庙岛植物多样性差异与原因探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 庙岛植物多样性差异与原因探讨 摘要：选择 6 个 20m 20m 的具 有代表性的样地群落，调查与分析了样 方群落内 多样性，群落间 多样性， 以及比较了附近山体群落多样性的差异。 结果表明：庙岛主要植被类型为刺槐林， 黑松林以及 6 个典型群落。样地群落内 共有 38 种植物，草本种类较多，反映 出冬季需经历较长时间。群落间的乔木 层与灌木层的 Jaccard 指数， Bray-Curtis 指数均较低，异质性较高，对于外来物 种需谨慎使用。灌木层的 Margalef 丰富 度，Shannon-Wiener 指数，Simpson 指 数，Pielou 均匀度相对于乔木层较大， 这与乔木层物种遮光能力有关。R 岛 植物多样性较陆地山体植物群落多样性 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 低，可能与演替阶段或生境差异有关。 中国论文网 /7/view-12990183.htm 关键词：庙岛；植被；植物群落； 多样性；相似性 中图分类号：S602 文献标识码：A 文章编号： 16749944（2017）16010705 1 引言 海岛由于与陆地隔离，植物种群 相对较为单一1。植物群落具有一定的 外貌和结构，能反映植物生境的特点， 而多样性的研究能更多反映植物物种的 丰富度和群落的稳定性2。现今对陆地 山体植物多样性研究较为成熟并有相应 调查技术规范3，而关于海岛植物多样 性的调查与研究则不多见4，5。由于 海陆生境差异与自然灾害等原因造成海 岛植物多样性与陆地山体具有一定的差 异性，这使得海岛植物群落调查具有研 究意义。庙岛群岛位于山东烟台市长山 县，由于人类长期历史活动，天然植被 受到影响。关于庙岛群岛的研究主要集 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 中在植物区系69 ， 多样性指数 9，10，以及野生观赏植物资源的应用 探讨11，而对于庙岛主岛的植物群落 多样性研究不够深入。本文从 多样性， 多样性指数以及与附近山体群落多样 性的比较，3 个方面进行探讨山东庙岛 植物群落内多样性，植物群落间的相似 程度，同时反映与陆地山体植物多样性 的差异性，为庙岛植物多样性保护与生 态修复提供基础数据和借鉴参考的意义。 2 研究样地概况与研究方法 2.1 研究样地概况 庙岛位于山东烟台市长岛县， 375618N，1204048E，海岛面积约 为 5.43 km2，海岸线长度为 6.7 km，岛 上海拔最高点为 98.3 m6。庙岛属暖温 带季风性气候，地带性植被为落叶阔叶 林，以栎林为主要类型，主要树种有麻 栎，槲栎等。庙岛年平均气温为 12.012 ，气温年差 26.1 。年均降水量为 549.5 mm，集中在 69 月，岛上淡水 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 资源较为缺乏。岛上土壤主要为棕壤土 类和褐土土类。岛上植物种类约有 378 种6，由于长期的人为活动，岛上植被 受较大影响，主要以黑松林与刺槐林为 主。 2.2 样方设置与调查 2015 年 9 月对山东庙岛调查，参 考朱春玲等4的海岛植物调查的方法， 选择具有代表性的植物群落作为样地， 共计 6 个 20 m20 m 的样方，记录样方 内的乔木（胸径5 cm 或树高 3 m）树 种名称，胸径，冠幅等。在每个 20 m20 m 的样方内划定 4 个 5m5m 小 样方，记录样方内的灌木名称，棵数， 冠幅和株高。在 5 m5 m 小样方内划 定 5 个 1 m 1 m 的小样方记录样方内 的草本植物名称，棵/丛数，株高，盖度 等信息。同时，对样方群落的经纬度、 海拔、群落郁闭度等信息进行记录。 2.3 群落多样性计算 本文选用 Berger-Parker 优势度 指数，Margalef 丰富度指数， Simpson -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 多样性指数，Shannon 多样性指数， Pielou 均匀度指数用来衡量群落内的 多样性指数，选用 Jaccard 指数，Bray- Curtis 相似性指数来衡量群落间的 多 样性指数12 。 Berger-Parker 优势度指数： d=1/nmaxN （1） Margalef 丰富度指数： dMa=S-1lnN（2） Simpson 多样性指数 D： D=1-Si=1P2i；P2i=ni（ni-1） N（N-1 ） （3） Shannon-Wiener 多样性指数 He： He=-Si=1PilnPi；Pi=niN（4） Pielou 均匀度指数 Je： Je=HeHmax；Hmax=lnS（5） Jaccard 指数 Cj： Cj=ja+b-j （6） Bray-Curtis 相似性指数： CN=2NjNa+Nb（7） 式中：nmax 为个体数量最多物 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 种的个体数量，S 为样方内物种数， N 为所有物种个体的总数，Ni 为第 i 种的 个体数，i=1，2，3，S。J 为共同 种 Nj 指样地 a 和 b 共同种中个体数较 少者。Na，Nb 分别指样地 A 和 B 的物 种数。 3 研究结果 3.1 植被概况 根据吴征镒中国植被13将 庙岛植被类型划分为落叶阔叶林、常绿 针叶林，2 个植被类型；有合欢-一叶荻 -茜草群落、刺槐- 荆条-天门冬群落、构 树-一叶荻 -迎春群落、黑松-扁担木- 鸭 葱群落、黑松-一叶荻- 茜草群落、黑松- 柘-天门冬群落，6 个群落，简述如下。 3.1.1 落叶阔叶林 （1）刺槐-荆条- 天门冬群落 （Robinia pseudoacacia - Vitex negundovar.heterophylla- Asparagus cochinchinensis Association） ，群落外貌 整齐，刺槐林约为 6 m，胸径为 8.121.2 cm，平均冠幅为 3.8 m，林下 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 植物种类较多。 （2）构树-一叶荻-迎春群落 （Broussonetia papyrifera-Flueggea suffruticosa-Jasminum nudiflorum Association） ，群落生长构树 35 株，桃 树 3 株。群落高度约为 3 m 左右，胸径 为 2.54 cm，平均冠幅为 3.1 m，灌木 层以一叶荻占优势，草本层以迎春占绝 对优势。 （3）合欢-一叶荻-茜 草群落（Albizia julibrissin - Flueggea suffruticosa - Rubia cordifolia Association） ，群落外貌整齐，高度为 0.85 m，胸径为 510.2 cm，平均冠 幅为 2.3 m，林下植物草本物种多，盖 度约为 30%60% 。群落的伴生植物有 酸枣，沙参等。 3.1.2 常绿针叶林 （1）黑松-扁担木-蒙古鸭葱群落 （Pinus thunbergii - Grewia biloba - Scorzonera mongolica Association） ，群 落高度s 为 4.512 m 左右，胸径为 3.827.8 cm，平均冠幅为 3.3 m，乔木 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 层黑松重要值较大，刺槐也占有一定优 势。灌木层以扁担木占优势，同时灌木 层还有麻栎幼苗，及酸枣占大多数。草 本层物种丰富，优势并不明显。 （2）黑松-一叶荻-茜草群落 （Pinus thunbergii - Flueggea suffruticosa - Rubia cordifolia Association） ，群落结 构整齐，高度约为 313 m 左右，胸径 为 3.820.4 cm，平均冠幅为 2.7 m，灌 木层仅有一叶荻，草本层以茜草为优势 种，林下散生菊花，萱草，萝等。 3.3 植物群落相似性 Jaccard 指数能反映群落之间的物 种组成相似程度，而 Bray-Curtis 指数能 体现种的多度在群落物种相似程度。不 同群落的乔木层与灌木层相似性指数分 别见表 2、3。在乔木层中，群落 A 与 E 的 Jaccard 指数最大为 1.0，Bray- Curtis 指数为 9.0。群落 A 与 B 的 Jaccard 指数为 0.5，Bray-Curtis 指数为 3.67。群落 B 与 E 之间 Jaccard 指数 0.50，Bray-Curtis 指数分别为 3.33。群 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 落 D 与 F 的 Bray-Curtis 指数最大为 12.25，而 Jaccard 指数为 0.14，群落 C 与 E 的 Bray-Curtis 指数为 9.0，而 Jaccard 指数仅为 0.33。群落 B 与 C Bray-Curtis 指数 3.67，Jaccard 指数为 0.2。群落 D 与其他群落的异质性较强， Jaccard 指数和 Bray-Curtis 指数均为 0。 注：A：刺槐-荆条-天门冬群落； B：黑松 -扁担木-蒙古鸦葱 群落； C： 合欢-一叶荻 - 茜草群落； D：构树- 一 叶荻-迎春 群落； E：黑松 -一叶荻- 茜 草 群落； F：赤松- 柘-天门冬群落 在灌木层中，群落 C 与 E 的 Jaccard 指数最大为 0.67， Bray-Curtis 指 数为 16.67。群落 D 与 F 的 Jaccard 指数 为 0.5，Bray-Curtis 指数为 2.67。群落 A 与 B 之间 Jaccard 指数 0.43，Bray- Curtis 指数为 4.0。群落 D 与 E 的 Bray- Curtis 指数最大为 19.50，Jaccard 指数 为 0.33，群落 E 与 F 的 Bray-Curtis 指 数为 13.14，Jaccard 指数仅为 0.17。群 落 C， D 分别对群落 A，B 之间的异质 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 性较强，Jaccard 指数和 Bray-Curtis 指 数均为 0。 3.4 植物群落多样性 庙岛植物群落多样性见图 1、2。 在 6 个群落中，灌 4 讨论与结论 4.1 植物组成 样方群落内共有 38 种植物，其 中乔木层的主要的群落优势种为黑松、 刺槐、构、麻栎、槲栎等。灌木优势种 主要为荆条、紫穗槐、酸枣、柘、扁担 木等。群落内重要值较大的植物均为落 叶植物，常绿植物较少仅有黑松，较为 符合庙岛暖温带气的植被类型落叶阔叶 林的特点。6 个海岛植物群落由 38 种植 物组成，乔木 9 种，灌木 12 种，草本 植物 15 种，比例为 345。草本植物 占比例较大，灌木其次。该比例与马成 亮6提出的地面芽植物所占比例最大， 高位芽植物其次，1 年生和隐芽植物比 例较大的结论较为一致。从群落的植物 生活型构成比例即可反映植物生境的特 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 点，暖温带植物生活型相对于亚热带植 物生活型，其地面芽植物在群落内的比 例增大，高位芽植物比例降低17。即 庙岛植物冬季需经历长时间的严寒季节， 而由于沿海气候的影响，植物在生长季 节的生活环境为温热多湿。 4.2 海岛植物群落相似性与生态 干扰 Jaccard 指数 表示物种种类相似 度，而 Bray-Curtis 指数更强调种的个体 数量，本文通过研究两个群落的相似性 指数进行比较群落间的物种组成及其共 同种个体数量的相似程度。在乔木层中， 群落 A 与 E 的物种组成相同，因此 Jaccard 指数最大为 1.0， Bray-Curtis 指 数为 9.0。群落 A 与 B，群落 B 与 E 的 物种组成相似度大，个体数量较为相似， 因此 Jaccard 指数为 0.50， Bray-Curtis 指数较为接近。群落 D 与 F，群落 C 与 E，群落 B 与 C 的 Bray-Curtis 指数 最大达 12.25，但 Jaccard 指数较小仅为 0.14，表明两群落间物种组成相似程度 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 较低，共同种种类较少，但个体数量较 大。群落 D 与其他群落的相似性指数为 0，异质性较强。在灌木层中，群落 C 与 E 的 Jaccard 指数最大为 0.67，Bray- Curtis 指数为 16.67。群落 D 与 E，群落 E 与 F 的 Jaccard 指数分别为 19.50 和 13.14，而 Bray-Curtis 指数却仅为 0.33，0.17。其余样方的群落间相似性 很小或为 0。整体上看，群落之间的乔 木层与灌木层的相似性指数较小，表明 山东庙岛植被景观破碎度较大，植物群 落间异质性较大。 适生能力强的外来物种，易在异 质性较大的群落间对抗干扰程度较低的 乡土植物造成威胁18 ，外来植物可能 对植物群落产生干扰与威胁。庙岛植物 群落异质性较大，而群落生长的黑松， 刺槐，紫穗槐等原产地并非中国，因人 为造林活动被引种栽培于此，并作为建 群种和优势种，在岛上形成相应的林分。 有研究表明，引进种能构建新的稳定的 群落19，然而引进种易导致本地物种 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 濒临灭绝20 。因此对引进植物进行绿 化栽植或生态修复选用时应慎重考虑是 否会对本地种造成威胁，需要进一步探 讨。 4.3 海岛植物群落多样性 在 6 个样方群落中，乔木层中以 黑松为建群种的群落，黑松优势度突出， 且群落内的 Margalef 指数，Simpson 指 数，Shannon-Wiener 指数，Pielou 指数 相对于其他群落的乔木层较大，表明黑 松群落在庙岛上适生强度大，且对群落 的多样性与均匀度具有一定的提高。该 结论与高远等21 一致，外来种对群落 多样性具有维持和提高的作用。灌木层 中，植物群落演替后期，由于竞争趋势 稳定，优势种突出，而劣种被淘汰，因 此 Simpson 指数， Shannon-Wiener 指数 降低，Pielou 指数较大。灌木层中一叶 荻为优势种的群落较为符合该演替规律。 总的来说，灌木层的 Margalef 丰富度指 数，Simpson 多样性指数，Shannon- Wiener 多样性指数， Pielou 指数相对 于乔木层较大。主要原因在于庙岛地处 -精选财经经济类资料- -最新财经经济