白狼山國家級自然保護區天然側柏林群落物種多樣性研究

褚永磊

(遼寧省林業調查規劃監測院，遼寧 沈陽 110122)

1 研究區概況

2 調查內容與方法

2.1 調查內容

保護區的天然側柏林主要分布在柏山核心區及其緩沖區，分布面積達951.3 hm2，約有側柏70 萬株。按照《中國植被》(1980)的分類系統和《遼寧植被區劃》，將保護區植物群落按灌木層優勢種的有無或種類不同，分為6 個群叢組[2]。分別為荊條-側柏林、小葉白臘樹(胸徑小于5 cm)-側柏林、多花胡枝子-側柏林、螞蚱腿子-側柏林、毛榛子-側柏林和禾草-側柏林[3]。

在天然側柏林主要分布區內，并有代表性的群叢組處設置30 塊樣地。樣地面積400 m2，規格為20 m×20 m，同時在樣地4 個外角分別設置1 個樣方用于調查灌木，規格為2 m×2 m，再設置1 個樣方用于調查草本，規格為1 m×1 m[4]。

2.2 統計和分析方法

采用α多樣性指數法對各植被類型群落總體多樣性進行分析。分析指標和公式如下。

2.2.1 Margalef物種豐富度指數

Dma=(S-1)/1nN

(1)

式(1)中，S表示物種數，N表示所有個體數。

2.2.2 Simpson優勢度指數(辛普森指數)

(2)

式(2)中，pi表示第i種物種的個體數Ni占所有個體總數N的比例，即pi=Ni/N。

好逑湯其實是荷葉筍尖櫻桃斑鳩湯，本來就細嫩的斑鳩肉，得荷葉之清、筍尖之鮮、櫻桃之甜，雖然荷葉是苦的，配入清湯未必味美。但其取自《詩經》“關關雎鳩，在河之洲，窈窕淑女，君子好逑”的意思，倒是很有江南菜附庸風雅的味道。

2.2.3 Shannon-Wiener變化度指數(香農-威納指數)

H′=-Σpi1npi

(3)

式(3)中，pi表示第i種物種的個體數Ni占所有個體總數N的比例，即pi=Ni/N。

2.2.4 Pielou物種均勻度指數

Jsw=(-Σpi1npi)/1nS

(4)

式(4)中，S表示物種數，N表示所有個體數，pi表示第i種的個體數Ni占所有個體總數N的比例，即pi=Ni/N。

3 結果與分析

3.1 樣地調查結果統計

30塊樣通過樣地調查結果匯總，按照上述公式計算。得出6個植被類型的群落總體α多樣性指數，如表1。

3.2 物種多樣性分析

依表1制作柱狀圖，見圖1～4。

表1 6個植被類型的群落總體α多樣性指數

圖1 總體物種豐富度指數(Dma)比較

由圖1可以看出，“多花胡枝子-側柏林”植被類型豐富度指數(Dma)最高，“禾草-側柏林”植被類型是第二，“螞蚱腿子-側柏林”植被類型豐富度指數(Dma)最低。結合表1分析，“多花胡枝子-側柏林”植被類型不僅灌木層種類多，而且草本層種類也很多。“螞蚱腿子-側柏林”植被類型與“多花胡枝子-側柏林”植被類型正好相反，灌木層種類少，而且草本層種類也很少。“禾草-側柏林”植被類型群落結構不完整，雖然沒有灌木層或者灌木層灌木極少，但是林下草本層植物豐富，種類繁多，所以豐富度指數(Dma)高。通過物種豐富度指數(Dma)上分析，“多花胡枝子-側柏林”植被類型和“禾草-側柏林”植被類型森林物種種數為最多，多樣性較高。

圖2顯示，“荊條-側柏林”植被類型優勢度指數(D)值最高，而“多花胡枝子-側柏林”植被類型和“毛榛子-側柏林”植被類型僅次于“荊條-側柏林”植被類型，相差不算大。說明這幾種植被類型種數多，各種個體分配均勻，多樣性高。而“禾草-側柏林”植被類型優勢度指數(D)值最低，說明這種植被類型各種個體分配不均勻，多樣性較低。

圖2 總體物種優勢度指數(D)比較

H′為變化度指數，受群落物種數量和物種均勻程度的雙重影響。對于物種數一定的群落，各物種間個體數量分布均勻時，多樣性最高；對于物種個體數量分布越均勻的群落，物種數越多，多樣性越高。圖3所示，其變化規律與圖2基本一致，“荊條-側柏林”植被類型的H′值最高，同時與“多花胡枝子-側柏林”“毛榛子-側柏林”這兩個植被類型的H′值差異不大。說明這些植被類型下的物種個體數分布均勻，且物種數多。“禾草-側柏林”的H′值最低，說明該植被類型下的物種個體數分布不均勻，多樣性程度低。

圖3 總體物種變化度指數(H′)比較

從圖4可以看出，“荊條-側柏林”植被類型的Jsm值最高，僅僅與“螞蚱腿子-側柏林”植被類型的Jsm值相差很小。“禾草-側柏林”植被類型的Jsm值依然是最低的。

圖4 不同植被類型總體物種均勻度指數(Jsm)比較

3.3 與其它區域物種多樣性的對比分析

在天然側柏林核心區域，山西呂梁山側柏林共調查得到39個物種，山西陽城37個樣方共調查得到60個種[5]，山西霍山天然側柏林物種多樣性較為豐富，共有維管束植物82種，其中蕨類植物1科1屬1種，裸子植物2科2屬3種，被子植物30科64屬78種[6]。

南界的云南德欽，物種更為豐富，共調查得到84個物種[7]，而在西北界的陰山，雖然群叢組類型單一，但群叢類型豐富，立地類型也包括了溝谷和山坡，所以物種組成最為豐富，共記錄維管植物96種。

青龍山保護區天然側柏林喬木層僅有側柏1種，即為側柏純林；灌木層以小葉白蠟為優勢，伴生有螞蚱腿子、荊條、多花胡枝子、花木藍等，合計13個物種(包含側柏、大果榆、山杏等喬木種幼苗)；草本層優勢種為披針葉薹草和叢生隱子草，伴生白葉委陵菜、卷柏、中華卷柏，合計9個物種。即該保護區天然側柏林物種總數為21個。

白狼山國家級自然保護區天然側柏林30個樣方共調查得到63個種，物種多樣性較為豐富，其中喬木層9種，灌木層以為荊條優勢，伴生有小葉白蠟、螞蚱腿子、多花胡枝子、花木藍等，合計17個物種(其中不包含側柏、大果榆、山杏等喬木種幼苗)。草本層優勢種為低薹草和叢生隱子草，伴生白葉委陵菜、野古草、白羊草等，合計37個物種。

4 結論與建議

通過綜合分析，可以看出“荊條-側柏林”植被類型是分布最廣泛的植被類型，個體分配均勻，數量多，但是物種種類一般。從總體上看，該植被類型的多樣性較高。“多花胡枝子-側柏林”植被類型下的物種種類豐富，物種數多，分配較均勻，該植被類型的多樣性較高。“禾草-側柏林”植被類型分布較少，只有草本層物種種類較豐富，但是個體分配很不均勻，該植被類型的多樣性低[8]。從總體上看，“荊條-側柏林”“小葉白臘樹-側柏林”“多花胡枝子-側柏林”和“毛榛子-側柏林”這4種植被類型的多樣性相對較高，“螞蚱腿子-側柏林”植被類型的多樣性較低，“禾草-側柏林”植被類型物種多樣性則是很低[9]。

遼西地區，尤其是山區的陽坡，石灰巖母質，土層較薄或裸巖外露，一般以荊條灌叢自然生長較多。遼西大部分地區人工側柏林群落結構比較單一，生長緩慢，多樣性較差。通過研究表明，可以利用人工促進，選擇栽植側柏等本地鄉土樹種，與原有植被合理搭配，逐漸演替形成以側柏為優勢種的喬木林，灌木及草本層接近天然側柏林群落結構，實現自然修復，達到側柏頂級群落。減少其他人為干擾，促進植被演替進程。而加快由灌草叢到灌樹叢的植被演替，是遏制當地自然植被逆向演替的有效措施[10]。