牯牛降自然區(qū)珍稀植物紫莖群落特征研究

摘要 為了更好地了解牯牛降國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)紫莖（Stewartia sinensis）群落的基本現(xiàn)狀，為該珍稀瀕危植物的科學(xué)保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，通過在保護(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)置4個樣地，調(diào)查分析了紫莖林的群落特征。結(jié)果表明：紫莖群落樣地內(nèi)共有維管植物29科40屬53種，以樟科、杜鵑花科、殼斗科種類最多；從分布區(qū)類型看，在屬級水平上有9個類型，屬的分布區(qū)類型溫帶分布略多于熱帶分布（21/19）；牯牛降紫莖群落屬于常綠落葉闊葉混交林，喬木層優(yōu)勢種有枹櫟、杜鵑、紫莖、紅楠、錐栗、楓香樹等，灌木層優(yōu)勢種主要有毛柄連蕊茶、尖連蕊茶等，草本層有狗脊、淡竹葉等；紫莖群落中喬木層的物種多樣性高于灌木層和草本層；紫莖群落中幼樹和小樹占比達(dá)84.85%，共84株，更新狀況良好，建議將該群落設(shè)置為永久固定樣地進(jìn)行長期監(jiān)測。

關(guān)鍵詞 紫莖；群落結(jié)構(gòu)；牯牛降國家級自然保護(hù)區(qū)

中圖分類號 S759.9

文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2025）06-0120-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.06.027

Study on the Community Structure of Stewartia sinensis in Guniujiang National Nature Reserve，Anhui

GUI Zheng-wen

（Qimen Management Station of Anhui Guniujiang National Nature Reserve，Huangshan，Anhui 245617）

Abstract In order to understand the basic status of Stewartia sinensis community in Guniujiang Mountain and provide a scientific basis for" protection of this rare species，the basic composition and structural feature of S.sinensis community were studied by investigating four sample plots in Guniujiang Nature Reserve，Anhui Province.The results showed that there are 53 vascular plant species belonged to 29 families and 40 genera.The preponderant families are Lauraceae，Ericaceae and Fagaceae.At genus level，there were 9 distribution types.The temperate elements were more than the tropic ones （21/19），indicating the character of the flora transferring from tropical to temperate.The S.sinensis community belongs to evergreen deciduous broad-leaved mixed forest.The dominant species at arborous layer are Quercus serrata，Rhododendron simsii，S.sinensis，Machilus thunbergia，Castanea henryi and Liquidambar formosana.The main species at shrub layer are Camellia fraternal and Camellia cuspidata.The main species at herb layer are Woodwardia japonica and Lophatherum gracile.In S.sinensis community，the species diversity of arborous layer is the highest，compared to those of herb layer and shrub layer.There are 84 young S.sinensis trees in the community，accounting for 84.85% of the total S.sinensis trees.Although the renewal of S.sinensis community shows an increasing trend in Guniujiang Mountain as a whole，we suggested that the S.sinensis community should be investigated every five years.

Key words Stewartia sinensis;Community structure;Guniujiang National Nature Reserve

由生態(tài)環(huán)境部和中國科學(xué)院聯(lián)合發(fā)布的《中國生物多樣性紅色名錄—高等植物卷（2020）》中，瀕危物種占評估植物總數(shù)的10.39%，生境喪失和資源植物過度利用是主要的致危因子。在瀕危植物種群生態(tài)學(xué)研究中，通過種群統(tǒng)計(jì)獲得瀕危植物數(shù)量特征、年齡結(jié)構(gòu)、存活狀態(tài)、種群變化趨勢等信息，并找出限制種群更新繁殖的因素，在探究瀕危植物種群致瀕機(jī)制、演替規(guī)律等方面具有至關(guān)重要的意義［1-5］，研究結(jié)果也可為相關(guān)管理部門制訂合理的瀕危植物保育策略、精準(zhǔn)實(shí)施種群復(fù)壯等提供科學(xué)依據(jù)。

紫莖（Stewartia sinensis）是我國亞熱帶中部地區(qū)的珍稀樹種，隸屬于山茶科（Theaceae）紫莖屬（Stewartia），其主要生長在我國安徽省南部、江西省、浙江省、湖南省和湖北省等少數(shù)地區(qū)，且為零星分布。紫莖具有極高的觀賞價(jià)值，在園林中有一定的應(yīng)用。紫莖屬植物是第三紀(jì)孓遺植物，也是東亞—北美間斷分布類群，對于研究該間斷分布區(qū)的植物區(qū)系地理特征具有很高的科學(xué)價(jià)值。當(dāng)前，紫莖已被列為國家三級珍稀瀕危植物［6］和安徽省重點(diǎn)保護(hù)野生植物，但關(guān)于紫莖的群落生態(tài)學(xué)和保護(hù)生物學(xué)研究報(bào)道較少。胡正華等［7-8］研究發(fā)現(xiàn)，浙江古田山國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)紫莖種群更新總體上呈衰退趨勢，需采取措施對該群落進(jìn)行有效保護(hù)。董瑞瑞等［9］研究發(fā)現(xiàn)，古田山紫莖種群與群落內(nèi)其他物種之間存在比較明顯的種間競爭關(guān)系，與紫莖呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系的植物種類主要有山礬科白檀（Symplocos paniculata）、樟科檫木（Sassafras tzumu）等9種。張婷宇等［10］對浙江清涼峰國家級自然保護(hù)區(qū)紫莖群落的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)清涼峰紫莖種群以喬木層大徑級個體占據(jù)絕對優(yōu)勢地位，僅有2株紫莖幼樹，紫莖種群天然更新狀況極差，其種群徑級結(jié)構(gòu)類型屬于嚴(yán)重的衰退型。筆者通過對安徽牯牛降國家級自然保護(hù)區(qū)內(nèi)紫莖種群進(jìn)行樣地調(diào)查，揭示了保護(hù)區(qū)內(nèi)紫莖群落的結(jié)構(gòu)特征，旨在為該瀕危植物的有效保護(hù)提供科學(xué)資料。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)域

牯牛降國家級自然保護(hù)區(qū)位于安徽省南部，地處117°15′～117°34′E，29°59′～30°06′N，是安徽省第一個以森林生態(tài)系統(tǒng)為主的綜合性自然保護(hù)區(qū)。保護(hù)區(qū)總面積6 713.3 hm2，山體龐大險(xiǎn)峻，主峰牯牛降海拔1 727.6 m，是皖南第三高峰。保護(hù)區(qū)處于我國東部中亞熱帶北緣向北亞熱帶過渡的濕潤地帶，地帶性土壤為黃紅土壤，區(qū)內(nèi)自然資源豐富，生物種類繁多，區(qū)系成分復(fù)雜，生態(tài)系統(tǒng)完整，被《中國生物多樣性保護(hù)行動計(jì)劃》列為“中國優(yōu)先保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)”，屬于我國“森林生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)先保護(hù)區(qū)”［11］。

1.2 樣地設(shè)置

在前期調(diào)查的基礎(chǔ)上，參照CForBio方法，在保護(hù)區(qū)麻石塢有紫莖集中生長的區(qū)域設(shè)置4個20 m×20 m的樣方作為喬木研究樣地（表1），對樣方內(nèi)喬木層植物進(jìn)行每木檢尺（胸徑大于1 cm），同時在樣地的4個角設(shè)置5 m×5 m 的灌木樣方和2 m×2 m的草本樣方，每個樣地內(nèi)共設(shè)置4個灌木樣方和4個草本樣方。對于喬木層植物，記錄其胸徑、樹高、冠幅、所在位置等；對于灌木層和草本層植物，記錄其株數(shù)、高度、蓋度等指標(biāo)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

參考方精云等［12-13］的物種多樣性測度方法，對樣地植物多樣性的測定采用以下指數(shù)和方法。

1.3.1 重要值。

喬木層物種重要值計(jì)算公式：重要值=（相對顯著度+相對密度+相對高度/相對頻度）/3×100%；灌木層和草本層物種重要值計(jì)算公式：重要值=（相對密度+相對頻度+相對蓋度）/3×100%。

1.3.2 物種多樣性指數(shù)。

物種豐富度指數(shù)計(jì)算公式：

S=樣地內(nèi)出現(xiàn)的物種數(shù)

式中：Pi為第i種的重要值；S為樣地內(nèi)出現(xiàn)的物種數(shù)；N為樣地內(nèi)所有物種總個體數(shù)。

1.3.3 植被群落類型判別。

參考錢海源等［8］對群落類型的劃分方法，針對胸徑≥10 cm的喬木層樹種，根據(jù)其生活型特點(diǎn)，可將其分為常綠樹種、落葉樹種和針葉樹種3種類型，據(jù)此判斷牯牛降保護(hù)區(qū)紫莖群落的所屬類型。

1.3.4 徑級結(jié)構(gòu)劃分。

參考錢海源等［8］對紫莖徑級結(jié)構(gòu)劃分的方法，以大小徑級代替年齡結(jié)構(gòu)，可將紫莖的年齡結(jié)構(gòu)分為5個生長階段，分別為幼樹（1.0 cmlt;DBHlt;2.5 cm），對應(yīng)徑級為I級；小樹（2.5 cm≤DBHlt;7.5 cm），對應(yīng)徑級為Ⅱ級；中樹（7.5 cm≤DBHlt;18.5 cm），對應(yīng)徑級為Ⅲ級；大樹（18.5 cm≤DBHlt;40.5 cm），對應(yīng)徑級為 IV級；老樹（DBH≥40.5 cm），對應(yīng)徑級為V級。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫莖群落物種組成

2.1.1 維管植物種類組成。

牯牛降保護(hù)區(qū)紫莖群落樣地內(nèi)維管植物53種，隸屬于29科40屬，其中蕨類植物有1科1屬1種，裸子植物有2科2屬2種；被子植物有51種，隸屬于26科37屬。以樟科、杜鵑花科、殼斗科種類最多，其中樟科4屬9種，杜鵑花科3屬5種，殼斗科3屬5種。將紫莖群落內(nèi)維管植物科分為3個等級進(jìn)行比較分析，即含5種以上的科、含2～5種的科和單種科（表2）。統(tǒng)計(jì)分析表明，紫莖群落樣地內(nèi)包含5種及以上的有1個科；含有2～5種的科有8科16屬24種，分別占紫莖群落內(nèi)總科數(shù)的27.59%，總屬數(shù)的40.00%，總種數(shù)的45.28%；該區(qū)含有1種的科有20科20屬20種，分別占群落內(nèi)總科數(shù)的68.97%，占總屬數(shù)的50.00%，占總種數(shù)的37.74%。

2.1.2 維管植物區(qū)系。參考《中國植物志》第一卷［14］中有關(guān)蕨類植物屬分布區(qū)類型和吳征鎰教授對中國種子植物屬的分布區(qū)類型的劃分［15］，可將紫莖群落內(nèi)維管植物劃分為9種分布區(qū)類型（表3）。

①泛熱帶分布：該類型有9屬，占總屬數(shù)的22.5%，分別為山礬屬（Symplocos）、黃檀屬（Dalbergia）、柿屬（Diospyros）、紫金牛屬（Ardisia）、衛(wèi)矛屬（Euonymus）、安息香屬（Styrax）、白木烏桕屬（Neoshirakia）、紫珠屬（Callicarpa）、求米草屬（Oplismenus）。②熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布：紫莖群落樣地內(nèi)屬于該類型有3屬，分別為泡花樹屬（Meliosma）、柃屬（Eurya）和木姜子屬（Litsea）。③舊世界熱帶分布：該類型在紫莖群落樣地中僅有合歡屬（Albizia）1屬。④熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布：紫莖群落樣地內(nèi)屬于該類型有2屬，分別為淡竹葉屬（Lophatherum）和樟屬（Camphora）。

⑤熱帶亞洲分布：該類型在紫莖群落樣地有4屬，分別為潤楠屬（Machilus）、山胡椒屬（Piper）、漆樹屬（Toxicodendron）、山茶屬（Camellia）。

⑥北溫帶分布：在紫莖群落樣地有9屬，占總屬數(shù)的22.5%，分別為櫟屬（Quercus）、杜鵑花屬（Rhododendron）、松屬（Pinus）、栗屬（Castanea）、越橘屬（Vaccinium）、花椒屬（Zanthoxylum）、狗脊屬（Woodwardia）、鵝耳櫪屬（Carpinus）、梣屬（Fraxinus）。

⑦東亞和北美間斷分布：這一類型在紫莖群落樣地有楓香樹屬（Liquidambar）、紫莖屬（Stewartia）、繡球?qū)伲℉ydrangea）、柯屬（Lithocarpus）、馬醉木屬（Pieris）、八角屬（Illicium）、石楠屬（Photinia）7屬。⑧東亞分布：有4屬，分別為蠟瓣花屬（Corylopsis）、白馬骨屬（Serissa）和山麥冬屬（Liriope）等。⑨中國特有分布：該類型在紫莖群落樣地中僅有杉木屬（Cunninghamia）1屬。

2.2 紫莖群落類型

統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)（表4），牯牛降保護(hù)區(qū)紫莖群落1中常綠闊葉樹種重要值占31.66%，落葉闊葉樹種重要值占59.70%，針葉樹種僅占8.64%；紫莖群落2、群落3和群落4中無針葉樹種，群落中常綠闊葉樹種和落葉闊葉樹種的重要值分別是25.60%和74.40%、23.59%和 76.41%、19.61%和 80.39%，說明牯牛降保護(hù)區(qū)紫莖群落屬于常綠落葉闊葉混交林。

2.3 紫莖群落結(jié)構(gòu)特征

2.3.1 垂直結(jié)構(gòu)。

牯牛降保護(hù)區(qū)紫莖群落垂直結(jié)構(gòu)明顯，與皖南山區(qū)典型的常綠落葉闊葉林結(jié)構(gòu)類似，主要分為喬木層、灌木層和草本層（表5）。喬木層以殼斗科、樟科植物在數(shù)量上占優(yōu)勢，且可以分為2個亞層，第1亞層高10～20 m，胸徑7.5～45.5 cm，蓋度在85%左右，優(yōu)勢種有殼斗科枹櫟（Quercus serrata）、樟科紅楠（Machilus thunbergia）、殼斗科錐栗（Castanea henryi）、金縷梅科楓香樹（Liquidambar formosana）等；第2亞層高2.0～9.6 m，蓋度在70%左右，優(yōu)勢種有杜鵑花科杜鵑（Rhododendron simsii）、山茶科紫莖和格藥柃（Eurya muricata）、樟科山胡椒（Lindera glauca）等。灌木層植物優(yōu)勢種有山茶科毛柄連蕊茶（Camellia fraternal）、山茶科尖連蕊茶（Camellia cuspidata）、紫金牛科朱砂根（Ardisia crenata），此外還有一些喬木植物如紅楠、格藥柃、杜鵑、青岡（Quercus glauca）的幼樹苗。紫莖群落內(nèi)草本層物種較少，僅5種，優(yōu)勢種很明顯，主要為狗脊（Woodwardia japonica）、淡竹葉（Lophatherum gracile）、求米草（Oplismenus undulatifolius）等。此外，還有絡(luò)石（Trachelospermum jasminoides）等層間植物。

2.3.2 徑級結(jié)構(gòu)。

紫莖種群的徑級結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)表明，牯牛降保護(hù)區(qū)紫莖群落中處于Ⅱ級齡級的小樹數(shù)量最多，有70株；Ⅰ級齡級的幼樹數(shù)量次之，有14株；Ⅲ級齡級的中樹有13株；Ⅳ級齡級的大樹數(shù)量最少，僅2株；群落內(nèi)沒有紫莖老樹（Ⅴ級）（圖1）。總體上，紫莖群落內(nèi)處于Ⅰ、Ⅱ齡級的幼樹和小樹數(shù)量較多，因此紫莖種群屬穩(wěn)定型。

2.4 紫莖群落物種多樣性

通過對牯牛降保護(hù)區(qū)紫莖群落的物種多樣性統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，群落內(nèi)喬木層的物種豐富度指數(shù)最高，其次是灌木層，草本層的物種豐富度極低，種類非常少；紫莖群落喬木層和灌木層的Simpson指數(shù)和Shannon-Wiener指數(shù)接近，但均高于群落內(nèi)草本層的Simpson和Shannon-Wiener指數(shù)；對于Pielou均勻度指數(shù)，灌木層最高，草本層次之，均略高于喬木層；喬木層的Margalef指數(shù)最高，其次是灌木層，二者均高于草本層（表6）。總體上，紫莖群落中喬木層的物種多樣性最高，灌木層次之，草本層最低。

3 結(jié)論與討論

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，牯牛降保護(hù)區(qū)內(nèi)紫莖種群主要位于常綠落葉闊葉林內(nèi)，紫莖群落樣地內(nèi)共有維管植物29科40屬53種，以樟科、杜鵑花科、殼斗科種類最多，僅包含有１種的科有20個，占樣地內(nèi)總科數(shù)的68.97％，說明紫莖群落中科、屬組成比較分散；從分布區(qū)類型看，樣地內(nèi)40個屬可劃分為9個分布區(qū)類型，屬的分布區(qū)類型溫帶地理成分略多于熱帶地理成分（21/19），該群落表現(xiàn)出從亞熱帶到溫帶過渡的區(qū)系特點(diǎn)，這與王育鵬等［16］對牯牛降保護(hù)區(qū)維管植物區(qū)系研究結(jié)果相似。

牯牛降紫莖群落中喬木層的物種多樣性高于灌木層和草本層，這與浙江古田山保護(hù)區(qū)內(nèi)紫莖群落物種多樣性相似［7-9］。牯牛降4個典型紫莖群落樣地共調(diào)查到99株紫莖個體，齡級結(jié)構(gòu)分析顯示，紫莖幼樹和小樹占比達(dá)84.85%，共84株，表明牯牛降紫莖群落整體上呈穩(wěn)定趨勢。一般情況下，多數(shù)珍稀喬木樹種的年齡結(jié)構(gòu)均為衰退型，胡正華等［7-8］對古田山紫莖群落的研究均發(fā)現(xiàn)，古田山紫莖群落以中樹和大樹為主，小樹和幼樹占比極少，整個種群表現(xiàn)為衰退型。導(dǎo)致2個保護(hù)區(qū)內(nèi)紫莖群落年齡結(jié)構(gòu)差異的原因可能是牯牛降保護(hù)區(qū)內(nèi)紫莖群落所處環(huán)境適宜其生長，其種子具有較高的萌發(fā)率，小苗有較高的存活率，具體原因需要長期監(jiān)測分析。盡管牯牛降保護(hù)區(qū)紫莖群落更新狀況良好，筆者建議將4個樣地設(shè)置為永久固定監(jiān)測樣地，每5年監(jiān)測一次紫莖群落結(jié)構(gòu)變化情況，為紫莖種群的有效保護(hù)提供基礎(chǔ)資料。

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作者簡介 桂正文（1966—），男，安徽祁門人，高級工程師，從事自然保護(hù)與管理研究。

收稿日期 2024-04-30；修回日期 2024-05-16