缙云山草珊瑚生存群落的群落群丛植物物种多样性研究

缙云山草珊瑚生存群落的群落群丛植物物种多样性研究

草香洲（tnb.）是金针草科植物科的一种重要的半灌木植物。这是重要的医疗材料资源之一。所有植物都可以使用，具有清热解毒和经络连接骨骼的作用。多年生阔叶林生长在潮湿地区，多年生落叶林和落叶林多年生混交林中，叶片和多年生落叶落叶林适合生长在潮湿地区，土壤肥沃。物种多样性是生境中物种丰富度及分布均匀性的一个量度,它受生境中生物和非生物多种因素的综合影响.我国古代本草学家用“道地”来解释“生物多样性”.生物多样性的研究对于药用植物种质保存具有很重要的价值.药用植物多样性不仅表现在生物学特性、药材的道地性等方面,还表现在生物系统发育的过程中彼此形成的亲缘关系.尤其是野生亲缘植物和古老的地方种是长期自然选择和人为选择的产物,具有独特的优良性状和抗御自然灾害的特性,是人类的宝贵财富和品种改良的源泉,目前药用植物的保护已成为一个世界性的问题.利用植物群落数量分类来研究植物多样性保护有很重要的生态学和实践意义.群落分类技术一般有列表、非等级聚类和等级分类3种.目前采用最多的是等级分类技术中的双向指示种分析法TWINSPAN,近20多年来在群落生态学的多元分析技术中的应用发展很快.针对目前多种药用植物资源被严重破坏的状况,加强野生药用植物资源的保护显得尤为重要.草珊瑚的药用方面研究较多,最近仍有报道,但对草珊瑚野生群落的生态学研究报道较少.本研究采用TWINSPAN对草珊瑚生存群落进行分类,并研究了其生物多样性,以给出其生存群落类型及其与环境梯度的关系,并探讨其群落性质和分布规律,为保护草珊瑚生存群落、保护其药材质量的道地性和合理开发提供依据.1材料和方法1.1环境条件与生态地理条件缙云山位于重庆市北碚区(29°49′E,106°20′N),因北部秦岭大巴山对南下寒潮的阻击和温暖季风的影响,属典型的亚热带季风气候,对其形成亚热带植物区系提供了有利的生态地理条件.四季分明,1月均温7.5℃,7月均温28.6℃,无霜期平均为334d,热量丰富,≥10℃的年积温5950℃.夏热多雨,雨量充沛,年降水量1143mm.土壤主要类型为酸性黄壤,其次为中性或酸性紫色土.地带性植被为中亚热带湿润性常绿阔叶林,并具有森林植被次生演替的不同演替阶段.1.2乔木层植物群落1)根据不同的海拔高度和坡向在缙云山草珊瑚生存群落不同地段全面考察的基础上,在青龙寨山顶、板子沟、杉木园、黛湖附近、青龙寨坡底设置5个样地,并设5m×5m的小样方共44个,海拔分布范围在600～860m之间.2)调查记录样方内乔木层植物种名、株数、高度、胸径;灌木和草本层植物的种名、株(丛)数、均高、盖度;并同时记录各样地的海拔、坡度、坡向等生态环境条件和人为干扰情况等.1.3计算物种的重要值乔木重要值=(相对高度+相对显著度+相对密度)/3灌木或草本重要值=(相对盖度+相对高度)/21.4群落类型分析以样方为实体,采用双向指示种分析法(Two-wayIndicatorSpeciesAnalysis-TWINSPAN,PCORD-Version4.20)对44个样方进行数量分析,划分群落类型.1.5物种多样性指数用以下指数度量草珊瑚生存群落的物种多样性指数:(1)丰富度指数R1=S-1lnΝ(Μargalef‚1958)R1=S−1lnN(Margalef‚1958)(2)物种多样性指数Sipmson指数λ=S∑i=1Νi(Νi-1)/(Ν-1)(Ρielou‚1975)Shannaon-wiener指数Η′=-S∑i=1ΝiΝln(ΝiΝ)(Ρielou‚1975)(3)均匀度指数E1=Η′/lnS(Ρielou‚1975)式中:S为样方的物种总数;N为S个种的全部重要值之和;Ni为第i个种的重要值.用以上各式度量各群落(样地)每个样方的多样性指数,并求出多样性指数的平均值,作为各群落(样地)的多样性指数.2结果与分析2.1青龙墩树属草硫监sompo治形同源地根据TWINSPAN数量分类结果,结合调查结果的生态分析和群落生境特征的指示种及其组合,将44个样方分为7个类型,各类型主要特征为:1)薯豆+四川山矾-矩圆叶鼠刺-芒萁群丛(Elaeocarpusjaponicus+Symplocossetchuanensis-Iteachinensis-DicranopterispedataAssociation):分布于青龙寨山顶阴坡,海拔约820m,坡向西偏南24°,土壤湿度较小,枯枝落叶层3～5cm,乔木层郁闭度0.5左右,比较繁盛,优势种有薯豆,四川山矾次之,灌木层盖度达25%,草珊瑚平均盖度14%.2)薯豆+白毛新木姜子-绒毛红果树-狗脊群丛(Elaeocarpusjaponicus+Neolitseaaurata-Stranvaesiatomentosa-WoodwardiajaponicaAssociation):)分布于青龙寨山顶阴坡,海拔约800m,西偏南21°,郁闭度0.35.乔木层以薯豆为主,白毛新木姜子次之,草珊瑚均盖度19%,偶见种有穗序鹅掌柴(Scheffleradelavayi)等.3)广东钓樟-细枝柃+杜茎山-红盖鳞毛蕨群丛(Linderakwangtungensis-Euryaloquiana+Maesajaponica-DryopteriserythrosoraAssociation):)分布于杉木园一小凹坡,海拔约820m,北坡9°,该处水分状况也较好,乔木层优势种为广东钓樟,为单优群丛,灌木层盖度约18%,草珊瑚盖度14.6%,小苗比较多.偶见种有竹叶草(Oplismenuscompositus)、绞股蓝(Gynostemmapentaphyllum).4)小叶栲+栲树-绒毛红果树+草珊瑚-长尾复叶耳蕨群丛(Castanopsiscarlesii+Castanopsisfargesii-Stranvaesiatomentosa+Sarcandraglabra-ArachniodessimplicorAssociation):主要分布于青龙寨底部,海拔约620～660m,乔木层郁闭度较高,也有部分地段岩石裸露,建群种为小叶栲、栲树,草珊瑚为灌木层优势种,盖度29.4%,该群丛附近有一小水沟,为草珊瑚较为理想的生境.5)马尾松+光叶山矾-狗脊群丛(Pinusmassoniana+Symplocoslancifolia-WoodwardiajaponicaAssociation):分布于青龙寨、杉木园、板子沟,海拔620～820m,坡度15°～20°,乔木层盖度45%,有马尾松等,草珊瑚盖度21%.6)樟+马尾松-黄牛奶树-里白群丛(Cinnamomumcamphora+Pinusmassoniana-Symplocoslaurina-DiplopterygiumglaucaAssociation):主要位于板子沟,海拔860m,乔木层盖度80%,有樟、马尾松等,灌木层盖度40%～45%,草珊瑚盖度15%.7)马尾松+四川大头茶+薄果猴欢喜-狗脊群丛(Pinusmassoniana+Gordoniaacuminate+Sloanealeptocarpa-WoodwardiajaponicaAssociation):分布于黛湖附近,海拔约550m,乔木以马尾松、四川大头茶为主,盖度60%～70%,草珊瑚盖度15%,有轻度人为干扰.2.2不同h指数对草莎虾物种多样性的影响1)R1指数和H′指数显示出基本一致的变化趋势,用H′指数、λ指数和E1指数描述群丛性质时有较好的一致性.而R1指数、H′指数、E1指数与λ指数相比,其变化趋势则相反.这是因其计算方法不同导致.λ指数和H′指数可反映物种在群丛中作用的大小,λ指数越高,物种生态优势度越高,而H′指数与生态优势度间呈负相关,H′指数越高,物种的生态优势度越小.如群丛3、4、5的λ指数分别为0.13、0.155和0.113,H′指数分别为2.431、2.224和2.464,草珊瑚的重要值为19.66、35.45和22.49.H′指数越高,群丛的物种多样性越丰富,均匀度也较高,按H′指数从大到小排列7个群丛,依次为6,5,1,3,2,4,7(图1、表1).2)对7个群丛多样性指数的相关分析结果表明:H′指数与R1指数呈极显著正相关(p<0.01),H′指数与E1指数不存在相关性,H′指数与λ指数呈极显著负相关(p<0.01)(表2).如前所述,它反映的是优势种在群落中所处的地位和作用大小.2.3草莎监群丛间物种多样性的空间差异如图1所示,各群丛间的R1指数变化幅度较大,而H′指数、λ指数和E1指数变化则相对较小,说明群丛中种数的明显差异并不影响草珊瑚群落对于地带气候条件相似的适应特征,其群丛间多样性指数或多或少的波动性差异与生境条件、人为干扰和演替阶段等原因有关.群丛6、5与4相比,H′较高,表明其物种多样性丰富,原因与其分布地、人为干扰等因素有关.6、5群丛主要于板子沟分布,人类活动较少,干扰较轻,而4群丛位于青龙寨底,人类活动相对较多,干扰较为严重.草珊瑚较为理想的生境群丛4其生物多样性偏低,但水分和光照适中,都很有利于草珊瑚的生存繁殖.从群丛间的相关系数分析,除群丛7外,其他群丛间的多样性指数成极显著的正相关(表3),结果也表明草珊瑚群丛与缙云山地带性气候的适应较为一致.群丛7分布于黛湖附近,种类组成丰富度低,H′多样性指数最低,表明草珊瑚在该群丛中的生态优势度最高,与其人为活动频繁、灌木层相对单一有关.3twinper分类结果1)TWINSPAN分析结果将缙云山草珊瑚生存群落的44个样方可划分为7个群丛,分别为薯豆+四川山矾-矩圆叶鼠刺-芒萁群丛、薯豆+白毛新木姜子-绒毛红果树-狗脊群丛、广东钓樟-细枝柃+杜茎山-红盖鳞毛蕨群丛、小叶栲+栲树-绒毛红果树+草珊瑚-长尾复叶耳蕨群丛等.但在探讨植物多样性保护时,应用TWINSPAN数量分类的方法,还应充分考虑群落生境的特征和植物物种在群落中的重要性地位,才能获得更加客观和符合植被分类原则的结果.2)TWINSPAN分类结果反映出较为明显