基于時空尺度下婺源縣茶園雜草群落結構和多樣性分析

孫永明 余跑蘭 林小兵 江新鳳 吳艷 周鶯 何紹浪 王馨悅 王永剛 蔡群

摘要：為探索茶園雜草生長的時空規律，給茶園雜草防控提供數據支撐和理論依據，筆者于2019年春、夏、秋季調查了江西省婺源縣不同地區茶園雜草的種類、數量和生物量等，并分析了季節、海拔和茶樹高度對雜草種類組成與生物多樣性的影響。結果表明，婺源茶園有65種雜草，分屬33科61屬，春季有20科27屬31種雜草，夏季有25科37屬39種雜草，秋季有20科33屬34種雜草，其優勢種為菊科和禾本科，以馬唐（Digitaria sanguinalis）、酸模葉蓼（Polygonum lapathifolium）、蕨（Pteridium aquilinum）、看麥娘（Alopecurus aequalis）、酢漿草（Oxalis corniculata）、蓬蘽（Rubus hirsutus）、狗尾草（Setaria viridis）等出現的頻率較高。茶園雜草多度表現為春季>夏季>秋季，豐富度、香農-維納多樣性指數和辛普森多樣性指數表現為夏季>春季>秋季，生物量和Pielou均勻度指數表現為夏季>秋季>春季;茶園雜草多度隨海拔上升而減少，豐富度、香農-維納多樣性指數、辛普森多樣性指數和Pielou均勻度指數均隨茶園海拔上升而增加，生物量以中海拔地區最高;雜草多度和生物量隨茶樹高度增加而降低。總體而言，婺源茶園雜草種類豐富，夏季和高海拔地區的雜草多樣性較高，幼齡茶園雜草多樣性較低。

關鍵詞：茶園;雜草;群落結構;多樣性;季節;婺源

中圖分類號：S451 ?文獻標志碼：A ?文章編號：1003-935X（2021）01-0021-08

Abstract：To determine the temporal and spatial patterns of weed growth，and provide data support and key information for the prevention and control of weeds in tea gardens，we investigated the types，quantities and biomass of weeds in tea gardens in different regions of Wuyuan County，Jiangxi Province，in the spring，summer and autumn of 2019，and analyzed the influence of season，altitude and tea tree height on weed species composition and biodiversity. There were65 species of weeds belonging to 33 families and 61 genera in tea gardens of Wuyuan County. There were 31 species belonging to 20 families and 27 genera in spring，39 species belonging to 25 families and 37 genera in summer，and 34 species belonging to 20 families and 33 genera in autumn. The dominant weed species were Compositae and Gramineae;the most frequent were Digitaria sanguinalis，Polygonum lapathifolium，Pteridium aquilinum，Alopecurus aequalis，Oxalis corniculata，Rubus hirsutus and Setaria viridis. There were seasonal differences in abundance （spring>summer>autumn）;richness，Shannon and Simpson diversity index （summer>spring>autumn）;and biomass and Pielou index （summer>autumn>spring） of weeds in the tea gardens. Abundance decreased with altitude. Conversely，the richness，Shannon，Simpson and Pielou indexes increased with altitude. The biomass was the highest in the middle-elevation areas. The abundance and biomass of weeds decreased with the increase of tea tree height. In general，weed species was rich in Wuyuan tea gardens. To a certain extent，summer and high altitude areas increase weed diversity，and young tea gardens have low weed diversity.

Key words：tea garden;weeds;community structure;diversity;seasons;Wuyuan

茶園雜草是指非人為栽培自然繁衍在茶園、有害于茶葉生產、有礙于人類活動的一切植物的統稱，因其具有適應性強[1-2]、持續性長[3-4]、危害性大的特點[5-8]，難以徹底防除，且隨著農村勞動力的緊缺以及勞動力成本的持續攀升，茶園雜草已成為制約茶產業可持續發展的主要限制因子。因此，開展茶園雜草群落多樣性調查，摸清雜草群落結構組成、生物多樣性特征，是實現茶園雜草靶標防治的前提條件。當前，國內已有學者在貴州、浙江、江蘇、湖北、福建等地相繼開展了茶園雜草群落調查，分析了雜草群落結構組成，發現茶園雜草種類豐富，群落多樣性高[9-12]，但未見時空尺度下茶園雜草群落多樣性和生物量的研究報道，加之各地由于立地條件、氣候、管理措施等不同，茶園雜草發生特征存在較大差異。因此，筆者于2019年春、夏、秋季調查了江西省婺源縣茶園雜草的種類、數量和生物量等，并分析了季節、海拔和茶樹高度對雜草種類組成與生物多樣性的影響，旨在為江西省茶園雜草的有效防控提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 樣地概況

楊坑茶場位于婺源縣紫陽鎮楊坑村（117.832 0°E，29.286 7°N），海拔為70～100 m，面積約2 hm2，屬平地茶園。思口金竹茶園位于婺源縣思口鎮金竹村（117.795 0°E，29.357 5°N），海拔為115～150 m，面積約41 hm2，屬丘陵茶園。思口趙家茶園位于婺源縣思口鎮趙家村（117.821 5°E，29349 7°N），海拔為90～120 m，面積約44.67 hm2，屬丘陵茶園。天舍茶園位于婺源縣段莘鄉天舍村（117.972 5°E，29.475 1°N），海拔為600～700 m，面積約33.33 hm2，屬高山茶園。

1.2 雜草生物多樣性調查

調查時間：分別于2020年春季（4月13—17日）、夏季（7月19—21日）、秋季（10月10—14日）開展調查。

調查方法：每個茶園調查點選取中間田塊作為采樣田塊，采樣田塊面積不得小于0.33 hm2。每個采樣田塊按對角線5點的方法選取樣方，每個樣方按0.5 m×1.5 m進行調查。

調查內容：調查樣方內雜草種類、數量、株高、干重，計算雜草生物多樣性指數。

茶園特征：調查過程中詳細記載茶樹的高度、寬度以及樹冠無遮陰寬度、調查點的經緯度和海拔等基本信息。

1.3 統計分析

采用Microsoft Excel 2010軟件對數據進行前期處理，本試驗數據計算和統計分析采用R語言統計軟件（https：//www.r-project.org/，R 4.0.0）完成，所有制圖通過R語言軟件程序包ggplot2完成。多度即樣方中包含的所有雜草出現的次數。豐富度即樣方中包含的所有雜草種類數。香農-維納（Shannon-Wiener）多樣性指數（H）的計算公式為H=-∑PilnPi，Pi=Ni/N，Ni為樣方中第i個物種的個體數;N為樣方總個體數。辛普森（Simpson）多樣性指數（C）的計算公式為C=∑P2i。Pielou均勻度指數（J）的計算公式為J=H/lnS。上述公式中i的取值范圍為1，2，3，…，S。

2 結果與分析

2.1 茶園雜草群落結構分析

通過春、夏、秋季的野外調查和室內鑒定，婺源茶園常見雜草有65種，分屬33科61屬（表1），其茶園雜草優勢科為菊科和禾本科，分別占總種類的16.92%、13.85%，出現頻率較高的雜草種類為馬唐（Digitaria sanguinalis）、酸模葉蓼（Polygonum lapathifolium）、蕨（Pteridium aquilinum）、看麥娘（Alopecurus aequalis）、酢漿草（Oxalis corniculata）、蓬蘽（Rubus hirsutus）、狗尾草（Setaria viridis）等。其中，在春季發現茶園雜草20科27屬31種，在夏季發現茶園雜草25科37屬39種，在秋季發現茶園雜草20科33屬34種。在春、夏、秋季同時出現的雜草有10種，僅在春、夏季出現的雜草有7種，僅在夏、秋季出現的雜草有8種，僅在春、秋季出現的雜草有4種，僅在春季出現的雜草有10種，僅在夏季出現的雜草有14種，僅在秋季出現的雜草有12種。

2.2 季節對茶園雜草群落多樣性和生物量的影響

由圖1可知，楊坑茶園春季雜草多度顯著高于夏季和秋季，夏季和秋季分別降低了65.44%、8360%，趙家茶園春季雜草多度顯著高于秋季，秋季降低了50%（P<0.05）;絲口金竹茶園秋季雜草豐富度顯著低于春季、夏季，分別降低了4545%、57.14%，楊坑茶園秋季雜草豐富度顯著低于春季，降低了56.25%，天舍茶園和趙家茶園夏季雜草豐富度顯著高于秋季（P<0.05）;絲口金竹茶園夏季香農-維納多樣性指數顯著高于秋季，增加了45.66%，楊坑茶園春季和夏季香農-維納多樣性指數顯著高于秋季（P<0.05）;楊坑茶園夏季雜草辛普森多樣性指數顯著高于秋季（P<0.05）;天舍茶園夏季雜草Pielou均勻度顯著低于秋季（P<0.05）;絲口金竹茶園夏季雜草生物量顯著高于春季和秋季，分別增加了125.74%、11753%，楊坑茶園春季雜草生物量顯著低于夏季和秋季（P<0.05）。

2.3 海拔高度對茶園雜草群落多樣性和生物量的影響

根據雜草調查地的茶園海拔，將海拔分為 <100、100～200、>500 m等3種類型。從圖2中可以看出，海拔>500 m的茶園雜草多度顯著低于海拔<100、100～200 m的茶園，分別降低了4743%、4372%（P<0.05）;海拔>500 m的茶園雜草香農-維納多樣性指數、辛普森多樣性指數和Pielou均勻度指數均顯著高于海拔<100 m的茶園，分別增加了23.33%、18.03%、13.33%（P<0.05）;茶園雜草生物量以海拔為100～200 m 的最高，且顯著高于海拔<100 m的生物量（P<0.05）。

2.4 茶樹高度對茶園雜草群落多樣性和生物量的影響

根據茶園茶樹的高度，將茶樹高度劃分為≤50、>50～60、>60～70、>70～80、>80 cm 5種類型。從圖3中可以看出，不同茶樹高度對雜

草群落多樣性影響主要表現在雜草多度上，大體呈現出隨著茶樹高度的增加茶園雜草多度下降的趨勢，降幅10.92%～54.88%（除>60～70 cm茶樹外），其中茶樹高度≤50、>50～60 cm的雜草多度顯著高于茶樹高度>80 cm的雜草多度（P<005），對雜草豐富度、香濃指數、辛普森指數和Pielou均勻度指數影響較小，無顯著性差異;不同茶樹高度對雜草生物量的影響表現為茶樹高度≤50 cm 的雜草生物量顯著高于其他3種茶樹高度類型（P<0.05），超幅35.37%～64.26%。

3 結論與討論

本次調查發現婺源茶園雜草有65種，分屬33科61屬，春季有20科27屬31種，夏季有25科37屬39種，秋季有20科33屬34種，其茶園雜草優勢種類為菊科和禾本科，分別占總種數的1692%、13.85%，出現頻率較高的雜草種類為馬唐（D. sanguinalis）、酸模葉蓼（P. lapathifolium）、蕨（P. aquilinum）、看麥娘（A. aequalis）、酢漿草（O. corniculata）、蓬蘽（R. hirsutus）和狗尾草（S. viridis）等。從雜草種類豐富度上看，與湖北省咸寧茶園（37科）[13]、福建省安溪茶園（35科）、貴州省7縣市茶園（41科）[14]較一致，說明婺源茶園雜草較豐富。從雜草種類優勢度上看，本研究結果顯示婺源雜草菊科和禾本科為茶園優勢科，與李粉華等研究發現江蘇省茶園主要雜草以禾本科及菊科為主，且菊科數量大于禾本科的結論[5]相同，與貴州、福建、江蘇、湖北等地區茶園雜草群落主要類別相似，但是在優勢雜草類別上存在一定的差異，可見，茶園中雜草即有共性，也有區域性。調查區域中以馬唐、酸模葉蓼、蕨、看麥娘、酢漿草、蓬蘽和狗尾草等為優勢種，也是南方茶園地區常見種類，它們具有繁殖能力強、適應能力強、傳播蔓延廣等特征，要了解這些雜草的生物學特征，

掌握其生長發育的規律，才能對癥下藥，進行綜合管控，防止雜草滋生。

不同樹齡、不同管理措施、不同生境的茶園，其雜草群落的物種組成、多樣性、生活型等不同[15]?？傮w上，婺源茶園雜草多度表現為春季>夏季>秋季，豐富度表現為夏季>春季>秋季，香農-維納多樣性指數表現為夏季>春季>秋季，辛普森多樣性指數表現為夏季>春季>秋季，Pielou均勻度指數表現為夏季>秋季>春季，生物量表現為夏季>秋季>春季;茶園雜草多度隨海拔上升而減少，豐富度、香農-維納多樣性指數、辛普森多樣性指數和Pielou均勻度指數隨海拔上升而增加，生物量以中海拔地區最高;雜草多度和生物量隨茶樹高度增加而降低。肖潤林等在湖南省長沙縣調查發現，春季由于氣溫低、積溫少，雜草生長速度較慢，且生物量小，夏季高溫多雨，雜草生長快、植株高，且生物量大，尤以惡性雜草發生為主，秋季隨著氣溫降低，降雨減少，惡性雜草發生減少，生物量小、株高矮的雜草逐漸增多[16]。在同一年度，氣溫的增加利于雜草生長，由春季過渡到秋季，茶園雜草種類呈增加趨勢。王勇等研究表明，隨著茶園海拔的增加，闊葉雜草的發生量呈降低趨勢，而禾本科雜草和莎草科雜草的發生量呈增加趨勢[17]。雜草是新開墾茶園和幼年茶樹的主要生態限制因子[18]，幼齡茶園茶樹樹幅窄、對地面覆蓋率小、遮光率低，雜草可生長空間大，雜草優勢突出，以株高和較高類雜草生長為主，雜草群落優勢指數高，成齡茶園的茶樹樹幅寬、對地面覆蓋率高、遮光率高，雜草可生長空間受限，雜草種群豐富，生物多樣性指數高，群落結構復雜穩定，雜草群落優勢指數低[19]。

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