全 文 : [收稿日期]2016-08-15
[基金项目]湖北省科技支撑计划项目 (2013BBB24)。
[作者简介]李金玲 (1988-),女,硕士生,研究方向为园林植物种质资源研究与评价。通信作者:周存宇,zhoucy@yan-
gtzeu.edu.cn。
[引著格式]李金玲,孙兵,费越,等 .湖北利川天然楠木种群及群落特征初步研究 [J].长江大学学报 (自科版),2016,13 (33):
11~15.
湖北利川天然楠木种群及群落特征初步研究
李金玲,孙兵,费越,周明芹,周存宇
长江大学楠木种质资源评价与创新中心,
湖北 荆州434025( )
[摘要]为了更好地保护和利用楠木 (Phoebe zhennan)种质资源,采用群落生态学方法对湖北利川楠木
群落进行了调查,记录了目的物种的分布状况、资源数量、生境条件等,分析了其群落特征以及不同因
子对该楠木群落的影响,揭示了楠木群落与生存环境的相关规律。结果表明:2个调查样地中,沙溪乡的
楠木数量多于毛坝镇,楠木种群结构更完整,发展潜力更好;总体来说,海拔、坡位对楠木种群个体数
量影响较大,对胸径和高度影响较小,坡度对其影响较大,15°的坡度是楠木分布最为理想的坡度。样地
群落是以楠木为优势树种的楠木林群落,也有少量润楠、宜昌润楠等。
[关键词]楠木 (Phoebe zhennan);生境;种群;群落特征;利川
[中图分类号]Q949.747.5;Q145 [文献标识码]A [文章编号]1673-1409 (2016)33-0011-05
楠木 (Phoebe zhennan)又称桢楠,为樟科 (Lauraceae)楠属 (Phoebe)常绿高大乔木,是我国
特有的优良供材树种,明清两代为皇家御用木材,现在已经被列入国家二级重点保护植物名录。楠木具
有优美的形态,树干挺直终年常青,有很高的观赏绿化应用价值[1],主要产于湖北和贵州2省西部地区
及四川等地。目前,国内外有关楠木的研究主要集中在栽培管理及种植优化等方面[2],对楠木群落及其
群落内的物种多样性的研究也只是涉及到了人工林[3]。此外,也有其他种类的珍稀植物,例如小叶红豆
(Ormosia micropylla)等天然群落结构相关研究的报道[4]。本研究通过对湖北利川群落的调查,探讨
了样地楠木种群及群落结构特征,为其天然林保护、群落更新及种质资源保存评价提供依据,同时为楠
木的人工种植和城市景观树种的配置提供参考。
1 研究地概况
利川市位于我国湖北省恩施土家族自治州西部,西与重庆市接壤。境内各种野生植物资源丰富。据
统计,利川市现有维管植物1037种,隶属191科557属,其中被列入国家保护植物名录的有28种,国
家一级保护树种3种。利川市深处内陆地区,受亚热带大陆性季风气候的影响比较大。该市处于鄂西多
山地带,具山地性气候特征,气候因海拔高度不同而表现出明显的差异。其气候的主要特点是日照时间
偏短,平均气温偏低,降水丰富,垂直气候差异大,小气候特征明显。
2 野外调查方法
2.1 样方设置
由于楠木资源分布较零散,通过查阅资料确定楠木分布区,最终调查样地确定为天然楠木分布较为
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长江大学学报 (自然科学版) 2016年11月 第13卷 第33期 (农学)
Journal of Yangtze University(Natural Science Edition) Nov.2016,Vol.13No.33
DOI:10.16772/j.cnki.1673-1409.2016.33.003
集中、群落结构较为完好的利川市沙溪乡和毛坝镇2个样地。根据前期考察,在利川市沙溪乡楠木分布
相对集中的区域选择3个样地设置了4个样方,在毛坝镇镇选择1个样地设置了1个样方。其中沙溪乡
金河村、沙溪乡暗坎村和毛坝镇双河村各设置1个样方,沙溪乡天望坡村设置2个样方。调查样地样方
基础环境因子详见表1。各样地的样方设置都为20m×20m的标准样方,即由4个10m×10m的样格组
成,总调查面积共计2000m2,在各个样方内对所有的楠木群落及其周边生境进行调查。
表1 调查样地各样方基础环境因子
样方 海拔/m 坡度/° 坡位 地形 郁闭度/% 盖度/%
沙溪乡金河村 950 15 中下部 山地 31 82
沙溪乡天望坡村1 736 35 中部 山地 86 91
沙溪乡天望坡村2 524 35 中部 山地 100 100
沙溪乡暗坎村 901 15 中下部 山地 100 100
毛坝镇双河村 873 10 中下部 山地 32 51
2.2 测量指标
对每株楠木测量其胸径、地径、树高、冠幅。样地生境测量指标包括海拔、地理坐标、盖度、郁闭
度、坡度、坡向、坡位、土壤类型,并记录周边乔木层、灌木层、草本层的伴生树种情况。林分特征记
录林分的生长状况。
2.3 种群基本特征数据统计
首先分别对5个样方内的所有楠木进行每木调查,记录相关测量指标。将楠木个体按照主林层 (高
度 (H)>5m)、演替层 (1m<H<5m)、更新层 (H<1m)[5]的分级标准划分为主林层、演替层和更
新层,用以统计楠木种群的数量特征。另外,由于树木年龄获取有困难或易对树体造成伤害,所以本研
究采用以立木胸径级结构为依据,代替年龄结构来进行种群动态的分析。调查数据总结后,统计不同坡
向、坡位、海拔的不同群落单位面积的楠木种群数量,分析比较不同生境下楠木种群的数量以及不同生
态因子与野生楠木种群分布的关系。径级结构的分级标准为[6,7]:Ⅰ级幼苗,高度H<100cm ;Ⅱ级幼
树,胸径 (DBH)<3cm ;Ⅲ级立木,3cm≤DBH<12cm;Ⅳ级立木,12cm≤DBH<20cm;Ⅴ级大
树,DBH≥20cm。
3 结果与分析
3.1 楠木种群的数量特征
表2 天然楠木种群数量统计
样地 群落层次 楠木数量 坡向面积/m2 株数/m2
更新层 1094 0.683
沙溪乡 演替层 123 1600 0.076
主林层 86 0.053
更新层 175 0.218
毛坝镇 演替层 0 800 0.000
主林层 33 0.041
合计 1511 2400 0.629
根据野外调查的数据资料,在调查样方2000m2 的范围内,总共分布的楠木数量达1511株,其总
的分布高达0.6296株/m2。实测单株最大胸径152cm,树高31m。对各立木层次 (更新层、演替层、
主林层)楠木的个体数进行统计后得出 (表2):2个小镇中天然楠木生长状况良好,且种群更新层单位
面积分布的楠木数量占总数量的83.9%,远多于同一地方的演替层和主林层的数量,说明两地的楠木
种群的自我恢复和更新能力都较强。而
对比发现,由于主林层的单位面积物种
数量差别不大,其中沙溪乡0.0538株
数/m2,毛坝镇为0.0413株数/m2,而
2个地方的更新层和演替层数量相比之
下,沙溪乡远大于毛坝镇,导致了沙溪
乡单位面积分布的楠木数量 (0.8144
株/m2)明显高于毛坝镇的单位面积数
量 (0.2株/m2)。这表明,沙溪乡的楠
木种群结构更完整,发展潜力比毛坝镇
·21· 园林园艺 2016年11月
的更大。
3.2 楠木群落结构特征
3.2.1 群落特点
通过调查可知,整个利川调查区内楠木以楠木 (Phoebe zhennan S.Lee)为主,且有5棵胸径1m
以上的桢楠古树,生长状态良好。也有少量润楠 (Machilus pingii Cheng ex Yang)、宜昌润楠
(Machilus ichangensis Rehd.)等。该群落植物比较丰富,有南酸枣 (Choerospondias axillaris
图1 利川县楠木种群各样地大小径级结构图
(Roxb.)Burtt et Hil.)、青冈
栎 (Cyclobalanopsis glauca
(Thunb.) Oerst)、 化 香 树
(Platycarya strobilacea Sieb.et
Zucc.)、香椿 (Toona sinensis)、
柃木 (Euryajaponica)、乌桕
(Sapium sebiferum )、 棕 榈
(Trachycarpus fortunei) 等,
故利川市楠木群落是以楠木为优
势树种的楠木林群落。由调查区
内的楠木径级 (胸径)结构图
(图1)可见,各地点的楠木群落
特征表现出了较为明显的差异。
样方所在群落的具体特点分别如下。
金河村样地:由1棵胸径152cm、高度31m和1棵胸径42cm、高度23m的古树组成这个样方的Ⅴ
级大树,周边分布着7棵较大的Ⅲ级立木,其中Ⅰ级幼苗的个体数占总数的25.7%,没有Ⅳ级幼树,
Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ级立木分别占总数的68.1%、4.9%和1.4%。该群落是以古树为中心发展起来的一个结构
较为完整的楠木群落,为增长型群落。
天望坡村样地:由1棵胸径149cm、高度38m和1棵胸径151cm、高度29m的桢楠古树组成的楠
木群落,除Ⅱ级幼树没有发现外,其他等级树木都有分布,其间有3棵Ⅴ级大树的润楠零星分布,其余
大量幼苗是由古树种子落地萌发长成。其中Ⅰ级幼苗的个体数占总数的89.3%,没有Ⅱ级幼树,Ⅲ、
Ⅳ、Ⅴ级立木分别占总数的2.5%、2.8%和5.5%。因幼苗在此样地中占绝大部分,自然更新能力强,
结合Leak W B的划分标准[9]分析可知,此样地为增长型群落。
暗坎村样地:各等级树木都有分布,其中Ⅰ级幼苗的个体数占总数的92.3%,Ⅱ级幼树占3.94%,
Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级立木共占总数的3.76%。另有古树1棵,胸径128cm,高度43m。幼树和幼苗在此样方
中占绝大部分,自然更新能力强,也为增长型群落。
双河村样地:各等级树木分布较全面,其中Ⅰ级幼苗占总数的86.2%,Ⅲ、Ⅳ立木均占3.92%,
Ⅴ级立木共占总数的5.96%,属于稳定型群落。
总的来看,此次在利川市调查所涉及的种群是以桢楠为主的楠木群落,群落类型以增长型为主,自
然更新能力和恢复能力相对较强。
3.2.2 楠木种群分布与主要生态因子的关系
1)楠木种群分布与海拔的关系 在海拔高度上看,各调查区内楠木个体的分布情况因所处海拔的
变化而不同 (表3):对于更新层来说,海拔在950~736m之间分布最多,有1269余株,且随海拔变化
没有规律;演替层调查区内的大致相关性表现为分布的数量变化与海拔的变化呈正相关;而主林层楠木
个体分布的数量则与海拔的升高呈负相关。随着海拔的升高,各样地楠木个体的平均胸径和树高也发生
了变化,演替层的变化不显著,主林层的楠木平均胸径的变化是随海拔的升高而增大,平均树高变化不
明显。
·31·第13卷 第33期 李金玲等:湖北利川天然楠木种群及群落特征初步研究
表3 不同海拔高度天然楠木种群分布
海拔/m 群落层次 株数 平均胸径/cm 平均树高/m
更新层 37 0.50 0.30
950 演替层 101 2.02 3.14
主林层 7 30.83 13.01
更新层 516 0.50 0.30
901 演替层 22 2.01 3.05
主林层 21 33.33 23.08
更新层 175 0.51 0.30
873 演替层 0 0.00 0.00
主林层 28 23.94 15.58
更新层 540 0.50 0.30
736 演替层 0 0.00 0.00
主林层 4 61.5 24.75
更新层 0 0.00 0.00
524 演替层 1 2.20 4.30
主林层 53 23.27 15.57
表4 不同坡位天然楠木种群分布
坡位 群落层次 株数 平均胸径/cm 平均树高/m
更新层 1056 0.50 0.30
中部 演替层 32 2.20 4.30
主林层 78 25.95 16.21
更新层 37 0.50 0.30
中下部 演替层 123 2.02 3.12
主林层 39 24.50 14.89
表5 不同坡度天然楠木种群分布
坡度/° 群落层次 株数 平均胸径/cm 平均树高/m
更新层 175 0.51 0.30
10 演替层 0 0.00 0.00
主林层 28 23.94 15.58
更新层 553 0.50 0.30
15 演替层 123 2.02 3.12
主林层 28 32.71 20.56
更新层 540 0.50 0.30
35 演替层 1 2.20 4.30
主林层 57 25.96 16.22
2)楠木种群分布与坡位的关系 将
楠木所在各样方的坡位记录下来,并记录
楠木个体分布情况,然后对样方内不同坡
位的楠木群落层次进行统计。统计结果
(表4)表明:从大体的数量上看,在调
查区内,楠木个体在坡中部的分布比较普
遍,占楠木个体总数的85.4%,在坡中
下部的分布相对较少,只有14.6%。楠
木个体更新层在坡位中部分布最多达到了
1056棵,占楠木个体总数的77.4%,中
下部的更新层稀缺;坡位从中下部到中
部,主林层的平均树高呈增长趋势,由
14.89m 增 加 到 了 16.21m, 增 加 了
8.9%;更新层则变化不明显;平均胸径
从中部到下部主林层变化不明显。综上所
述,坡位因子对楠木群落的平均胸径和树
高影响不大,对楠木个体分布影响较大,
利川的楠木多分布于坡的中部。
3)楠木种群分布与坡度的关系 调
查样地的统计结果 (表5)显示:坡度为
10°时,楠木个体占总数的13.4%,坡度
为15°时,占总数的46.6%;坡度为35°
时,占总数的40%。也就是说,从数量
上看,楠木的分布在10°到35°坡度范围
内是有一定的正相关性的。从更新层和演
替层的楠木分布数量上看,坡度为15°
时,分布的数量最多,占总数的44.7%。
各群落层次的楠木数量分布比例中更新层
︰演替层︰主林层约为22︰5︰1,比
例比较合理,且主林层的平均胸径和平均
树高,在3个坡度中都是最大值,分别为
32.71cm 和 20.56m。总之,在坡度为
15°时,楠木不论在数量上,还是在各林
层配比上,甚至是平均胸径和平均树高上
都好于其他坡度。
3.3 楠木天然群落构成及特点
在利川市的调查区内,楠木集中分布
点有4个地点,分别位于沙溪乡金河村、沙溪乡天望坡村、沙溪乡暗坎村和毛坝镇双河村,其他地方均
为零星分布,主要类型为常绿落叶阔叶混交林。调查该区5个样方发现,楠木群落在一定程度上受到人
为的干扰。楠木群落位于亚热带常绿阔叶混交林中,群落组成复杂,物种丰富,层次分明,垂直结构明
显,可以分为乔木层、灌木层和草本层。其中,乔木层中楠木为优势树种,另有伴生有少量润楠、宜昌
润楠、马尾松 (Pinus massoniana Lamb.)、枫香、南酸枣、青冈栎、化香树、香椿、柃木、乌桕木、
光皮梾木 (Swida wilsoniana)、灯台树 (Bothrocaryum controversum)等。灌木层树种组成比较丰
富,主要有油茶 (Camellia oleifera)、瓜木 (Alangium platanifolium (Sieb.et Zucc.)Harms)、花椒
·41· 园林园艺 2016年11月
(Zanthoxylum bungeanum Maxim)、菝葜 (Smilax china)、山茶 (Camellia japonica L.)、冬青 (I-
lex chinensis Sims.)、十大功劳 (Mahonia fortunei(Lindl.)Fedde.)等。由于林间郁闭度比较高,
草本植物在群落内分布的比较少,主要有车前草 (Plantago asiatica)、常春藤 (Hedera nepalensis)、
荩草 (Arthraxon hispidus)、羊胡子草 (Carex rigescens)、鸢尾 (Iris tectorum)等。
对利川市楠木群落的调查分析结果表明,该地楠木群落具有如下3个特点。
1)群落的珍贵性。楠木、润楠、宜昌润楠等树种为我国特有的天然的楠属和润楠属植物资源,现
都已经被列入野生植物保护名录当中。利川市集中分布有4个珍贵的楠木群落,尤其是有4棵胸径较大
的桢楠古树的遗存,这样的桢楠群落在湖北是罕见的,非常珍贵。
2)组成的丰富性。样地调查统计表明,除了常见湖北植被主要构成种类壳斗科、松科种类及南酸
枣、枫香等,国家一级保护植物———南方红豆杉 (Taxus chinensis var.mairei)在调查过程中也发现
存在于楠木群落之中。群落结构可以被划分为乔木层、灌木层、草本层和层间层,层间层植物有常春
藤、五叶木通 (Stauntonia leucantha)等。
3)环境的脆弱性。楠木分布区域多靠近村落,且以散生为主,有少数古树,孤立木较多,成点状
分布。在调查过程中,发现楠木群落中分布有数量可观的林下幼苗,表明利川市的地理和气候比较符合
楠木生长的要求。
4 讨论与结论
目前,国内对楠属植物在种群和群落的研究报道,以闽楠、浙江楠和细叶楠较多,对楠木的天然群
落相关问题的研究还很少见,而且大多集中在对天然楠木的生理生化、人工林栽培情况及天然群体的表
型多样性等方面[10~13],对桢楠种群组成结构及其与主要生态因子的关系等方面的研究还很少。本研究
通过对野外桢楠种群进行实地考察,初步研究了天然桢楠种群的结构、物种多样性以及与主要生态因子
之间的联系等方面的内容,为其种群的保护、更新及可持续发展提供理论依据。
在楠木数量上,2个调查样地中,沙溪乡的楠木数量多于毛坝镇,楠木种群结构更完整,发展潜力
更大。调查样地有5棵胸径1m以上的生长状态良好的桢楠古树。在影响因子上,海拔和坡度对楠木种
群个体数量影响较大,对胸径和高度影响较小;坡度对其影响较大,15°的坡度是楠木分布最为理想的
坡度。从群落结构上,是以桢楠为优势树种的常绿落叶阔叶混交林群落,也有少量润楠、宜昌润楠等。
根据径级结构分析得出样地楠木种群类型以稳定性为主,具有较强的自我更新和恢复能力。总的来说,
根据径级结构分析得出样地楠木种群类型以稳定性为主,具有较强的自我更新和恢复能力。
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·51·第13卷 第33期 李金玲等:湖北利川天然楠木种群及群落特征初步研究
Journal of Yangtze University(Natural Science Edition)
Nov.2016,Vol.13No.33(Agricultural Science)
MAIN ABSTRACTS
004Comparative Analysis on Temperature Factors of Different Sizes Forest Gaps of Castanop-
sis eyrei at Anhui Zhawan
JIANG Guo-hua,WANG Xiu-qin Department of Architecture and Arts,Xuancheng Vocational andTechnical College,Xuancheng,Anhui 242000,China( )
WU Ze-min College of Forest and Garden,Anhui Agricultural University,Hefei,Anhui 230036,China( )
Abstract:The Castanopsis eyrei forest was Zhawan Natural Resource Protection Region of Anhui
Province was selected for field investigation,the different size gaps of temperature changes was ana-
lyzed,The results showed that the daily temperature change of different sizes of forest gaps and non-
gap stands revealed a unimodel.The peak of the temperature was at 12:00to 14:00.Throughout the
growing period,the temperature performance for different gaps was as folows:big gap>middle gap
>smal gap>non-gap.Daily temperature change at ground surface was different gaps and non-gap
location revealed a unimodel,which was similar to the daily air temperature change pattern.Its peak
appeared at 12:00to 14:00.The time of the maximum temperature appeared later compared with dai-
ly light change.The average temperature performance was as folows:big gap>middle gap>smal
gap>non-gap.Changes was surface temperature for the growth was the early growing season,the it
was low was the late period,vigorous growth time was longer.
Key words:Castanopsis eyrei;forest gap;temperature
011Primary Study on Population and Community Characteristics of Phoebe zhennan in Li-
chuan Area of Hubei Province
LI Jin-ling,SUN Bing,FEI Yue
ZHOU Ming-qin,ZHOU Cun-yu
Phoebe Germplasm Resources Evaluation and Innovation Center,
Yangtze University,Jingzhou,Hubei 434025,China( )
Abstract:In order to better protect and develop Phoebe zhennan germplasm resources,community of
Phoebe zhennan was Lichuan Area of Hubei Province was investigated with the method of communi-
ty ecology.Its distribution,number of resources growing environment were recorded.The impact of
environmental factors on the community were analyzed.The relationship between Phoebe zhennan
community and its living environment was revealed.The results showed that the number of Phoebe
zhennan was Shaxi Vilage was more than that was Maoba Town,it had more complete population
structure and better development potency.On the whole,as for Phoebe zhennan population the quan-
tities of the species were greatly influenced by altitude and slope positions,but it had less impact on
the breast diameter and height and it was highly affected by slope positions,slope of 15degrees was
the most ideal slope of Phoebe zhennan distribution.The community was an Phoebe zhennanforest,
the dominant tree species was Phoebe zhennan,with a few Machilus pingii,Machilus ichangensis,
etc.as its companion trees.
Key words:Phoebe zhennan;habitat;population;community characteristics;Lichuan City
016Effect of CaCl2and Salicylic Acid on Cold Resistance of Phoebe zhennanand Phoebe bour-
nei
SUN Bing,ZONG Wei
LI Jin-ling,FEI Yong-jun
Phoebe Germplasm Resources Evaluation and Innovation Center,
Yangtze University,Jingzhou,Hubei 434025,China( )
Abstract:In order to explore the influence of different concentrations of calcium chloride(CaCl2)
and salicylic acid(SA)on cold resistance of Phoebe bournei and Phoebe zhennan under the low natu-
Ⅱ