山西薛公嶺自然保護(hù)區(qū)植物群落多樣性研究

張治榮

(山西沃成生態(tài)環(huán)境研究所，山西 太原 030006)

山西薛公嶺省級(jí)自然保護(hù)區(qū)(以下簡(jiǎn)稱“薛公嶺保護(hù)區(qū)”)于2002年6月經(jīng)山西省人民政府批準(zhǔn)建立，2011年開始運(yùn)行[1]，行政上隸屬于山西關(guān)帝山國(guó)有林管理局[1]。薛公嶺保護(hù)區(qū)位于呂梁山中部，橫跨山西省的離石區(qū)和中陽縣，總面積19 976.5 hm2[2]，森林覆蓋率為44.0%。薛公嶺保護(hù)區(qū)的主要保護(hù)對(duì)象是國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生動(dòng)物褐馬雞、原麝、金雕、金錢豹和以油松為主的森林生態(tài)系統(tǒng)[2]，是山西省野生動(dòng)物及生境類自然保護(hù)區(qū)。做好薛公嶺保護(hù)區(qū)固定樣地長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)對(duì)保護(hù)森林生物資源具有重要意義[3]。

1 調(diào)查方法

1.1 背景資料查詢

查閱薛公嶺保護(hù)區(qū)資源監(jiān)測(cè)等相關(guān)資料和咨詢植物方面的專家等，通過查閱相關(guān)資料可以使本次的調(diào)查更科學(xué)、高效、合理。

1.2 野外預(yù)查

調(diào)查區(qū)域覆蓋保護(hù)區(qū)全境，面積為19 976.5 hm2。根據(jù)保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)實(shí)地現(xiàn)狀、交通、安全、氣候等因素，把預(yù)設(shè)樣地按保護(hù)區(qū)管轄范圍對(duì)油松林、遼東櫟林、楊-樺闊葉林、白皮松-側(cè)柏林、灌木林-疏林、亞高山灌叢草地分別進(jìn)行調(diào)查，綜合劃分為20塊固定樣地進(jìn)行調(diào)查。

1.3 樣地布設(shè)

根據(jù)篩選出的20個(gè)固定樣地的點(diǎn)位坐標(biāo)，進(jìn)行第2次現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，并進(jìn)行樣地的布設(shè)。喬木樣地每塊樣地設(shè)置為20 m×20 m，灌木樣地每塊樣地設(shè)置為5 m×5 m，草本樣地每塊樣地設(shè)置為1 m×1 m。在其西南角測(cè)定坐標(biāo)值。然后對(duì)每塊樣地中分布的重點(diǎn)保護(hù)野生植物的種類、數(shù)量、高度、胸徑、層蓋度、物候等進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，以了解薛公嶺保護(hù)區(qū)生物多樣性的動(dòng)態(tài)變化，從而可以更加高效地保護(hù)薛公嶺保護(hù)區(qū)的森林生物資源。

考察固定樣地內(nèi)的植物群落及種類，通過設(shè)置典型樣方記錄群落的種類組成及物種的數(shù)量組成。對(duì)易于識(shí)別的廣布種，主要采用野外記錄及數(shù)碼拍照的方法；其余植物則采集標(biāo)本及拍攝照片，帶回室內(nèi)研究鑒定。對(duì)重點(diǎn)保護(hù)野生植物的生長(zhǎng)狀況及其生長(zhǎng)區(qū)域的生境類型進(jìn)行詳細(xì)記錄。

1.4 結(jié)果統(tǒng)計(jì)

采用Shannon—Wiener多樣性指數(shù)、Simpson多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析。

Shannon-Wiener多樣性指數(shù)：

H′=-∑PilnPi

Simpson多樣性指數(shù)：

D=1-∑Pi2

Pielou均勻度指數(shù)：

于2017年9月對(duì)薛公嶺保護(hù)區(qū)20塊固定樣地進(jìn)行調(diào)查。

2 結(jié)果與分析

2.1 固定樣地設(shè)置

表1 固定樣地信息一覽表

薛公嶺保護(hù)區(qū)野生植物固定樣地監(jiān)測(cè)中共設(shè)置監(jiān)測(cè)樣地20塊[5](見表1)，通過對(duì)固定樣地內(nèi)野生植物種類、數(shù)量、生長(zhǎng)狀況進(jìn)行調(diào)查，掌握保護(hù)區(qū)野生植物種類和數(shù)量情況，為自然保護(hù)區(qū)生物多樣性保護(hù)與管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2.2 固定樣地野生植物組成

固定樣地調(diào)查中共計(jì)發(fā)現(xiàn)野生植物45科98屬141種，其中蕨類植物2科2屬2種，裸子植物2科3屬4種，被子植物41科93屬135種(雙子葉36科84屬125種；單子葉5科9屬10種)。其中包含野生植物種類較多的科有菊科(15屬25種)、薔薇科(13屬23種)、豆科(6屬10種)、毛茛科(4屬5種)、唇形科(4屬5種)、禾本科(4屬4種)、忍冬科(3屬6種)、木犀科(1屬4種)。如圖1所示，其他科的野生植物種數(shù)均少于或等于3種。

圖1 固定樣地調(diào)查野生植物組成及比較

2.3 固定樣地植被類型組成

薛公嶺保護(hù)區(qū)2017年野生植物固定樣地調(diào)查中植被類型主要為4種，分別為針葉林、針闊混交林、闊葉林和灌木林—疏林，其中固定樣地XGL-102、XGL-104、XGL-110、XGL-112、XGL-119植被類型均為針葉林；固定樣地XGL-101、XGL-107、XGL-109、XGL-111、XGL-118為針闊混交林；固定樣地XGL-103、XGL-106、XGL-108、XGL-113、XGL-115、XGL-116、XGL-117為闊葉林；固定樣地XGL-105、XGL-114、XGL-120為灌木林—疏林。

2.4 固定樣地植物群落多樣性

薛公嶺保護(hù)區(qū)2017年20塊固定樣地植物群落多樣性中Shannon—Wiener指數(shù)在0.271～1.941之間，Simpson多樣性指數(shù)在0.142～0.785之間，Pielou均勻度指數(shù)在0.289～0.889之間。其中，Shannon—Wiener指數(shù)最高的樣地為XGL-101、XGL-115和XGL-118，Shannon—Wiener指數(shù)最低的樣地為XGL-108、XGL-106和XGL-114；Simpson多樣性指數(shù)最高的樣地為XGL-118、XGL-101和XGL-115，Simpson多樣性指數(shù)最低的樣地為XGL-108、XGL-106和XGL-114；Pielou均勻度指數(shù)最高的樣地為XGL-120、XGL-112和XGL-117，Pielou均勻度指數(shù)最低的樣地為XGL-104、XGL-108和XGL-106。詳見表2。

表2 固定樣地植物群落多樣性統(tǒng)計(jì)表

3 結(jié)論

通過對(duì)薛公嶺保護(hù)區(qū)20塊固定樣地進(jìn)行的植物調(diào)查，共發(fā)現(xiàn)野生植物45科98屬141種。這20塊固定樣地中植被類型主要有4種，分別為針葉林、針闊混交林、闊葉林和灌木林—疏林。其植物群落多樣性指數(shù)表現(xiàn)為：Shannon—Wiener指數(shù)和Simpson多樣性指數(shù)均為固定樣地XGL-101、XGL-115和XGL-118最高，固定樣地XGL-108、XGL-106和XGL-114最低；Pielou均勻度指數(shù)最高的樣地為XGL-120、XGL-112和XGL-117，最低的樣地為XGL-104、XGL-108和XGL-106。