全 文 ：第 3 4 卷第 1 期
2 0 0 0 年 3 月
华 中师范大学学报 ( 自然科学版 )
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文章编号 : 1 0 0 0一 1 1 9 0 ( 2 0 0 0 ) 0 1一 0 0 8 4 一 0 4
湖北后河国家级自然保护区
光叶洪桐群落物种多样性特征
汪 正 祥 , 刘胜祥 , 雷 耘 , 杨福 生
(华中师范大学 生命科学学院 , 武 汉 魂3 。。 7 9 )
摘 要 : 用 物种 多样性 指数 、 丰富度指数和均匀度指数 ( iP el o u 指 数 ) 对后河 国家级 自’然保 护 区光
叶琪桐 群落物种 多样性进行 了测度 . 结果表 明群落物种 多样性有随海拔高度升高而降低趋 势 . 在
垂直结构上 , 从上到下 , 种类数和个体数呈增加之势 . 在 不同层次之 间 , 物种 多样性差异 主要表现
在乔木层 和草本层 . 整个群落物种多样性 比较 丰富 .
关键词 : 后河 自然保护 区 ; 湖北 ; 光叶琪桐 ; 物种多样性 ; 丰富度 ; 均 匀度
中图分类号 : Q 9 4 9 文献标识码 : A
光 叶 琪 桐 ( D a v id i a i n v o l u c r a t a v时 ·
。 l m or ln ia na ) 是我 国特有的第三纪古热带植物 区
系的孑遗种 ,属琪桐科琪桐属琪桐的变种 , 被列为
国家 一级保护植物 . 在新生代第三纪 , 世界广泛分
布着光叶琪桐 ,但 由于第四纪冰川的摧残 , 其分布
区仅限于我国南部的川 、 鄂 、 黔等省部分山区 , 资源
稀少 . 1 9 8 6 年 , 在湖北五峰后河 自然保护区 发现 了
面积约 3 7 . 5 h m Z 的 “ 稀有珍贵树种群落 ” 「`一 3 · 9 〕 . 在
北纬 30 “地球 圈内 , 存在这样大面积 的原始森林是
罕见的 , 而稀有珍贵树种集中分布在一个小面积内
在中国也是少有的川 . 目前发现该区有国家一级保
护植物 2 种 , 二级保护植物 7 种 L`叼 , 尤其是发现其
中有 2 . 6 7 h m Z 的光 叶琪桐群落 . 为保护这一珍稀
光叶琪桐群落 , 我们 于 1 9 9 7 年 8 月 、 1 9 9 8 年 s 月 、
1 9 9 8 年 12 月三次对该地植物 区 系和植 物群落进
行详细调查 , 统计该群落植物种类 , 共有 67 科 94
属 1 1 5 种 , 其 中 乔 木 层 14 种 , 以 多 脉 青 冈 栋
( Q
u e r c u s m u l t i n e二 15 ) 、 曼 稠 ( yC c l o b a l a n 吵 5 15
o却 o d o n ) 、 水青 冈仔 ’ a g u s L o , , g iP e t i o l a z a ) 、 光叶琪
桐等为主 . 灌木层 (包括木质藤本 ) 43 种 , 主要植物
为绿 叶 甘 疆 ( l i n d e ar fr u z i c o 、 a ) 、 异 叶 榕 ( F i e u s
h e z e or m
o动人a ) 、 余山胡颓子 ( E z a e a g n u , a r gy i ) 、 尖
叶 山 茶 ( C a m e l l i a 。 u s P i d a t a ) 、 乌 泡 子 ( R u占u 、
P a
r k e r i )
、 中华 称猴 桃 ( A e t i n z d ; a 。 h ; n e n s , 、 ) 等 . 草
本 层 5 8 种 植 物 lj[ , 主 要 植 物 为 日 本 蛇 根 草
( OP hl 二hr lz a aj P “ , , ic a ) 、 沿 阶 草 ( OP hl oP o g ol
b o d i n i e r i )
、 湖北冷 水花 ( P i l e a a , , g u l a t a ) 、 楼梯 草
( E l a t o s t e m a
, e s s i l 。 )
、 卵 叶 报 春 ( P r i m u l a
o v a l ; fo l i
a )
、 大叶贯众 (伪 r t o m i u n , , n a o r (,P hy l l u m )
等 . 在 群 落 中 有 一 些 特 有 种 出 现 , 如 水 青 树
“ ’ e t ar c e n t r o 、 : i n e n s尸 ) 、 银鹊树 ( ,I ’ a P i s c i a s ; , , e n s i、 ) 、
红 椿 ( ,I ’ o o n a 。 i l i a t a ) 、 天 师栗 ( A e s o u l u 、 w i l , o n i i ) 、
白 辛 树 ( p l er os yt ar x ,o yr m bo a ) 、 连 香 树
( C e
r c i d万P勺 zzu m 少a P o n i c u m v a r . s ; n o n s e )等 . 其 中
最大一棵光叶琪桐树龄约 2 0 a , 树高 3 6 m , 胸径
78 Cm
, 冠幅 s m x lo m . 本文研究了该光叶琪桐群
落的物种多样性 , 这对于光叶琪桐生态学理论研究
和生态保护均很有意义 .
1 自然环境条件
该光叶琪桐群落位于后河 自然保护区杨家河 .
3 0
0
2
`
4 5
“ 一 3 0 0 8 ` 4 0 “ N , 1 1 0 0 2 9 ` 2 5 ` ,一 1 10 0 4 0 , 4 5 ’ ` E , 面
积约 2 . 6 7 h m Z ,海拨 1 1 5 0一 1 s o o m ,坡度 3 2 。 一
6 0
, 坡向西偏北 50 “ . 这里峰陡谷深 ,古树参天 , 属
武陵山支脉 ,地处 中亚热带与北 亚热带的过渡带 ,
其山地气候十分明显 ,气候 四季分明 ,冬冷夏热 , 雨
热同季 ,暴雨甚多 , 垂直气候带谱 十分明显 , “ 一 山
有四季 , 十里不同天 ” ,气温随高度变化较大 .
据五峰土家族 自治县气象资料 ,该地平均气温
9
.
5一 1 2 C , 全年积温 3 8 0 7 . 9一 4 9 87 . 3 C ,妻 10 C
收稿 日期 : 1 9 9 9 一 0 6 一 1 0 ·
基金项 目 : 湖北省林业厅资助项 目 .
作者简介 : 汪正祥 ( 1 9 6 6一 ) , 男 , 湖北汉川人 , 硕士研究生 , 从事植物分类学研究 .
第 1 期 汪正祥等 : 湖北后河 国家级 自然保护 区光叶琪 桐群落物种多样性特 征
的积温 2 9 71 . 7一 4 1 0 6 C . 1 月平均气温 1 . 7C , 极
端最低气温一 15 C , 7 月平均气温 24 . I C , 极端最
高温 3 7 . 1 C . 无霜期 2 1 6一 2 5 6 d , 年降雨量 1 6 0 0
一 1 s o o m m . 该地成土母质大部分 为泥质岩 、 碳酸
盐岩 、 碳岩坡积物 . 土类多为黄壤 和黄棕 壤 , 土壤
p H 偏酸性 ,质地疏软 ,保水保肥 , 适宜光叶琪桐 群
落的生长发育 .
2 研究方法和内容
2
.
1 样方选择与调查
在该 光叶琪桐群落内分别在不同海拔 高度选
取了 4 个 20 m x 20 m 典型样地 , 每个样地划分 为
1 6 个 5 m x s m 的相邻格子样方 ,调查记录每个样
方 内乔木和灌木植物种数 、 个体数 、 高度 、 胸径 、 盖
度和生活型等 , 然后在每个样地设置 1 m x l m 小
样方 ,统计每个样方 中草本植物种数 、 个体数及及
每一种草本植 物的密度 、 盖度和频度 . 调查样地概
况见表 1 .
表 1 调 查样地概况
样地号 样地 面积 / m “
海拔高
度 / m 坡度
建群种 (光 叶琪桐 )
平均胸 径 c/ n l 最大胸径 / c m
1 3 30
13 0 0
12 2 0
1 14 5
3 3
3 2
3 7
3 2
5 l
55
78
5 O
2
.
2 群落的物种多样性测定 [ ` 一 6 · ” j
群落的生物多样性是反映该群落 的重要生态
特征屯一 ,在理论和实践中是有重要意义 .
( 1 ) M a r g a l e f 丰富度指数 R = ( S 一 l ) / I n N
此指数用 以度量样地内物种的数量特征 .
( 2 ) S h a n n o n
一
W i
e n n e r 多 样 性 指 数 H 一
一 艺 p l n只
了一 1
作为生物群落的多样性指数 , 这个函数预测从
群落中随机抽出一个一定个体的种的不定度 .
(3 )S im p
s o n 优势度指数 D 一 1 一 艺拼
该指数主要用于度量群落的生态优势度 .
( 4 ) P i e l o u 均匀度指数 J = H / In s
该指数用 以度量物种个体数量分布是否均匀 ,
是指样方中各个种多度的均匀度 .
上述算式 中 : S 为样地中的植物种数 ; N 为群
落中所有种的总个体数 , N 一 。 1 + n Z + … , + , z ;
P 为第 i 个种 的个体数 占样地中所有种的总个体
数的比例 , 即 P 一 n /N .
3 分析与讨论
3
.
1 群落各层次种群数量的构成特征
后河 自然保持 区光叶琪桐群落的垂 直结构分
3 个基本层次 , 即乔本层 ( T . 1 ) 、 灌 木层 ( S h . l) 和
草本层 ( H . 1 ) ,各层次的种群数量构成情况见表 2 .
2o扩aZ5月任八乃0 4COǎ目六曰04J任连` J件Q
表 2 各层次种群数 t 构成及物种多样性指数
Q
、
Q
?
Q
3
Q
、
多样性指数
1 Z 3
t o t a之 H
.
1 t o t a l T
.
1 S h t o t
a l
种数
个体 数
丰富度指数
多样性指数
优势度指数
均匀度指数
10 12 8
54 4 4 8 2 6 7 5
12 3 1 1 3 2 7 2 3 3 9
4 75 0 5 2 19 5 9 2 5 0 2 7 7 5 30 8 4 3 4 2 24 5 0 7 5 5 3 3 3
2
.
2 5 6 10 8 0 2 0
.
8 8 7 4
.
9 4 5 1
.
8 9 6 1
.
5 0 2 1
.
2 9 9 4
.
69 7 1
.
2 2 6 1
.
2 6 8 1
.
5 1 3 4
.
0 0 7 1
.
9 8 5 1 10 9 2
.
57 9 5
.
67 3
1
.
8 8 2 2
.
0 0 1 1 4 0 7 5
.
2 9 1
.
5 6 6 ]
.
8 7 7 1
.
2 7 5 4
.
7 1 8 0
.
9 8 4 1
.
4 9 8 1
.
6 1 4 4
.
0 9 6 1
.
6 9 7 1
.
7 6 7 2
.
1 4 4 5
.
6 0 8
0
.
8 1 2 0
.
7 8 1 0 6 8 7 2
.
28 0
.
7 1 6 0
.
7 9 4 0 5 4 9 2
.
0 5 9 0
.
5 6 1 0
.
6 94 0
.
7 3 1 1
.
9 8 6 0
,
7 6 5 0
.
7 9 6 0
.
7 9 8 2
.
3 5 9
0
.
8 1 7 0
.
80 5 0
.
67 7 2
.
2 9 9 0
.
7 1 3 0
.
8 1 5 0
.
5 1 3 2
.
04 1 0
.
5 4 9 0
.
7 2 0 0
.
6 2 9 1
.
8 9 8 0
.
8 1 6 0
.
9 0 8 0
.
6 8 4 2
.
4 0 8
从表 2 可知 ,各样地的乔木层植物种数差异不
大 (6 一 10 种 ) , 个体数的差异也不大 ( 34 一 68 株 ) ,
但灌木层和草本层四个样地的植物种数和个体数
差异较大 ,其 中灌木层植物种数为 7一 12 种之 间 ,
株数为 2 4一 4 48 株 ,草本层植物种数为 8一 23 种 ,
株 (丛 )数为 2 6 75 ~ 5 0 7 5 株 (丛 ) . 从表 2还可以看
出 , 种群数量分布与海拔高度存在一定相关性 . 从
草本植物来看 , 由低海拔到高海拔 ,草本植物种数
和株 (丛 )数逐渐减少 , 而对灌木层而言 , 由低海拔
到高海拔逐渐增加 . 光叶琪桐群落种群数量这种分
布特征是与常绿落叶阔叶混交林带植被变化规律
相吻合的 , 由于样地 4( Q ; )的海拔高度靠近常绿阔
叶林带分布区 ,故灌木层不发达 ,草本层发达 , 而样
地 1( Q , )的海拔高度则靠近落叶阔叶林分布区 ,草
本植物种数和数量则相对较少 ,灌木层 比较发达 .
此外 , 种群的数量分布与种群的垂直结构有着一定
华 中师范 大学学报 ( 自然科学版 ) 第 别 卷
的相关性 , 从上到下 , 其种类数和个体数量呈逐渐
增加之势 (即 ’ r . 1 < S h . 1< H . l ) , 这也是该 光叶琪
桐群落一个较显著的特点 .
3
.
2 各层次多样性指数的变化特征
从表 2 计算结果可知 , 光叶琪桐群落各层次多
样性指数在不同样地变幅大致为
乔木层 : R一 1 . 2 6一 2 . 2 56
了了一 0 . 9 8 4 ~ 1 . 8 8 2
D 一 0 . 5 6 1~ 0 . 8 1 2
J 一 0 . ` 5 4 9 ~ 0 . 8 1 7
灌木层 : R一 1 . 1 0 9一 1 . 8 0 2
2 2一 1 , 4 9 8一 2 . 0 0 1
D 一 0 . 6 9 4 ~ 0 . 7 9 6
I一 0 . 7 2 0 ~ 0 . 9 0 8
草本层 : R一 0 . 8 8 7一 2 . 5 7 9
H 一 1 . 2 7 5 ~ 2 . 1 4 4
D 一 0 . 5 4 9 ~ 0 . 7 9 8
I一 0 . 5 1 3一 0 . 68 4
光叶琪桐群落 的丰富度指数 R 在不 同样地层
次之间 以草本层变幅为最大 , 而多样性指数 H 和
优势度指数 D 以乔木层和草本 层变 幅为最大 ,均
匀度指数 J 则 以乔木层 的变幅 为最大 , 说 明该 群
落不同样地的植物种类丰富程度的差异主要体现
在草本层 , 多样性 和优势性度的差异主要表现在乔
木层 和草 本 层 , 而均 匀 度 的差 异 主要 体 现在 乔
木层 .
就 整 个 群 落 而 言 , 多 样 性 指 数 变 幅 为
R 一 4 . 0 0 7一 5 . 6 7 3 ; H 一 4 . 0 9 6 一 5 . 6 0 8 ; D 一
1
.
9 8 6一 2 . 3 5 9 ; , I 一 1 . 8 9 8一 2 . 4 0 8 . 这说 明该光叶
琪桐群落具有较高的物种丰富度和多样性 , 其均匀
度也较高 , 但优势度相对较低 . 这是 由于该群落 中
草本层 的种类和个体数量都十分丰富 , 体现不出明
显的优势种群 , 从而使草本层 的优势度不 高 ,致使
整个群落的优势度偏低 . 群落的均匀度反映了群落
中各个种的均匀程度 , 群落 内均匀度值较高 , 则群
落就较稳定 , 从该光叶琪桐群落来看 ,均匀度值较
高 , 所以该群落具有较好的稳定性 .
从不同样地来看 ,样 地 4( Q ; ) 的丰富度指 数 、
多样性指数 、 优势度指数和均匀度指数均高于其他
三个样地 , 这主要是 由于样地 4 的草本层的种类和
数量均十分丰富 , 提高了其 R 、 H 、 D 、 I 值 , 这与前
面的种群数量在各层次的分布特点相吻合 ,也反映
了该群落的物种多样性格局 .
群落 ,其种群数量分布特征与常绿落叶阔叶混交林
植被变化规律相吻合 . 该群落多样性指数变幅为 R
一 4 . 0 0 7一 5 . 6 7 3 ; H 一 4 . 0 9 6一 5 . 6 0 8 ; D 一 1 . 9 8 6 ~
.2 3 5 9 ; J 一 1 · 8 9 8一 2 . 4 0 8 . 该群落为具有较高的物
种丰富度 、 较高的物种多样性 和均匀度 , 也具有较
高的稳定性 .
( 2 )该群落不 同层次间 , 生物多样性差异主要
体现在乔木层和草本层 .
( 3) 该群落内 ,种群 的数量分布与种群 的垂直
结构有着一定的相关性 , 从上到下 , 种类数 和个体
数呈逐渐增加之势 ,群落物种多样性有随海拔高度
升高而降低 的趋势 .
( 4 )在后河 自然保护区的光叶琪桐珍稀树种群
落 中 , 光叶琪 桐的分布在海拔 1 14 0 一 1 3 30 m 地
带 ,其分布海拔高度比已发现的其它光叶琪桐群落
海拔高度下 限下移 50 ~ 1 0 m 〔’ · 8习 ,增加 了整个群
落的物种多样性 . 其原因可能是由于后河 自然保护
区特殊的 自然气候条件和独特的地势及该地成陆
的历史古老 ,这对光叶琪桐的保护与利用具有十分
重要的意义 :.[ ` 2 1 .
致谢 参加野外调查还 有华 中师 范 大学的 杨
心兵 、 彭丹 、 许 凯扬 ;湖 北省后 河 自然保护 区 的黄大
钱 、 左杰 、 邓 长胜 , 在此 一并致谢 .
4 结论
( l) 后河 自然保护区发现的光叶琪桐珍稀树种
参考文献 :
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第 1 期 汪正祥等 :湖北 后河国家级自然保护区光叶琪桐群落物种 多样性特征 8 7
C h a r a e t e r i s t i e s o f t h e s P e c i e s d i v e r s i t y o f
D a v i d i a i n v o l u e r a t a v a r
.
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i n H u b e i H o u h e N a t i o l a l N a t u r e R e s e r v e
W A N G Z h e n g
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T h e r e s
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l t s h o w s t h a t t h e
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t h e e o m m u n i t i e
s t h e t r e e l a y e
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d i v e
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r s i t y o f t h e e o m m u n i t
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