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小蓬竹群落优势种群的生态位特征



全 文 :书 [收稿日期] 2013-12-25;2014-05-06修回
 [基金项目] 贵州省国际科技合作计划“小蓬竹多样性及其根际生态研究”[黔科合外G字(2013)7010]
 [作者简介] 池 馨(1988-),女,硕士研究生,研究方向:野生动植物保护与利用。E-mail:15885008015@163.com
 *通讯作者:刘济明(1963-),男,教授,从事植物生态学研究。E-mail:karst0623@163.com
园艺·园林·加工贮藏·农产品质量 [文章编号]1001-3601(2014)05-0289-0180-04
Horticulture·Gardens·Processing and Storage·Agricultural Product Quality
小蓬竹群落优势种群的生态位特征
池 馨,刘济明*,颜 强,李 鹏,文爱华,高 攀
(贵州大学 林学院,贵州 贵阳550025)
  [摘 要]为小蓬竹引种栽培提供指导依据,通过样方法对贵州罗甸、平塘3块不同样地小蓬竹群落中
各物种的重要值、生态位宽度、生态位相似性比例进行研究。结果表明,群落中小蓬竹的重要值最高,为
792;生态位宽度值最大,为2.8904;小蓬竹与群落内榆树、女贞、云实、黄连木和椤木石楠的生态位相似性比
例较高,分别为0.61、0.66、0.68、0.71和0.69。结论:小蓬竹在群落中的适应能力及利用资源的能力最强,
但当环境资源不足时,小蓬竹与群落内生态位相似性比例较高的植物之间存在激烈竞争,小蓬竹的建群种地
位会受到威胁,因此,引种时应避免与榆树、女贞、云实、黄连木、椤木石楠一起栽培。
[关键词]小蓬竹;重要值;生态位宽度;生态位相似性比例
[中图分类号]S795.9 [文献标识码]A
Niche Characteristics of Dominant Populations of Drepanostachyum luodianense
CHI Xin,LIU Jiming*,YAN Qiang,LI Peng,WEN Aihua,GAO Pan
(College of Forestry,Guizhou University,Guiyang,Guizhou550025,China)
  Abstract:In order to provide some guidance for introduction and cultivation of D.luodianense,the
important values,niche breadth,niche proportional of main species were studied with three different
samples in Luodian and Pingtang of Guizhou with sampling methods.Results:the important value of
D.luodianense was 792and niche breadth of was 2.8904;the important value and niche breadth were the
highest,niche proportional similarity of D.luodianense was similar to Ulmus pumila,Photinia
davidsoniae,Caesalpinia decapetala,Ligustrum lueidum and Pistacia chinensis.The values were
respectively 0.61,0.66,0.68,0.71and 0.69.Conclusion:the adaptive capacity of D.luodianensein the
community and the use of resource were the strongest.While intense competitions were observed between
D.luodianense and plants with higher proportion of niche similarity when the environmental resource was
deficient.And the edificator status would be threatened.Consequently,it was essential to avoid
introducing and cultivating Ulmus pumila,Photinia davidsoniae,Caesalpinia decapetala,Ligustrum
lueidum and Pistacia chinensis in D.luodianense community.
Key words:Drepanostachyum luodianense;important value;niche breadth;niche similarity proportion
  小蓬竹(Drepanostachyum luodianense Keng
f.)为禾本科竹亚科镰序竹属,是我国特产的一次性
开花结实的合轴丛生型竹种,也是喀斯特地区适生
竹种,具有水源涵养、水土保持、养分平衡等重要生
态功能。另外,小蓬竹上部悬垂呈藤状匍匐延伸,株
形美观,具有很高的园林观赏价值。为了发挥小蓬
竹在生态及园林方面的价值,人们曾试图对小蓬竹
进行人工栽培,但在引种和繁殖中鲜见成功。生态
位的研究是近代生态学理论的重要内容,它是指自
然生态系统中一个种群在时间空间上的位置及其与
相关种群之间的功能关系[1-2]。生态位研究的基本
内容之一是生态位宽度和生态位相似性比例的测
度,它们被认为是物种多样性及其群落结构的关键
因素,不仅能反映种群对资源的利用能力、表征其在
群落中的功能位置,也可反映种群所处群落的稳定
性[3]。李安定等[4]对贵州喀斯特区野生葛藤群落的
16个优势种进行生态位宽度、生态位相似性比例及
生态位重叠进行研究,表明生态位宽度与生态位重
叠值没有必然联系;赵峰[5]对贵州雷公山秃杉优势
种群的生态位特征进行研究,认为调整群落结构使
中生性树种为优势种有利于秃杉的恢复;孟勇[6]对
小蓬竹地理分布及种群生态学特性进行研究,表明
小蓬竹群落中有较多的乔木树种幼树,群落分化对
小蓬竹生长不利。目前,以小蓬竹为对象分析其群
落生态位的研究尚未见报道,为此,笔者等通过对小
蓬竹群落上层主要种群生态位特征的研究,分析小
蓬竹与其周边树种的作用关系,为小蓬竹的引种、繁
殖过程提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 研究对象
研究对象为罗甸县董架乡、罗甸县云干乡、平塘
 贵州农业科学 2014,42(5):180~183
 Guizhou Agricultural Sciences
县掌布风景区的小蓬竹群落。
1.2 研究地区概况
贵州省罗甸县地处云贵高原南向西北山区与丘
陵过渡的斜坡地带,属典型的亚热带气候,年平均气
温19.6℃,年降水量在1 300mm左右[7]。地带性
植被为中亚热带常绿阔叶林,现存自然植被主要为
喀斯特次生林以及面积广阔的灌丛、草坡,森林覆盖
率为12%,草山草坡占总面积的28.23%,宜林荒山
占总面积的33.1%[8]。地面破碎,属典型喀斯特峰
丛山地地貌。
贵 州 省 平 塘 县 掌 布 风 景 区 地 处 东 经
106°40′29″~107°26′19″,北纬25°29′55″~26°06′4l″,
属中亚热带季风湿润气候区,热量丰富,雨量充沛,
四季分明。县境内地貌类型和形态齐全,地域差异
明显,喀斯特区面积2 455.23km2,占全县国土面积
的87.2%。
1.3 调查方法
对罗甸、平塘县小蓬竹分布基本情况进行实地
考察,采用临时样地调查法,在小蓬竹集中分布区选
取树种组成、群落结构具有代表性样点3个,每个样
点设置5~8个样地(共设置样地18个),样地面积
400m2(20m×20m)。在样地内采用相邻格子法
对小蓬竹群落内主要树种进行调查,由于小蓬竹群
落林下只有少量草本和蕨类植物分布,对小蓬竹生
长及群落环境的影响很小,因此本研究只对群落中
上层树种进行全面调查。
1.4 考察指标及运算公式
运用 IV 公式 (Important Value)、Shannon-
Wiener指数等计算物种重要值、种群生态位宽度和
生态位相似性 [9-13]。
植物重要值=(相对多度+相对频度+相对显
著度)∕3
Dr=D×100%/∑D。式中,Dr表示相对多
度,D表示某一物种的株数;
Fr=F×100%/∑F。式中,Fr表示相对频度,
F表示某一物种的频度;
Pr=P×100%/∑P。式中,Pr表示相对显著
度,P表示某一物种的断面积。
Shannon– Wiener生态位宽度:Bi=-∑

j=1
(Pij
lnPij)。式中:Bi为种i的生态位宽度,具有域值
[0,Lnr],Pij为种群i利用资源状态j的数量占它
利用资源总数的比例(本文以种群i在第j样地的
重要值百分率表示);r为资源位数,即样地数。
生态位相似性:Cih=1-12∑

j=1
┃PijlnPij┃。式
中,Cih表示物种i与物种h的相似程度,且有Cih=
Chi,具有域值[0,1];Pij和Phj分别为物种i和物种
h在资源位(样地)j上的重要值百分率。r即样地
数。
数据的统计与处理运用 Microsoft Excel软件
进行。
2 结果与分析
2.1 主要种群的重要值
重要值是表示某个种群在群落中的地位和作用
的综合数量指标,重要值越高,表明该物种在群落中
的作用和优势越大。表1可知,在小蓬竹群落中,小
蓬竹重要值最高,为792;上层树种中榆树 (Ulmus
pumila L.)重要值为98.8,椤木石楠(Photinia
davidsoniae Rehd.& Wils)的重要值为183.2,明
显高于其他种群,说明它们在群落中占优势地位。
表1 各样地小蓬竹群落主要种群的重要值
Table 1 The important value of dominant populations in D.luodianense community
种群
Community
样点Community
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18 ∑
小蓬竹 D.luodianense  56  5.2  0  5.3  0  18  0  0  0  14  0  0  6.5  0  5.5  0  7.2  6.9  792
榆树Elm  42  0  13  4.4  0  7.8  5.8  5.5  5.8  5.2  7.3  0  7.7  0  5.8  0  5.8  7.6  98.8
椤木石楠Photinia serrulata 38  6.6  5.8 0  0  13  11  7.1  0  0  6.4  0  0  0  0  0  0  0  183.2
阴香 42  6.9  11  0  0  0  5.8  5.6  0  0  0  0  0  5.1 0  0  0  3.3  44.9
 Cinnamomum burmannii
楝树 Melia azedarach  45  22  35  14  8  6.1  6.6  6.3 13  0  0  0  0  7.3 0  0  0  0  64.6
球核荚蒾 48  8  0  0  0  0  6.5  6.9  7.1  6.5  0  11  0  0  12  0  12  0  55.9
 Viburnum propinquum
蚊母树 46  0  26  0  23  5.6  6.6  6.5  0  0  17  12  6.8  0  0  0  0  0  83.1
 Distylium racemosum
云实Caesalpinia sepiaria  51  15  15  0  16  0  0  0  0  0  6.1  6.1 7.1  12  7.2  0  0  0  55.2
水麻Debregeasia edulis  47  0  5.5 0  0  0  6.9  0  7.6  0  0  0  13  0  0  0  0  0  57.8
女贞Ligustrum lucidum  39  0  9  5.2  5.6  0  5.8  0  0  6.4  0  0  0  0  0  0  0  0  69.9
朴树Celtis sinensis  22  0  13  0  0  0  0  0  0  5.1  0  0  12  0  0  4.1 0  4.4  82.3
构树Paper mulberry  41  0  12  0  0  0  11  5.9  0  5.8  0  5.8 0  0  0  7.2 4.4  6.4  46.1
盐肤树Chinese sumac  54  0  4.3 0  0  0  0  5.6  0  6.1  6.4  0  0  0  0  5.7 0  5.7  59.3
青冈栎 39  10  16  0  5.8  0  0  5.8  0  0  7.4  0  0  0  0  5.4 5.4  5.2  24.4
 Cyclobalanopsis glauca
漆树Lacquer tree  41  11  5.6 5.3  0  0  5.9  0  5.7  7.6  7.4  0  0  0  0  0  0  6.9  30.5
桑树Mulberry  52  7.5  6.9 0  0  0  0  0  6.4  6.1  0  5.3 0  0  0  0  0  5.9  22.4
齿叶黄皮Clausenadunniana 36  6.6  5.1 5.1  0  5.4  5.8  0  5.9  7.1  7.3  5.9 0  0  0  0  0  5.8  34.8
黄连木Pistacia lentiscus  53  0  0  5.6  6.2  0  5.4  0  6.3  0  17  0  6.2  0  0  0  0  6.9  65
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 池 馨 等 小蓬竹群落优势种群的生态位特征
 CHI Xin et al Niche Characteristics of Dominant Populations of Drepanostachyum luodianense
表2 小蓬竹群落主要种群的生态位宽度
Table 2 The niche breadth of dominant populations in D.luodianense community
种群
Population
Bi
种群
Population
Bi
种群
Population
Bi
小蓬竹D.luodianense  2.890 4 黄连木Pistacia lentiscus  1.824 4 阴香Cinnamomum burmannii  1.191 0
椤木石楠Photinia serrulata  2.804 2 云实Caesalpinia sepiaria  1.538 6 构树Paper mulberry  1.155 7
蚊母树Distylium racemosum  2.191 7 水麻Debregeasia edulis  1.494 4 齿叶黄皮Clausenadunniana  0.904 1
榆树Elm  2.183 1 盐肤树Chinese sumac  1.4378 漆树Lacquer tree  0.768 6
朴树Celtis sinensis  1.892 4 楝树 Melia azedarach  1.332 3 桑树Mulberry  0.641 3
女贞Ligustrum lucidum  1.824 4 球核荚蒾Viburnum propinquum  1.262 5 青冈栎Cyclobalanopsis glauca  0.597 3
2.2 主要种群的生态位宽度
表2看出,在小蓬竹群落中,小蓬竹、榆树(Ul-
mus pumila L.)、椤木石楠(Photinia davidsoniae
Rehd.et Wils.)、蚊母树(Distylium racemosum
L.)的生态位宽度较大,分别为2.890 4、2.183 1、
2.804 2、2.191 7。表明它们利用资源的能力和对
环境的适应能力在群落中均处于优势地位。而青冈
栎〔Cyclobalanopsis glauca(Thunb.)Oerst.〕、漆
树〔Toxicodendron vernicifluum (Stokes)F.A.
Barkl.〕、桑树(Morus alba Linn.)的生态位宽度较
小,分别为0.5973、0.7686、0.6413,说明它们在群
落中处于劣势地位,对资源利用能力较弱。
生态位宽度值大于1的种群有14个,占总数的
77.8%,小于1的只有4个。有学者曾指出,一个种
的生态位越宽,其特化程度就越小,即更倾向于是一
个泛化种,反之则倾向于是一个特化种;泛化种生态
位宽,具有较强的竞争能力,尤其是在可利用资源量
有限的情况下,而特化种在资源竞争中处于劣
势[14-16]。就单指小蓬竹群落分布的物种而言,椤木
石楠、榆树、蚊母树与小蓬竹更倾向于群落的泛化
种,而其他物种则可以看作是特化种,较为典型的是
小蓬竹群落中的青冈栎、漆树、桑树等,均属于群落
内的特化种,局限分布于某一地区。
2.3 主要种群的生态位相似性
表3看出,小蓬竹与漆树〔Toxicodendron ver-
niciflum(Stokes)F.A.Barkl.〕、水麻(Debregea-
sia orientalis C.J.Chen)和齿叶黄皮(Clausena-
dunnianaLevl.var.dunniana)的相似性比例值较
小,分别为0.39、0.36、0.39,表明小蓬竹与它们的
生态学特性不相似。小蓬竹与其余各种群的生态位
相似性比例都在0.4以上,其中生态位相似性比例
值大于0.5的有10对,占总比例的58.8%,表明各
种群之间对资源的利用有较高的相似程度。特别是
小蓬竹与云实(Caesalpinia decapetala(Roth)Al-
ston)、椤木石楠、女贞(Ligustrum lueidum Ait.)、
黄连木(Pistacia chinensis Bunge.)的生态位相似
性比例较大,分别为0.68、0.69、0.66和0.71,表明
它们有相似的生态学要求。
表3 小蓬竹与群落中主要种群生态位相似性比例
Table 3 The niche proportional similarity of dominant populations in D.luodianense community
种群
Species
Cih
种群
Species
Cih
种群
Species
Cih
黄连木Pistacia lentiscus  0.71 球核荚蒾Viburnum propinquum  0.53 青冈栎Cyclobalanopsis glauca  0.42
椤木石楠Photinia serrulata  0.69 阴香Cinnamomum burmannii  0.52 桑树Mulberry  0.41
云实Caesalpinia sepiaria  0.68 盐肤树Chinese sumac  0.52 漆树Lacquer tree  0.39
女贞Ligustrum lucidum  0.66 构树Paper mulberry  0.51 齿叶黄皮Clausenadunniana  0.39
榆树Elm  0.61 楝树Melia azedarach  0.48 水麻Debregeasia edulis  0.36
蚊母树Distylium racemosum  0.55 朴树Celtis sinensis  0.44
3 结论与讨论
1)在小蓬竹群落中,小蓬竹的重要值最高,为
792;生态位宽度最大,为2.8904;与群落内榆树、女
贞、云实、黄连木、椤木石楠的生态位相似性比例较
高,分别为0.61、0.66、0.68、0.71、0.69。由于具有
最高的重要值及最大的生态位宽度,因此小蓬竹在
群落中的适应能力及利用资源的能力最强,但当环
境资源不足时,小蓬竹会与生态位相似性比例高的
植物榆树、女贞、云实、黄连木、椤木石楠存在激烈竞
争,小蓬竹的建群种地位会受到威胁。
2)本研究通过对各种群之间的生态位相似性
指数说明它们在群落中利用资源的相似性和差异
性,有学者研究表明,在同一生境中,当资源不足时,
生态位相似性比例越大,它们的竞争就越大,优势种
会逐渐被弱化,会被其他物种所代替[17]。黄连木、
椤木石楠与小蓬竹的生态相似性比例很高,因此在
对小蓬竹群落进行引种、经营时,尽量避免因生态位
相似性比例大而引起的竞争过大问题。应合理配置
不同种群的分布格局,使有限的资源得到合理利用,
构建一个具有多样化种群的稳定而高效的群落。根
据生态位理论,注意树种的搭配问题,在选择树种
时,选择一些生态位宽度较大而且和小蓬竹生态位
相似性比例较低的物种,如漆树、球核荚蒾等树种。
它们对资源的利用能力各不一样,而且也有较高的
对环境适应的能力,这样既有利于小蓬竹的生长,又
保持了物种的多样性。
3)在小蓬竹群落中,女贞、黄连木、桑树等物种
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                                        贵 州 农 业 科 学
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在某些样点中具有较高的重要值,优势较大。但以
生态位宽度来检测时,排序会明显落后。因为重要
值考虑的是物种在群落内各样方中的多度、频度和
优势度,而生态位宽度是考虑物种对资源利用的状
况,考虑的是各物种在各资源位的利用,即在各资源
位出现的频率越高、利用程度越大,那么其生态位宽
度就越大[18]。所以,群落中生态位宽度较大的物种
并不一定是群落的优势种。
4)小蓬竹集中分布在较典型的喀斯特生境上,
生境的异质性较高,它包含各种不同的小生境类型。
前人对小蓬竹生态特性的研究表明,小蓬竹能够适
应当地的喀斯特生境,且生长良好[19-20]。然而,在较
大的生境尺度下,小蓬竹的引种经营情况等,至今鲜
有报道。笔者认为,在大尺度的生境下研究小蓬竹
的生态位特征、小蓬竹的引种经营情况更具有指导
意义。
5)本文仅以群落为资源梯度综合反映不同生
境下小蓬竹的生态位特征,单个因子梯度上小蓬竹
的生态位特征,须进一步探究。
[参 考 文 献]
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(责任编辑:姜 萍)
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 池 馨 等 小蓬竹群落优势种群的生态位特征
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