廣州火爐山千年桐+黧蒴錐+山油柑群落特征及物種多樣性研究

朱麗君，易綺斐，張健豪，4，文 波，周蘭平，邢福武*，杜曉潔，贠建全，4，黃建昌，洪寶瑩，陳道怡

(1.中國科學院華南植物園，廣東省應用植物學重點實驗室，廣東廣州 510650；2.深圳市公園管理中心，廣東深圳 518040；3.深圳市中深力人力資源管理有限公司，廣東深圳 518000；4.中國科學院大學，北京100049；5.仲愷農業工程學院，廣東廣州 510225；6.澳門特別行政區民政總署，澳門 999078)

群落組成和結構是生態系統功能狀態的基礎，也是實現森林生態系統可持續發展和植被恢復的重要前提和理論基礎[1]。近10年來，較多學者對廣州地區的植物區系、植被組成、園林植物等進行調查[2-12]，但涉及火爐山的植物群落研究鮮見報道。廣州市火爐山千年桐Aleuritesmontana+黧蒴錐Castanopsisfissa+山油柑Acronychiapedunculata群落是廣州地區鄉土植物群落的典型代表之一。因此，筆者對火爐山千年桐+黧蒴錐+山油柑群落的物種多樣性及其群落特征進行分析，以野外群落調查數據為基礎，結合廣州植物區系的特征，揭示該常綠闊葉林的植物種類組成、外貌、群落結構，為保護當地的植被和防護林建造提供一定的理論依據和指導建議。

1　材料與方法

1.1研究地概況火爐山位于廣州市天河區東北部，廣汕公路南側(113°23′25.69″E，23°11′23.52″N)，北臨廣東樹木園，西接華南植物園，東隔大觀路，海拔321.8 m，總面積約600 hm2，因狀似葫蘆，故名為葫蘆山，因廣州白話“葫蘆”與“火爐”發音相同，又稱火爐山。氣候屬于南亞熱帶季風海洋性氣候，具有溫暖多雨、夏季長、光照充足、霜期短等氣候特征。年平均氣溫21.4～21.8 ℃，年降雨量1 689～1 876 mm。

1.2研究方法

1.2.1群落調查方法。在火爐山千年桐+黧蒴錐+山油柑群落樣地，采用相鄰格子法對該群落進行調查，共調查12個10 m×10 m的樣方，總面積1 200 m2。估算樣方內的郁閉度，樣方內的喬木處理方法為每木記賬法，對所有胸徑≥1.5 cm以上、高度≥1.5 m以上的立木進行統計，記錄植株的種名、胸徑、高度、枝下高、冠幅等，對灌木、草本、層間植物記錄喬木幼苗、灌木、草本、藤本植物的種名、株數、蓋度。

1.2.2數據分析。參照群落取樣調查和分析方法[13-16]，分析群落中植物的優勢程度和多樣性。

1.2.2.1重要值計算。

相對多度(RA)=某一種植物的個體總數/所有植物個體總數

(1)

相對頻度(RF)=一個種的頻度/所有種的頻度總和

(2)

相對顯著度(RP)=該種所有個體胸高斷面積之和/所有種個體胸高斷面積總和

(3)

相對蓋度(RC)=某個種的分蓋度/所有種的分蓋度總和

(4)

喬木層重要值(IV)=相對多度+相對頻度+相對顯著度

(5)

灌木層(草本層)重要值(IV)=相對多度+相對頻度+相對蓋度

(6)

1.2.2.2物種多樣性測度公式。

物種豐富度Margalef指數：E=(S-1)/lnN

(7)

(8)

變化度Shannon-Wiener指數：H′= -∑PilnPi

(9)

均勻度Pielou指數：JSW=(-∑PilnPi)/lnS

(10)

式中，S為樣方的植物種類總和；Pi為種i的個體數占所有種個體總數的比率；N為樣方所有物種的個體數之和。

2　結果與分析

2.1物種組成廣州火爐山1 200 m2群落樣地內有維管植物共73種，隸屬43科64屬。其中蕨類植物有7科7屬8種，種子植物有36科57屬65種，分別占總種數的10.96%、89.04%(表1)。按照每個科所含物種數的多少，可分為中等科(大于10～ 20種)、寡種科(2～10種)和單種科(1種)[17]。火爐山千年桐+黧蒴錐+山油柑群落中寡種科有13個，占總科數的30.23%；單種科有30個，占總科數的69.77%；沒有中等科。熱帶性質的茜草科(Rubiaceae)6屬6種、大戟科(Euphorbiaceae)5屬5種、百合科(Liliaceae)4屬5種、蕓香科(Rutaceae)4屬4種等植物種數相對較多，科的區系有較強的熱帶性質。

表1　火爐山千年桐+黧蒴錐+山油柑群落物種組成分析

2.2群落垂直結構火爐山千年桐+黧蒴錐+山油柑群落結構比較簡單，成層現象明顯，可分為喬木層、灌木層、草本層和層間植物。喬木層只有1層，層高1.50～12.00 m，平均高度4.96 m，樹干大體較直，樹冠連續。該層物種不多，共有12種。由表2可知，喬木層中山油柑、千年桐、黧蒴錐在群落中占有極為明顯的優勢地位，重要值分別為 0.587 5、0.309 3、0.290 4，說明該群落次生性較強，仍處于演替初期階段。

表2　喬木層物種的重要值(重要值≥0.03)

樣地中灌木層共有41種，物種豐富，均高在0.50～4.12 m，主要集中在1.5 m左右。由表3可知，假鷹爪、九節、山油柑在群落中的重要值較高，分別為0.407 0、0.422 1、0.346 0；其次豺皮樟、粗葉榕(Ficushirta)、梅葉冬青(Ilexasprella)等數量較多，形成了灌木層豐富的物種繁殖庫。此外，山茶(Camelliajaponica)、樟(Cinnamomumcamphora)、牛耳楓(Daphniphyllumcalycinum)、蒲桃等數量僅有1株。

樣地中草本植物有14種，種類不多。由表4可知，淡竹葉(Lophatherumgracile)、異葉鱗始蕨(Lindsaeaheterophyllum)、弓果黍(Cyrtococcumpatens)在草本層群落中的重要值較高，分別為0.846 9、0.569 3、0.375 7。還有幾種蕨類植物稀疏分布，如華南毛蕨(Cyclosorusparasiticus)、半邊旗(Pterissemipinnata)和芒萁(Dicranopterispedata)等。

表3　灌木層物種的重要值(重要值≥0.03)

樣地中藤本植物種類10種，種類較少。在草本層群落中的重要值較高的植物有錫葉藤(Tetracerasarmentosa)、玉葉金花(Mussaendapubescens)、寄生藤(Dendrotrophevarians)，重要值分別為0.607 8、0.590 3、0.437 9。還有幾種植物稀疏分布，如鏈珠藤(Alyxiasinensis)、酸藤子(Embelialaeta)、土茯苓(Smilaxglabra)。

表4　草本層物種的重要值

2.3群落植物生活型譜根據Raunkiaer生活型分類系統[18]，結合野外實際考察記錄編制出生活型譜，以對該群落的外貌特征進行分析，結果見表5。該群落以矮高位芽植物占優勢，占總種數的 34.24%；喬木小高位芽次之，占總種數的20.55%；藤本高位芽植物占13.70%；喬木中高位芽占10.96%；草本地面芽植物各占9.59%；地下芽植物占8.22%；一年生植物占2.74%。其中，高位芽植物中，以矮高位芽植物為主，山油柑等優勢種屬于該生活型；藤本高位芽植物主要由酸藤子、寄生藤、玉葉金花等組成。草本植物中以地下芽植物為主，主要有半邊旗、華南毛蕨、芒萁、扇葉鐵線蕨等。

表5　生活型譜

2.4各層植物多樣性指數群落組成的數量及空間分布的不同，形成群落的結構格局。如表6所示，藤本層的各項指數均不高，而喬木層和灌木層的指數相近且高于藤本層。在該群落各層中，群落Shannon-Wiener指數、Margalef指數顯示灌木層最高，其次是喬木層、草本層，藤本層最低；Simpson指數顯示灌木層最高，其次是喬木層、藤本層，草本層最低；Pielou指數顯示喬木層最高，其次是灌木層、草本層，藤本層最低。因此，豐富度Margalef指數說明廣州火爐山群落灌木種類最多，其次是喬木種類、草本層植物，藤本植物最少；變化度Shannon-Wiener指數顯示以灌木層最高，而以藤本層最低，說明灌木層植物的數量越多，分布越均勻，藤本層則反之；Simpson指數顯示以灌木層最高，而以草本層最低，說明喬木層優勢種比灌木層明顯，個體高度集中；Pielou均勻度指數顯示以喬木層最高，而以藤本層最低，說明喬木層植物分布最均勻，藤本植物層分布最不均勻。

表6群落各層次物種多樣性指數

Table6Speciesdiversityindexofdifferentlayersinwholecommunity

層次Layer豐富度指數(E)Richnessindex優勢度指數(D)Simpsonindex變化度指數(H')Shannonindex均勻度指數(Jsw)Pielouindex喬木層Trees8.190.882.590.79灌木層Shrub10.840.922.840.77草本層Herb4.830.791.860.75藤本層Liana1.880.820.280.13整個群落Wholecommunity10.040.953.440.81

2.5與其他植物群落物種多樣性比較物種多樣性是指群落的種數、個體數及分布均勻程度，反映群落穩定性和組織結構水平，常用物種豐富度Margalef指數、變化度Shannon-Wiener指數(H′)、均勻度Pielou指數(Jsw)等表征[12]。結果如表7，火爐山千年桐+黧蒴錐+山油柑群落(喬木層)的物種多樣性高于深圳大鵬香蒲桃群落和佛山大浩湖山黃麻群落，但比澳門黑沙水庫群落低。

表7　4個不同群落(喬木層)物種多樣性指數比較

3　結論與討論

火爐山千年桐+黧蒴錐+山油柑群落的植物種類組成較簡單，共有維管植物73種，隸屬43科64屬。群落外貌常綠，生活型以矮高位芽為主，由該群落中優勢種的樹苗和灌木組成。群落郁閉度在65%～80%，成層現象明顯，可分為喬木層、灌木層和草本層以及少量層間植物層；其中灌木層相對豐富，灌木層種類相對較多，優勢種數量多，分布均勻，層間植物種類相對較少，喬木層最為稀疏。

從群落物種多樣性看，該群落各項多樣性指數，豐富度指數、Shannon-Wiener指數和Simpson指數反映出一致的趨勢，以灌木層的各項指數最高，而Pielou均勻度指數則反映喬木層最高。該群落的層次格局表現為灌木層>喬木層>草本層>藤本層，由于群落內喬木幼苗較多，而使灌木植物的物種多樣性指數最高。喬、灌、草種類搭配的群落模式可以在廣州乃至華南地區的植被恢復以及防護造林上采用，以提高其生態功能和生態效益，同時也可參照該群落的樹種組成設計造林混交模式[22]。

通過對該群落的調查，了解該群落的群落特征及物種多樣性，一方面對研究地帶性植物群落結構和演替規律具有一定的參考價值，另一方面為保護當地的植被恢復和防護林建造提供一定的理論依據和指導建議。

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