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闽南山地红楠天然林群落特征研究



全 文 :青海农林科技 ·试 验 研 究· 2012 年第 3 期
收稿日期:2012 - 07 - 06
作者简介:陈绿青(1970 -) ,女,福建省云霄县人,工程师,长期从事森林资源培育工作。
闽南山地红楠天然林群落特征研究
陈绿青
( 云霄县林业局,福建 云霄 353300)
摘 要:本文对福建省云霄园岭林场的红楠群落进行研究,测定了该群落 11 种主要树种的重要值,分析
了该群落的种类组成,物种多样性、群落结构及其动态。结果表明,人为干扰较轻的红楠群落比较稳定,更新
良好,处于旺盛生长阶段。
关键词:红楠;群落;结构特征
中图分类号:S791 文献标识码:A 文章编号:1004 - 9967(2012)03 - 0012 - 03
Study on Plant Community Structure Characterestics of Machilus thunbergii
in Mountain of Southern Fujian Province
CHEN Lv-qing
(Forest Bureau of Yunxiao County,Yunxiao Fujian,353300,China)
Abstract:Based on investigating the natural community of Machilus thunbergii in Yunxiao,Fujian,the
importance values of 11 main tree species were measured and the structure and dynamics were analyzed. The
results showed that the natural community is dominated by Machilus thunbergii. The community is relatively
stable and in a vigorous growth period.
Key words:Machilus thunbergii;Community;Structure characteristics.
红楠(Machilus thunbergii) 属樟科(Laurace-
ae) 润楠属(Machilus) 常绿乔木,是暖温带和亚
热带地区常绿阔叶林的主要建群种或者伴生种。
红楠树体美观,树叶浓郁富光泽且主根较发达,
适应性较强,具有一定的耐寒力,对土壤要求不
高,生长速度快,可广泛用做行道树、庭荫树及
防护林树种; 红楠还具有净化空气,吸收有毒气
体的功能,所以也可作为工矿地及休闲区的优良
绿化树种; 红楠植株体内富含许多特殊成分,可
广泛应用于医药和工业上; 红楠木材纹理细致美
观,材质坚重,可用作家具、建筑、桥梁的良材,
因此红楠具有很大开发潜力和价值[1 - 2]。近几
年,红楠资源受到极大破坏,为此,本文对红楠天
然林群落种类组成、物种多样性、群落分布及演
替动态进行了研究,以期为保护和发展红楠资源
提供理论依据。
1 试验地概况
试验地设在福建省云霄园岭林场,海拔
120m,立地条件Ⅲ,土壤为红壤,北纬 24°057″ ~
24°143″,东经 117°1517″ ~ 117°1644″。地处南
亚热带向中亚热带过渡段,年平均气温 21. 2℃,
全年无霜期达 360d,年降雨量 1200 ~ 2400 mm。
自然植被主要有狗脊(Cibotium barometz)、芒草
(Miseanthus Dridutus)、芒箕骨(Dicranopteris line-
caris)、东方乌毛蕨(Blechnum crientale) 等。
2 研究方法
在对分布区全面踏查的基础上,选择分布有
多世代红楠的典型群落,设置面积为 40 m × 20 m
的样地,并采用相邻格子法,以 5 m × 5 m 为样方
单位。5 m × 5 m 的样方单位中,进行每木检尺,
测定、记录该样方中所有乔木树种的胸径、树高、
相对位置以及树木之间的距离,同时在样方中设
1 m ×5 m的小样方测定幼苗、幼树的地径和树高
等,并进行灌木层和草本层植被调查。
3 结果与分析
3. 1 群落有关的指标计算[3 - 5]
21
种的重要值(%)=( 相对密度% +相对优
势度 % +相对频度 %)/3; 相对密度(%)=( 一
个种的密度 /所有种的总密度)× 100 %; 相对优
势度(%)=( 一个种优势度/所有种总优势度)×
100 %;相对频度(%)=( 一个种的频度/所有种
总频度)× 100 %。
3. 2 物种多样性指标计算公式[3 - 7]
Simpson指数 λ 为:λ = ∑
s
i = 1
P2i ;Shannom -
Wiener 指数 H 为:H = ∑
s
i = 1
Pi lnPi ;Shannon -
Wierner优势度指数 D为:D = lnS +∑
s
i = 1
Pi lnPi ;
Pielou 均匀度指数 E为:E = -∑
s
i = 1
Pi lnPi / lnS;式
中:S为物种数,Pi为物种 i的个数与总个体数的
比例。
3. 3 群落空间分布格局指标计算公式[5 - 11]
扩散系数 CI为:CI = V /珋x,式中 V代表方差
V =∑
n
i = 1
(xi - 珋x)
2 /n,珋x代表平均值;聚块性指标
PAI为:PAI = m* /珋x,其中 m* = ∑x2i /∑xi -
1 ;Cassie指标 CA为:CA = 1 / k,其中 k = 珋x /(V -
珋x) ;Morsita 指 数 Iδ 为: Iδ = N(∑x2 -
∑x)/[(∑x)2 - ∑x]; F 检 验: F =
[Iδ(∑x - 1)+ N -∑x]/(N - 1)。
将样地调查获得的红楠天然林群落乔木层
11 种树种按其重要值大小列成表 1。
表 1 各乔木树种重要值
Tab. 1 The important value of the arbor
种名 学名 相对优势度(%) 相对密度(%) 相对频度(%) 重要值(%)
红楠 Machilus thunbergii 21. 56 31. 91 47. 73 33. 73
马尾松 Pinus massoniana 42. 58 17. 02 13. 64 24. 41
栲树 Castanopsis fargesii 17. 99 10. 64 6. 82 11. 82
虎皮楠 Daphniphyllum oldhamii 0. 65 8. 51 6. 82 5. 33
山杜英 Elaeocarpus sylvestris 4. 77 6. 38 4. 55 5. 23
南酸枣 Choerospondias axillaris 2. 72 6. 38 4. 55 4. 55
山乌臼 Sapium sebiferum 4. 33 4. 26 4. 55 4. 38
杉木 Cunninghamia lanceolata 0. 89 6. 38 2. 27 3. 18
老鼠刺 Ehretia thyrsiflora 0. 81 2. 13 2. 27 1. 74
橙木 Loropetalum chinense 0. 81 2. 13 2. 27 1. 74
毛冬青 RadixIlicisPubescentis 0. 47 2. 13 2. 27 1. 62
从表 1 可见,红楠的重要值大,其相对密度、
相对频度相对优势度均居群落首位,说明红楠个
体较高大,数量多,在群落中起着显著作用,它控
制着整个群落的结构、组成和生境,重要值在 10
以上的种群有 3 个,可以看出,在该群落种类组
成中,优势种群的作用明显,群落的覆盖度完全
由上层乔木树种红楠、马尾松、栲树所构成,该群
落的森林环境由这三种树种所决定的。
3. 4 群落的物种多样性
物种多样性作为生物多样性的重要组成部分,
是指群落中物种数目和每一个物种的个体数目,是
群落组织水平的生态学特征之一,是生境中物种丰
富度及分布均匀性的一个数量指标,表现生物群落
和生态系统结构的复杂性,体现群落的结构类型、组
织水平、发展阶段、稳定程度和生境差异。现将调查
样地中各层次的生物多样性指数列于表2。
表 2 各层次多样性指数
Tab. 2 The diversity index of different levels
层次 Simpson指数(λ) Shannon (H) 生态优势度(D) 均匀度 (E)
乔木层 0. 1863 2. 13 0. 857 0. 3175
灌木层 0. 4469 2. 204 0. 618 0. 6450
草本层 0. 1604 2. 019 0. 876 0. 2420
31
群落的均匀度是指群落中各个种群多度的
均匀程度,生态优势度是描述群落中各个种群多
度的作用和地位的一个综合量值,二者从不同的
角度去说明群落结构。从表 2 中可以看出草本
层的多样性特征也不一样,就灌木层而言,其指
数最大,均匀度也最大,说明群落中灌木层植物
是由多物种组成,且优势种并不突出(D = 0. 618
为最小) ,分布比较均匀。就乔木层而言,其多样
性指数、均匀度仅稍次于灌木层,但生态优势度
却明显高于灌木层,这说明乔木层物种多样性较
高,树种种类多,但分布较不均匀,其优势树种红
楠、马尾松等占绝对优势,种群盖度及重要值大,
尤其是红楠( 重要值33. 73%)。
3. 5 群落结构
群落的水平结构往往决定于群落中各种群
的空间分布格局,也就是种群在水平空间上的配
置状况。红楠天然林群落中主要乔木种群( 大于
150 株 /hm2) 的空间分布分析结果见表3。
表 3 红楠空间分布格局
Tab. 3 The spatial pattern of Castanopsis fissa
样地 珋x V CI CA PAI Iδ F 分布型
Ⅰ 1. 3125 1. 4648 1. 1160 1. 4286 1. 1429 1. 1429 1. 1905 聚集分布
Ⅱ 0. 9375 0. 4336 0. 4625 - 0. 5733 0. 4000 0. 8205 0. 8205 均匀分布
群落主林层中高大的红楠呈零星分布,而在
演替、更新层中,幼苗、幼树呈聚集分布,这符合
自然种群分布特点。本文应用平均拥挤度聚块
性指标和扩散型指数等聚集度指标对种群空间
分布格局作了进一步分析,结果表明,在样地Ⅱ,
红楠呈均匀分布,在样地Ⅰ,红楠呈聚集分布。
该群落的垂直层次分化比较明显,一般可划
分为乔木层、灌木层,层间植物也较丰富。乔木
层一般可划分为 3 个亚层:第一亚层高 约11. 6 ~
21. 0 m,种类主要由红楠、马尾松、栲树、虎皮楠、
杉木等组成,形成连续的主林层,郁闭度 0. 8 左
右,其中红楠较多,约占总株数的 31%;第二亚层
高为 7. 7 ~ 11. 6 m,植物种类较丰富,主要由红
楠、马尾松、栲树、山杜英、南酸枣、山乌臼等组
成;第三亚层高3. 0 ~ 7. 7 m,由于受上两层植株
的制约,数量较少,主要老鼠刺、红楠、毛冬青、橙
木等。
灌木层一般高 2 ~ 3 m,红楠、马尾松、栲树、
山杜英、毛冬青等幼苗幼树较多,尤其是红楠,密
度达 387 株 /hm2,另外还有南酸枣、山乌臼、毛冬
青等。草本层也较发达,主要种类有狗脊、芒草、
芒箕骨、东方乌毛蕨等。
3. 6 群落动态
在本群落中,红楠在立木分级中,Ⅰ级有 4
株,Ⅱ级有 27 株,Ⅲ级有 11 株,Ⅳ级有 6 株,Ⅴ级
有 7 株,在 400 m2的样地内有红楠幼苗 21 株,这
充分表明,红楠在群落中处于稳定的优势地位,
有很强的竞争能力。而马尾松Ⅳ级有 5 株,V 级
有 3 株,栲Ⅱ级有 1 株,Ⅲ级有 2 株,Ⅳ级有 1 株,
山杜英Ⅲ级有 2 株,Ⅳ级有 3 株,杉木Ⅳ级有 3
株,这表明,杉木在群落中的优势地位是不稳定
的,处于衰退趋势。
4 小结与讨论
组成植物群落的各乔木种群的年龄结构,可
反映其在群落中的发展趋势,从而启示植物群落
的动态发展方向[4]。通过从红楠群落林分选择 5
个主要种群,按王伯荪[10]立木分级法组成各种群
的年龄结构图。从目前的调查资料可以认为,红
楠具有更大的的更新优势,且数量较多。今后在
人为保护下,红楠将成为该群落的优势种群,也
有可能演替为顶级群落的优势种群。分析表明:
本群落的主要建群树种红楠正处于旺盛生长阶
段,较为稳定,因此,红楠可作为天然林更新的主
要保留树种。由于红楠天然林资源的破坏严重,
其资源处于濒危状态。应采取适宜的措施,加强
对现有天然林资源的保护和利用。在遗传资源
收集、保存和培育的基础上,针对当前低质天然
林现状,可通过天然林改造,改善林下生境,同时
加强对红楠幼苗的抚育,促进红楠更新。
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蚕豆的播种质量直接影响全苗壮苗。根据
多年试验,蚕豆在气温稳定通过 0 - 5℃,土壤解
冻 8 - 12cm 时播种为宜。一般在 4 月上旬为适
宜播种期。播种量控制在 20 - 25kg /667m2,播深
10cm左右。种植采用等行或宽窄行,等行行距为
30cm;宽窄行种植,宽行距为50cm,窄行距为
25cm,保苗 11000 - 14000 株 /667m2。
3. 5 田间管理
3. 5. 1 施肥 蚕豆根系吸收能力强,应施足基
肥。施肥主要以有机肥为主,增施磷肥,配合钾肥。
施足基肥,施优质农家肥 2500 - 5000kg /667m2,过
磷酸钙 20 - 30kg /667m2,施肥方法应结合秋季耕
地进行,种肥可施磷酸二铵 4 - 5kg /667m2。在盛
花期和结荚期植株生长缓慢可用磷酸二氢钾、尿素
混合液进行叶面喷施,以补充养分供应。
3. 5. 2 灌水 如果土壤墒情好,蚕豆苗期一般
不灌水,在进入现蕾期或开花期有条件的地方应
根据土壤墒情而定是否灌水。
3. 5. 3 中耕除草 为了促进蚕豆根系的健壮生
长,一般苗高 10 - 15cm时进行第一次中耕; 第二
次中耕在株高 15 - 20cm 时进行,生长期间可中
耕 2 - 3 次。如果此时蚕豆缺肥可结合中耕除草
追施三料磷肥 10 - 15kg /667m2。
3. 5. 4 整枝摘心 蚕豆是无限花序,为了抑制
植株顶部的伸长,减少养分消耗,促进籽粒早熟
饱满。可根据各乡镇播种季节和蚕豆生长情况,
在主茎长到 6 - 7 叶,基部有 1 - 2 个分枝芽时摘
心、打去主茎,初花期去分枝,盛花期打顶。打顶
时要掌握好以下几点: 一是在晴天摘,二是摘蕾
不摘花,三是摘实不摘空,四是要轻摘,一般摘除
顶部 2 - 3cm即可。
3. 5. 5 病虫害防治 蚕豆的病虫害主要有锈
病、蚜虫、潜叶蝇等。在种植蚕豆时首先要选用
抗病品种,与非豆科作物实行三年以上的轮作,
及时拔除病株,病叶,积极保护、利用天敌。化学
防治: 锈病可用百菌清75% 可湿性粉剂 80g / /
667m2800 - 1000 倍液喷雾。蚜虫和潜叶蝇:用抗
蚜威 50%可湿性粉剂 2000 - 3000 倍液喷雾。或
者用 1000 倍液托布津、50%的杀螟松 1000 倍液、
40%的氧化乐果 30ml 兑水喷雾,防治锈病、蚜虫
等。
4 适时收获科学贮藏
当植株大叶片枯黄,豆荚变成黑褐色时,即
可收获。为促进后熟,提高品质,收获时连同茎
秆一起收割,晾干后脱粒。收获后严防雨淋,以
防造成霉变或籽粒表皮皱缩,影响蚕豆的品质和
粒色。
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