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无瓣海桑的直接引入对次生桐花树群落的扰动



全 文 :无瓣海桑的直接引入对次生桐花树群落的扰动
李 玫 廖宝文 郑松发 陈玉军
(中国林科院热带林业研究所 广州 510520)
摘要 在海南东寨港的次生桐花树灌木群落中直接引入无瓣海桑乔木种群 , 5年后通过样方调查和采
样分析的方法 ,研究了无瓣海桑的引入对原灌木群落的扰动效应 。结果表明:①直接引入无瓣海桑乔木种
群 ,使桐花树灌木群落的物种多样性 、生态优势度和群落均匀度增大 ,促进该灌木群落向更复杂的结构发展;
②无瓣海桑种群的引入不利于该灌木群落中桐花树种群和白骨壤种群的发展;③无瓣海桑种群的引入提高
了桐花树群落的土壤酸度和含盐量 ,促进了土壤对 N 、P 、K和有机质的吸收与累积。
关键词 无瓣海桑 扰动 桐花树群落
在一个天然的植物群落中的一个或几个部位 ,以任何方式人工引入新的植物种群 ,使这些部位发育为与
其它部位特征明显不同的小型植物有机组合 ,这种小型的植物有机组合称为半人工小群落[ 1] 。本研究直接
(即对引入处不做任何清理)把无瓣海桑(Sonnerat ia apetala)乔木种群引入次生桐花树灌木群落中 ,以形成
半人工小群落 ,研究引入该乔木种群后对原(桐花树)灌木群落及群落内的桐花树种群和白骨壤种群的扰动
效应 ,即表现为原群落及种群的某些生态学特征受到抑制或促进 。该研究对于改造华南沿海滩涂普遍存在
的次生红树林灌木群落 ,利用种群对种群进行有效的生物调节和控制有一定指导意义。
1 试验地概况
研究地点位于海南省东寨港红树林保护区竹山附近高潮滩。该地在 1958年前曾是一个高大茂密的海
莲+木榄群落 ,后来由于受到多次破坏而被大量的桐花树(Aegiceras corniculatum)和少量的白骨壤(Av i-
cennia marina)占领 。不断地砍伐薪材和捕捉海产品等人为活动致使该次生桐花树灌木群落长期仅保持在
45 ~ 55 cm 的高度。1998年 ,保护区在该片桐花树灌木群落中直接引入了无瓣海桑种群 ,以人工恢复从前的
乔木林群落。种植规格为 2 m×1 m ,面积为 0.2 hm2 ,5年生时进行调查。
2 研究方法
2.1 调查方法
从无瓣海桑半人工群落的任一处出发 ,每隔相等的距离设立一个 2 m ×2 m 的小样方 ,共设 16个样方 ,
在样方内调查记录植物种类极其盖度 ,各植物种的株数 、高度 、地径。在接近无瓣海桑半人工群落的未引入
无瓣海桑种群的部位设立对照区 ,每隔相等的距离设立一个 2 m×2 m 的小样方 ,共设 16个 ,并作相应的调
查记录。
根据调查的结果 ,在无瓣海桑半人工群落和对照区的各样方中分别找出一个最接近平均值的样方 ,收获
样方内全部的灌木 ,按种类 、枝 、叶 、根分别称重 ,并抽取适量样品 ,在 85℃下烘至恒重 ,求出无瓣海桑半人工
群落和对照区的 2个样方中各个种类的地上部分生物量和总生物量 。根据同一种类株数的比例关系 ,推算
各小群落和对照区其它样方各种类的地上部分生物量和总生物量。
2.2 数据分析
根据调查数据 ,分别从整体上计算原灌木群落及其种群的各个特征数。某一种群的优势度是用它在各
样方中植冠覆盖面积总和除以各样方面积总和。物种多样性指数计算公式如下:D =-∑S
i =1 P i lnP i , 式中 S
为种数 , P i=N i/ N , N 为种群个体数总和。
3 结果与分析
3.1 扰动对桐花树群落组成结构的影响
群落组成一般可通过 3个方面指标来进行测度 ,即物种多样性指数 、生态优势度指数和群落均匀度指
19广 东 林 业 科 技 2004 年第 20卷第 3期
国家自然科学基金资助项目 ,编号 30070144。
数[ 2] 。无瓣海桑引入区和对照区的相关测定结果见表 1。
由表 1可看出 ,直接引进乔木种无瓣海桑后 ,桐花树灌木群落的物种多样性 、生态优势度和群落均匀度
均增大 ,表明该灌木群落将趋向于更复杂的结构发展。
表 1 扰动对桐花树灌木群落组成结构的影响
群 落 物种多样性指数 生态优势度指数 群落均匀度指数 桐花种群密度(株/ m2)
桐花平均高度
(cm)
无瓣海桑引入区 1.327 0.324 0.571 4.16 48.84
对照区 1.234 0.357 0.531 4.83 49.25
3.2 扰动对桐花树群落生物量的影响
桐花树群落生物量的测定与计算结果见表 2。直接引入无瓣海桑 5年后 ,桐花树灌木群落的总生物量
和总地上生物量均增加。角果木逐渐消失而秋茄出现 ,其他树种即桐花树 、白骨壤的密度减小 ,生物量减少 ,
而海莲的密度增大 、生物量增加。表明无瓣海桑的直接引入(蔽荫)对桐花树和白骨壤种群不利 ,但有利于海
莲种群和秋茄种群的增长 。
表 2 扰动对桐花树灌木群落生物量的影响
植物种
无瓣海桑引入区
密度
(株/ m2)
地上生物量
(g/ m2)
总生物量
(g/ m2)
对照区
密度
(株/ m2)
地上生物量
(g/ m2)
总生物量
(g/ m2)
桐花树 4.16 58.16 83.05 4.83 104.36 159.00
白骨壤 0.69 251.00 357.42 0.90 269.68 371.74
海 莲 4.29 174.69 305.09 1.88 107.76 189.03
秋 茄 0.23 74.07 137.97 0 0 0
角果木 0 0 0 0.09 39.95 54.80
群落总和 557.92 883.53 521.75 774.57
3.3 扰动对桐花树和白骨壤种群的影响
引入无瓣海桑 5年后 ,桐花树 、白骨壤种群的密度及生物量均减少。林下幼苗的调查结果(见表 3)表
明 ,无瓣海桑引入区的桐花树和白骨壤幼苗的多度 、高度与对照区相比有所降低 。表明无瓣海桑种群的引入
不利于桐花树种群和白骨壤种群的进一步发展。
表 3 桐花树灌木群落下的幼苗组成
群 落 幼苗种类 多度(株) 频度(%) 高度(cm)
桐花树 8 100 29.1
无瓣海桑引入区 白骨壤 4 100 25.2
海 莲 10 100 40.2
秋 茄 4 68 32.2
桐花树 10 100 36.3
对照区 白骨壤 6 100 31.5
海 莲 6 100 35.5
角果木 4 75 18.0
3.4 扰动对桐花树群落土壤理化性质的影响
无瓣海桑引入区和对照区的土壤各理化指标测定结果见表 4。从表 4可见 ,引入无瓣海桑 5年后 ,桐花
树群落下土壤的酸度和含盐量增大 ,有机质含量 、全磷 、全氮和全钾含量增大。土壤质地没有改变(仍属粘壤
土),但经测定其粉粒和粘粒的百分含量有所增加(分别增加 3.2%和 3.5%),土壤结构得到改良。每年大量
凋落物进入土壤 ,以及无瓣海桑树上栖息的大量鸟类携带的食物残渣及鸟类粪便进入土壤 ,这些残落物被土
壤微生物分解 ,使土壤酸化程度呈加大趋势[ 3] 。引入无瓣海桑后 ,土壤的含盐量比原灌木群落相应的土层
要高 ,这是因为无瓣海桑是速生乔木树种 ,生长极其迅速 ,在生长过程中吸收大量盐分保留在体内 ,又通过凋
落物而归还土壤 ,使土壤表层的盐分增高 ,再经潮汐等的浸渍作用 ,使表层以下的土壤盐分也相应增高 。由
20 李 玫等: 无瓣海桑的直接引入对次生桐花树群落的扰动
于无瓣海桑的地下根系庞大 ,能够有效地网罗有机碎屑 ,并能固定和沉积污染物 ,从而使土壤的 N 、P 、K 等
元素含量增多[ 4 , 5] 。
由上可见 ,无瓣海桑的直接引入不仅提高了桐花树灌木群落的林下土壤酸度和含盐量 ,而且促进了土壤
对 N 、P 、K 和有机质的吸收与累积 ,有利于整个灌木群落的发展。
表 4 扰动对桐花树灌木群落土壤理化性质的影响
群 落 pH 含盐量(‰)有机质(g/ kg)全氮(g/ kg) 全磷(g/ kg) 全钾(g/ kg) 土壤质地
无瓣海桑引入区 6.14 18.84 206.72 8.30 4.35 144.78 粘壤土
对照区 6.83 18.41 202.44 7.99 4.02 142.20 粘壤土
4 结语
我国的红树林资源由于长期受到人为经济活动的干扰 ,残存的大部分都是次生林。借助人工方式对结
构简单 、功能衰退的次生林进行改造 ,是促进红树林恢复与发展的重要技术手段之一 。有关科研人员曾在国
家“八五”科技攻关期间就退化次生红树林的技术进行过探讨 ,并总结出一些可供借鉴的经验。但近几年来
这方面的研究有所削弱 ,需要引起红树林学术界的关注和重视。本文研究认为 ,无瓣海桑乔木种群的直接引
入改善了原次生桐花树灌木群落的林下土壤理化性质 ,提高了土壤肥力 ,使整个桐花树群落的物种多样性 、
生态优势度和群落均匀度增大 ,有利于该次生灌木群落向更复杂的结构发展 ,利用人工引入无瓣海桑乔木种
群的方法来改造次生桐花树灌木群落是可行的。桐花树是我国广布抗寒的红树植物种 ,而次生桐花树灌木
群落也是主要的红树林植被类型之一 ,分布面积较大 ,该项次生红树林改造技术值得进一步在华南沿海红树
林分布区推广应用。
参考文献
1 郑松发 , 郑德璋 ,廖宝文等.红树植物半人工小群落的生态学研究———直接引进的乔木种群对原灌木群落及其种群的扰动
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Disturbance of Directly Introduction of Sonneratia apetala
on the Secondary Aegiceras corniculatum Community
Li Mei Liao Baowen Zheng Songfa Chen Yujun
(Research Institute of T ropical Fo restry , CAF , Guangzhou , 510520)
Abstract In Dong zhai Harbor Reserve of Hainan Island , Sonneratia apetala arbo r population w as intro-
duced directly into the secondary Aegiceras corniculatum community.After 5 years , based on field quadrat
method and sampling analy tical method , disturbance effects of S .apetala population (5-year old)on the A.
corniculatum community w ere studied.The results showed:①With the introduction of S .apetala popula-
tion , the indexes of species diversity , ecological dominance and degree of homogeneity increased , the st ructural
complexi ty of the integrated shrub community w as developed;②Int roduction of S .apetala population had un-
favorable influence on the development of A.corniculatum population and Avicennia marina population;③
With the int roduction of S .apetala populat ion , the soil mechanical composition improved , salini ty increased ,
pH reduced , o rganic matter , total N , total P and total K increased.
Key words Sonnerat ia apetala , disturbance , Aegiceras corniculatum communi ty
21广 东 林 业 科 技 2004 年第 20卷第 3期