依次為喬木層、灌木層、草本層，但是3個層次之間差距較小，說明景寧玉蘭群落各層無明顯優勢；Pielou均勻度指數順序依次為喬木層、草本層、灌木層，三層之間差距也較小。

三個樣區景寧玉蘭群落物種調查結果顯示，景寧草魚塘森林公園區域內，喬木層為杉木、甜楮、黃山松，灌木層為闊葉箬竹、翅 柃、石楠、刺毛越桔等，草本層為烏毛蕨、鼠尾草、五節芒；松陽牛頭山區域內，喬木層為紅果釣樟、黃山松、石櫟等，灌木層為闊葉箬竹、映山紅等，草本層為發稈苔草等；蓮都區區域內，喬木層為毛竹，灌木層為菝 葜、宜昌莢蒾等，草本層為苔草類。經過比較得知（圖 1），景寧草魚塘景寧玉蘭群落復雜程度高于蓮都與松陽，并且均勻度以及物種優勢度也最高，但是松陽內喬木層內的物種多樣性指數、均勻度以及優勢度要高于其余地區，灌木層內蓮都區域多樣性指數、優勢度相對較高，草本層內種景寧草魚塘區域內多樣性指數、均勻度相對較高。其中景寧分布區群落多樣性指數與蓮都分區相似性高于松陽（表6）。

表4 景寧玉蘭群落物種生活型譜Table 4 Life-form spectrum of plants in M. sinostellata communities

表5 景寧玉蘭群落物種多樣性指數分析Table 5 Species diversity index in M. sinostellata communities

表6 景寧玉蘭分布區群落多樣性、均勻度以及優勢度Table 6 Community diversity, evenness and dominance of distributionarea of M. sinostellata

圖1 三個區域群落Shannon指數、Pielou指數和Simpson’s指數Figure 1 Shannon-Weiner, Pielou and Simpson’s index of surveyed communities

3 結論與討論

研究結果顯示，景寧玉蘭主要集中分布于麗水一帶，地理分布區域的局限性，說明景寧玉蘭為中國木蘭科中的特有種，且該種種群數量不足500株，應屬于極小種群。在木蘭科植物中，玉蘭類植物因存在雌雄蕊異熟現象，自花授粉能力弱，結實率低，多數種處于瀕危狀態，其中景寧玉蘭結實率低，并且正常種子萌發率低[6]。因此，該種自我繁殖能力弱，結合數量稀少，由此可推斷該物種應處于瀕危狀態，容易遭受破壞[11]，需要對其深入研究并進一步保護。

另外，從多樣性調查結果看，群落內共有54種植物，其中高位芽占67.31%，其中有9個屬于熱帶植物種類，但是根據物種密度來看，喬木層與灌木層植物為溫帶到熱帶的過度區域—亞熱帶物種[12]，其中在灌木叢中闊葉箬竹的重要值最高，但是從高度看，景寧玉蘭要高于闊葉箬竹，因此闊葉箬竹是否影響景寧玉蘭的生長還有待于進一步研究。

經景寧玉蘭3個樣地群落多樣性比較結果顯示，3個區域內物種多樣存在差異，但從植物類型上看3個區域共生環境相似，這表明3個樣地應為景寧玉蘭的原生分布區域，生境的改變應是生境破碎化導致的。

由此可見，景寧玉蘭屬于瀕危物種，應采取措施對其進行保護。

致謝：感謝本校張明如教授與趙宏波副教授的指導！感謝西安植物園王亞玲博士的指導！感謝景寧縣草魚塘林業分場、松陽縣林業局、麗水林科院、溫州雁蕩山風景區管理處等同仁對調查工作的幫助！

參考文獻：

[1] Hans P. NOOTEBOOM. How Did Magnolias（Magnoliaceae, Magnolioideae?Reach Tropical Asia? Proceedings of The Second International Symposium on the Family Magnoliaceae[M]. Wuhan: Huazhong University of Science & Technology Press, 2009.

[2] 劉玉壺，夏念和，楊惠秋. 木蘭科的起源、進化和地理分布[J]. 熱帶亞熱帶植物學報，1995，3（4）：1－12.

[3] 劉玉壺. 中國木蘭[M]. 北京：北京科學技術出版社，2004. 1－391.

[5] 裘寶林，陳征海. 浙江木蘭屬一新種[J]. 植物分類學報，1989，27（1）：79－80.

[6] 劉饒，徐端妙，潘智慧，等. 景寧木蘭瀕危原因初探[J]. 河北農業科學，2009，13（6）：31－32.

[7] Si J P. Protection and Development of Magnolia sinostellata[A]. Proceedings of the International Symposium on the Family Magnoliaceae[C]. Beijing：Science Press, 2000. 272－273.

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[11] 康永祥，康博文，劉建軍，等. 陜北黃土高原文冠果群落結構及物種多樣性[J]. 生態學報，2010，30（16）：4 328－4 339.

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Distribution and Community Structure of Magnolia sinostellata

YU Ze-zhi，CHEN Xiang-xiang，LU Lu，LIU Xue-yan，YIN Hui，SHEN Ya-mei*
（Zhejiang A & F University, Lin’an 311300, China）

Investigations were conducted on distribution area of Magnolia sinostellata, an endemic species of Zhejiang province, in Lishui, Jingning, Songyang and Wenzhou. The results showed that few communities distributed only in the south of Zhejiang province. There are 54 species (including varieties) in surveyed communities, dominated by Rosaceae, Theaceae, Ericaceae, Fagaceae. Indocalamus latifolius was the dominant species in shrub layer (IV=16.91). The main community life form spectrum was phanerophyte and vertical structure of the communities was obvious. The Pielou (1.16) and Simpson index (0.85) was the highest at tree layer, and Shannon-Weiner index was the highest (3.44) at shrub layer, but each index was the lowest at grass layer. There was no evident difference of species diversity index among three layers of investigated communities. The investigation demonstrated that the surveyed communities had stable structure, but they might be replaced by other plants.

Magnolia sinostellata; population distribution; species diversity; community structure

S718.54

A

1001-3776（2015）03-0047-06

2014-12-16；

2015-02-11

國家自然科學基金資助項目（31400559）；浙江省科技廳面上項目（2008C32019）；浙江省農業新品種選育重大科技專項（2012C12909-4）；浙江省花卉創新團隊子項目（2011R50034-09）；浙江農林大學研究生科研創新基金項目（3122013240225）；；浙江農林大學人才啟動項目（2013FR087）

余澤智（1989－），男，湖南岳陽人，碩士生，從事園林植物應用與育種方面的研究；*通訊作者。