廣州市火爐山森林公園植物群落特征研究

張芬 周愛民 劉小冬 周厚高

摘要：以廣州市火爐山森林公園調查樣地的原始資料為基礎，通過重要值以及植被不同類型和層次的豐富度指數、多樣性指數、均勻度指數分析時森林公園植物群落特征進行了研究。結果表明：樣地內維管束植物共有119種，分屬60科100屬，植物區系具有較強的熱帶性質并由熱帶向溫帶過渡的特點，重要值靠前植物品種、主要群落組成和優勢科屬種。森林公園雖受人工造林影響較大，但經過封育管護等措施，林下群落結構的自然演替較好，植被基本上已恢復原貌。

關鍵詞：火爐山森林公園;重要值;群落特征;物種多樣性

中圖分類號：S718.54+2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）22-0017-05

1 引言

火爐山森林公園（以下簡稱火爐山）位于廣州市天河區東北部，最高海拔321.8m長約3km，面積約600hm²，人文景觀充滿傳奇性，毗鄰聞名中外的華南植物園和廣東林木種源資源保存基地——廣東樹木園，山上多紅泥土，因從上空俯視狀似葫蘆，又甚為火紅，原名“葫蘆山”，俗稱“火爐山”;山下龍洞村享有“先有龍洞村，后有廣州城”美譽，是廣州文明發源地，火爐山一帽峰山綠色生態走廊蘊藏著豐富的優質地下礦泉資源帶，珍貴優質的甘冽礦泉滋養出一代代健康長壽的龍洞人[1]。

火爐山屬南亞熱帶季風性氣候，植物資源豐富，富含空氣負離子，與周邊大型公園共同承擔起廣州市區“綠肺”功能，不僅是市民的天然“氧吧”輸送站，也是人們休閑、游憩的好去處;隨著廣州市區的擴張其生態功能和社會功能日益突出，植被保護的重要性也被人們所認識，但理論研究的相對缺乏會給火爐山“原滋原味”的植被帶來潛在隱患;本文旨在揭示火爐山植物群落及物種多樣性特征，為其植被保護和林分改造提供理論基礎，也為“美麗羊城”打造賦予實踐意義。

2 研究方法

2.1 樣地調查方法

依據植物群落是否被人為干擾，在火爐山選擇次生林和干擾林作為樣地調查，每個類型設置8個樣地，每個樣地20m×20m，共16個樣地，面積達6400m²，樣地范圍內調查喬木、灌木和草本（藤本數據歸納到草本），喬木起測株高≥4.0cm，草本范圍在2m×2m的四角及中心位置;記錄內容有各植物種名、胸徑、株數、株高、冠幅，草本增加蓋度名目[2]。

2.2 數據分析方法

2.2.1 重要值

重要值是用來表示物種在群落中地位和作用的綜合數量指標[3]。本文將調查群落分成喬木、灌木、草本（含藤本）3個層次，重要值綜合相對多度、相對頻度、相對顯著度、相對蓋度指標來計算，（計算單個樣方物種的重要值時，喬木和灌木層相對頻度不納入重要值計算，草本層納入計算）。因灌木胸斷面積差別不明顯及草本（含藤本）株數不明確，重要值計算時個別指標有所減少。

相對多度=某物種個體總數/同一生活型物種個體總數×100%

相對頻度=某物種頻度/同一生活型物種頻度總和×100%

相對顯著度=某物種胸高斷面積之和/同一生活型物種胸斷面積總和×100%

相對蓋度一某物種所有個體蓋度之和/同一生活型物種蓋度總和×100%

喬木層的重要值=（相對多度+相對頻度+相對顯著度+相對蓋度）/400

灌木層的重要值=（相對多度+相對頻度十相對蓋度）/300

草本層的重要值=（相對頻度+相對蓋度）/200

2.2.2 物種多樣性

物種多樣性指數是描述群落中物種豐富度和個體均勻度的一個結構指標，受生境中生物和非生物等因素的影響[4，5]。Richness指數（豐富度指數，縮寫R）指出現在樣地中的物種總數，是物種種類豐富度的量化指標;多樣性指數采用Simpson指數（SP）、Shannon-wie-ner指數（SW）共同來測度，均勻度指數采用Pielou指數（PL）測度。

式（1）～式（3）中，S為樣地物種總數，P_i=n_i/N，n為群落所有種的總個體數，n=n₁+n₂+…+n_i;P_i為第i個種的個體數占樣方總個體數的比例[6～8]。注：草本層（含藤本）的株數數目不好明確，指數分析時把蓋度作為類比值來計算。

3 結果與分析

3.1 植被科屬比例

經統計，調查的火爐山所有樣地中，維管束植物共有119種，隸屬于60科100屬，其中蕨類植物10科11屬14種，其科屬種分別占全部調查種類的比例分別為16.67%、11%和11.76%;裸子植物2科3屬3種，其科屬種分別占全部調查種類的3.33%、3%和2.52%;被子植物48科86屬102種，其中單子葉植物4科13屬14種，其科屬種分別占全部調查種類的6.67%、13%、11.75%，雙子葉植物44科73屬88種，其科屬種分別占全部調查種類的73.33%、73%和73.95%;從圖1中可以看出，被子植物科屬種所占比例較大（80%以上），蕨類植物次之，裸子植物比例較小。

3.2 植被的區系特征

從表1中可以看出，調查的火爐山樣地中各科所屬的分布區類型相對集中，除了世界分布的科以外，絕大部分都是熱帶和溫帶分布的科;所占比例最大是泛熱帶分布類型，占總科數的54%，其次為世界分布類型，再次為北溫帶分布類型。并且得知，火爐山植物區系具有較強的熱帶性質并由熱帶向溫帶過渡的特征[9，10]。

3.3 植被群落組成和數量特征

本次調查的16個樣地中，次生林樣方是1、2、4、6、7、8、12、13，干擾林樣方是3、5、9、10、11、14、15、16。

3.3.1 各樣地植被群落主要組成

通過對各樣地的植被重要值計算，得表2;依表2和調查現場記錄，得知樣地次生林和干擾林中植被群落主要組成物種，詳見表3。

3.3.2 所有樣地中優勢種和優勢科

通過對所有樣地的植被重要值計算，得知樣地中3個植被層的優勢科屬種，詳見表4。

3.4 物種的豐富度指數分析

從Richness指數分析圖2中得知，除樣4和8外，1～16不同層次的物種豐富度指數大小順序是灌木層>草本層>喬木層，得知植被不同層次中灌木層物種數明顯較多，草本層物種其次，喬木層物種最少;次生林的喬木層豐富度占優，干擾林的灌木層豐富度占優，次生林與干擾林的草本層豐富度相差不大。

3.5 群落的物種多樣性分析

3.5.1 不同層次多樣性指數比較

通過對圖3、圖4、圖5的物種多樣性指數的比較分析，得知植被不同層次的多樣性指數排序是灌木>草本>喬木，樣方中灌木最為茂盛，草本次之，喬木為末。

3.5.2 不同樣地多樣性指數比較

從圖3中得知，喬木層Simpson指數大小排序是：樣3>2>9>4>1=10>6>8=15>7>11>5=12>16>14>13;灌木層Simpson指數大小排序是樣16>9=15>10>4=14>11>7=12>6>3>5>2>8=13>1;草本層Simpson指數大小排序是樣16>3>5=9>6=14=15>1=10>13>2>4=8>11>12>7。干擾林的3個植被層Simpson指數比次生林整體大，分析得知干擾林的群落結構相對多樣。

從圖4中得知，喬木層Shannon-wiener指數大小指數順序是：樣9>2>3>10>4>1>6>8=15>7>5>11>14>12>16>13，灌木層Shannon-wiener指數大小指數順序是樣16>9=15>4>10>14>12>11>7>5>3>6>8>2>13>1，草本層Shannon-wiener指數大小指數順序是樣16>10>9>3>15>5>8>1=13>6>2～14>4>11>12>7。次生林的喬木層Shannon-wiener指數比次生林的整體大，干擾林的灌木層和草本層Shannon-wiener指數比次生林的整體大，分析得知次生林喬木層群落相對復雜，干擾林灌木層和草本層群落相對復雜。

3.5.3 均勻度指數比較

從圖5中得知，喬木層Pielou指數大小指數順序是：樣2>10>9>3>6>1）4>15>8>7>11>14>5>12>13>16，灌木層Pielou指數大小指數順序是樣12=15>13>7=9=11>16>4>10>6>5>3>2>14>1>8，草本層Pielou指數大小指數順序是樣10>5=16>6=14>3=13>1=15>2=9>8>4>11> 12>7。次生林的喬木層、灌木層Pielou指數與干擾林的整體相差不大，干擾林的草本層Pielou指數比次生林的整體大，分析得知次生林與干擾林喬木層、灌木層群落均勻分布相差不大，干擾林草本層群落相對分布均勻。4結論與討論

（l）本次調查可知火爐山樣地中被子植物科屬種所占比例較大，蕨類植物次之，裸子植物比例較小，植物資源較豐富;植物區系具有較強的熱帶性質和由熱帶向溫帶過渡的特點。

（2）各樣地植被群落主要組成分析得知，次生林中原始樹種黧蒴、降真香、黃牛木、木荷占優，林相的原始性較好，干擾林中相思類與桉樹占優，受人工造林影響較大，次生林和干擾林的灌木層和草本層物種差別不明顯，但次生林較干擾林群落結構較為復雜;喬木層優勢種有馬占相思、黧蒴、尾葉按等，人工影響較大，灌木層和草本層受人工造林影響較小。

（3）從植被不同層次的豐富度指數分析得知，林下植被群落結構豐富，喬木品種較少，灌木和草本品種較為豐富;從次生林與干擾林的植被層豐富度指數分析得知，干擾林雖喬木層品種較為單一，但林下群落結構恢復較好，甚至個別樣方中超過了次生林。

（4）不同層次物種多樣性指數比較得知，灌木、草本、喬木層的群落多樣性、復雜性和均勻分布性逐漸降低，林下群落和生態較良好，喬木層品種略顯單一。

（5）綜合3類多樣性指數，可知樣地次生林與干擾林多樣性指數雖有差別，但整體相差不是特別明顯，可見火爐山雖受早期人工造林影響較大，但經過多年來采取封育管護等措施，林下群落結構的自然演替較好，植被基本已恢復原貌。

（6）火爐山近年來加大了景觀改造力度，游客日漸增多，植被相比造林時期恢復較好，改造工程的運行，勢必會影響群落結構，對其植被自然演替機理需要進一步研究;如何把森林公園景觀生態維護好，更好地服務于廣大市民也值得深入探索。

參考文獻：

[1]百度百科.火爐山森林公園[EB/OL].[2013-3-25].http：//baike.baidu.com/linkurl=a-Vd9jBm_q2p6Q7CoVvQv_vo7GAvlnP-7fL4UavxXfnSZNtkdntJLCmQHRbH08_R7_BrjdndRO1vLd6VCjh15a

[2]王伯蓀，余世孝，彭少麟，等.植物群落學實驗手冊[M].廣州：廣東高教出版社，1996.

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[5]彭少麟.南亞熱帶森林群落動態學[M].北京：科學出版社，1996：98～99.

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[7]李博.生態學[M].北京：高等教育出版社，2000.

[8]王伯蓀.種群生態學[M].北京：高等教育出版社，1987.

[9]吳征鎰.論中國植物區系的分區問題[J].云南植物研究，1979，1（1）：1～22.

[10]吳征鎰，周浙昆，李德銖等.世界種子植物科的分布區類型系統[J].云南植物研究，2003，25（3）：245～257.

收稿日期：2019-11-09

基金項目：廣東省青年創新人才項目（編號：2018GKQNCX146）

作者簡介：張芬（1987-），女，助理研究員，碩士，研究方向為園林景觀和植物造景。

通訊作者：周厚高（1962-），男，教授，博士，研究方向為園林植物。