全 文 :Vol. 34 No. 9
Sep. 2014
第 34 卷 第 9期
2014年 9月
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
Journal of Central South University of Forestry & Technology
收稿日期:2013-12-10
基金项目:国家林业局林木种苗工程投资计划项目“贵州黔中地区林木种质资源收集库建设”(发改投资 [2010]2167);贵州省科
技基金项目“黔中地区三种观赏植物的种质资源选择研究”(黔科合 J字 [2011]2151)
作者简介:吴洪娥(1983-),女,贵州紫云人,研究实习员,硕士,主要从事观赏植物资源保育与利用研究;
E-mail:wuhonge163@163.com
通讯作者:王桂萍(1964-),女,贵州赫章人,高级工程师,本科,主要从事石漠化植被恢复和林木种苗栽培研究
黄心夜合 Michelia martini (Lévi.)Dandy,属木
兰科含笑属,为国家Ⅱ级重点保护野生植物,是
亚热带次生林主要树种之一,分布于广西、湖南、
贵州、云南、四川、湖北、河南。树干通直,树
形呈尖塔状,其幼枝、芽和幼叶嫩黄色,花大而
芳香,淡黄色,可用于城市行道树或公园、庭院
布置和提炼芳香油,是一种十分珍贵的园林绿化、
经济树种。其木材纹理通直,结构细致,刨面光滑,
易加工,又是优良的用材树种,因而多被采伐 [1]。
目前,仅湖南、四川和贵州对黄心夜合进行了部
黔中地区黄心夜合野生资源现状及
其群落物种多样性特征
吴洪娥 1,胡光平 2,王桂萍 2,胡 刚 2,韩堂松 2,刘正华 2,张 果 2,陈海虹 2,冯祥麟 2
(1.贵州省植物园,贵州 贵阳 550004;2.贵阳市林业科技推广站,贵州 贵阳 550003)
摘 要:通过对黔中地区的黄心夜合野生资源进行调查,摸清其资源量、分布情况和生境条件,并对其群落物
种多样性特征进行分析,结果显示:(1)黔中地区共有 14个黄心夜合野生资源分布地,面积达 4万多 m2,共
有大树 454株,幼、小树 132株,仅 8个点有天然更新情况,资源量少而散,更新能力低;(2)各分布区的生
境条件各异,适生范围较广;(3)全区仅有 2个黄心夜合群落(乌当区王岗村群落和息烽县天台山群落),其
群落多样性变化趋势基本一致,表现为:Shannon-Wiener指数,草本层>灌木层和乔木层;Pielou指数,草本层
>灌木层>乔木层;Simpson指数,乔木层≥草本层>灌木层,说明草本层的物种丰富度最高,分布更均匀,乔
木和草本的优势种非常明显,灌木层优势种不明显。
关键词:黄心夜合;野生资源现状;群落多样性;黔中地区
中图分类号:S718.54 文献标志码:A 文章编号:1673-923X(2014)09-0021-05
Wild resources status and community species diversity characteristics of
Michelia martini in central Guizhou province
WU Hong-e1, HU Guang-ping2, WANG Gui-ping2, HU Gang2, HAN Tang-song2, LIU Zheng-hua2, ZHANG Guo2, CHEN Hai-hong2,
FENG Xiang-lin2
(1.Guizhou Botanical Garden, Guiyang 550004, Guizhou, China; 2. Guiyang Forestry Scientifi c and Technological Extension Station,
Guiyang 550003, Guizhou, China)
Abstract: Through investigation on the wild resource of M.martini in central Guizhou, the resources, distribution and habitat conditions
and the characteristics of the communities’ species diversity in the areas were analyzed. The results show that (1) there had 14 wild
M.martini resources distribution areas in central Guizhou, the area was more than 40 000 m2, and there existed 454 big trees and 132
young trees of M.martini, only nine sites had natural regeneration of M.martini; so the M.martini resources was few in quantity and
scattered in distribution, and its natural regeneration ability was low; (2) the different distribution areas have different habitat conditions,
the scope of suitable growth is wide; (3) There were only two M.martini community (the Wanggang village community in Wu Dang
Administrative Region and the Tiantai mountain community in Xifeng county), the two communities’ diversity trends were consistent.
Shannon-Wiener index for different layers ordered as: herb layer > shrub layer and tree layer, Pielou index: herb layer > shrub layer
> tree layer, Simpson index: tree layer or herb layer > shrub layer. This means herb layer had the highest species richness and more
uniform distribution, and the dominant species of tree and herb were very obvious, the dominant species of shrub layer was not obvious.
Key words: Michelia martini; status of wild resources; community diversity; central Guizhou province
吴洪娥,等:黔中地区黄心夜合野生资源现状及其群落物种多样性特征22 第 9期
分研究,研究内容主要为黄心夜合的繁殖技术,包
括有性繁殖和扦插、嫁接的无性繁殖 [2-6]。在贵州,
黄心夜合分布于贵州省东部、中部和西部,常为建
群种散生于常绿阔叶林上层而不形成优势 [7],而贵
州中部地区(即黔中地区)有关黄心夜合的研究
仅有极少数报道,研究的对象也仅仅是贵阳市息
烽县和乌当区的两个分布点,而对整个黔中地区
的野生资源现状和群落多样性的研究未见报道,
因此,本研究对黔中地区的黄心夜合野生资源和
群落多样性特征进行调查和分析,旨在明晰黔中
地区黄心夜合的资源量和分布情况,探讨其资源
少的生态原因,为黄心夜合种质资源的保护,以
及对黔中地区黄心夜合的开发利用提供参考和科
学依据。
1 材料与方法
1.1 调查区域概况
黔中地区位于贵州省中部,包括贵阳市和安
顺市全部、黔南和黔东南部分地区,东经 105°13′
~ 107°45′,北纬 25°21′ ~ 27°55′,海拔 666 ~
1 961 m,属于亚热带湿润温和型气候,年平均气
温为 14~ 15.3℃,年极端最高温度为 35.1℃,
年极端最低温度为 -7.3℃,最热月为七月下旬,
最冷月为一月上旬。年平均相对湿度为 78%~
80%,年平均总降水量为 1 129.5~ 1 360 mm,
年平均阴天日数为 235.1 d,年平均日照时数为
1 148.3 h,年降雪日数少,平均为 11.3 d。大部分
地区属云贵高原的喀斯特丘陵地貌,城镇基本分
布在山间平地,可利用土地资源较少。
1.2 调查方法
根据《贵州植物志》等大量文献资料 [8-9]和咨
询专家,全面了解黄心夜合野生资源在黔中地区
的分布概况,采用植物分类学、群落学和生态学
方法,进行实地调查,掌握其分布和资源量情况,
再根据分布特点,分别采用样方法和单株林木调
查法进行野外调查。
1.2.1 样方调查法
对于集中分布区域采用样方调查法,设置 20
m×40 m样方调查乔木,在 20 m×40 m样方内
4个角和中间各设 1个 5 m×5 m的样方调查灌木,
在 5 m×5 m样方中间设 1 m×1 m的样方调查草
本。详细调查分布地点、数量、立地因子、土壤类型、
海拔、目的树种各项生长指标(树高、胸径、冠幅、
地径、枝下高、生长势等)、伴生物种各项指标(种
类、树高、胸径、多度、盖度等)。
1.2.2 单株林木调查法
对零星分布和孤立木的目的树种,采用单株
林木调查法。实测目的树种各项生长指标。详细
记载周边立地因子、伴生物种情况。
1.3 数据处理方法
1.3.1 资源量及其分布
采用目的物种合计数量与样方面积之比计算
该群落每平米的目的物种数量 [10],再乘以其分布
面积,即得其资源量。运用 Auto CAD软件,将黄
心夜合野生资源的分布地点和资源量绘制成图。
1.3.2 重要值的计算
重要值 (VI) 是一个重要的群落定量指标,分
别计算乔木、灌木及草本植物的重要值。其计算
式为:
(1)乔木重要值(VItr)
VItr = (AR + FR +DR) / 3。
式中:AR为相对多度;FR为相对频度;DR为相对
优势度。
有些样地的乔木层,直接用相对优势度(相
对胸高断面积)来表示重要值 [11-12]。
(2)灌木和草本植物重要值(VIsh)
VIsh = HR +DC
[13]。
式中:HR为相对高度,DC为相对盖度 [14]。
1.3.3 群落物种多样性指数
多样性用于描述局域群落的物种多样性,其
测度指标较多,测度方法也各不相同 [11,13,15],本研
究主要针对目的树种所依存的群落,采用多样性
的 Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性
指数、Simpson优势度指数和 Pielou均匀度指数来
综合反映其群落物种多样性情况,并统一采用以
下计算方法 [11]:
(1) 物种丰富度(S)
S = 出现在样地内的物种数。
(2) 多样性测度
Shannon-Wiener 指数:
H=
s
i
ii PP
1
ln 。
Pielou指数(均匀度指数):
E=H/lnS。
Simpson指数(优势度指数):
P=
s
i
iP
1
21 。
23第 34卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
式中:Pi为种 i的相对胸高断面积或重要值(VI)。
2 结果与分析
2.1 黔中地区黄心夜合野生资源现状
2.1.1 分布现状
经调查,黔中地区的黄心夜合野生分布区域
共有 14个。其中大部分是单株分布,分别为:紫
云县猴场镇(D1)、长顺县代化镇(D2)、长寨
镇(D3)、麻江县杏山镇中坝村(D4)、修文县
六屯乡(D5)、瓮安县铜锣乡(D6)和小河山乡
(D7);5个区域为零星分布,分别在花溪区沙
坪村(D8)、惠水县抵麻乡(D9)、乌当区下坝
乡(D10)、乌当区百宜乡(D11)和麻江县杏山
镇谷羊村(D12);集中分布区域仅 2个,即息烽
县温泉乡天台山(D13)和乌当区王岗村(D14)(见
图 1)。可见,黔中地区的黄心夜合自然分布范围
较窄,仅贵阳市东北面有集中分布点。
2.1.2 现存数量、生长及天然更新状况
黔中地区各分布点黄心夜合的现存数量、生
长及天然更新状况见表 1、表 2。
图 1 黔中地区黄心夜合野生资源分布
Fig.1 Wild resources distribution of M.martini in central
Guizhou
表 1 黔中地区黄心夜合野生资源及其生长状况
Table 1 Resources and its growth conditions of M.martini in central Guizhou
编号 分布面积 /m2 株数 层次 树高 /m 胸径 /m 枝下高 /m 冠幅 /m 生长势
D1 单株 1 Ⅰ 16 1.04 8.0 30×30 好
D2 单株 1 Ⅰ 18 1.10 4.0 10×10 好
D3 单株 1 Ⅰ 16 0.22 4.5 8×8 好
D4 单株 1 Ⅰ 21 0.73 1.5 17×20 好
D5 单株 1 Ⅰ 22 0.80 2.4 18×20.2 好
D6 单株 1 Ⅰ 11 0.11 1.2 2×3 好
D7 单株 1 Ⅰ 25 0.78 8.0 10×13 差
D8 零星分布 2 Ⅰ 16 0.53 2.9 9×10 好
D9 零星分布 2 Ⅰ 30 0.96 8.0 20×20 好
D10 零星分布 6 Ⅰ 19.3 0.37 6.3 10.8×14.2 中
D11 零星分布 4 Ⅰ 23 0.42 5.6 10.8×12.3 中
D12 零星分布 7 Ⅰ 20 0.48 5.2 11.5×15 好
D13 33 350
250 Ⅰ 25 0.47 6.0 6×6.8 中
125 Ⅱ 14 0.22 6.0 2.7×5 中
D14 10 000 51 Ⅰ 31 1.01 14.0 9×13 好
合计(或平均值) 43 350 454 - 20 0.62 5.57 12.49×14.32 -
表 2 黔中地区黄心夜合天然更新情况†
Table 2 Natural regeneration conditions of M.martini in
central Guizhou
参数 D5 D6 D8 D9 D11 D12 D13 D14 合计(或平均 )
株数 2 1 10 43 3 1 41 31 132
平均年龄 /a 4 5 3 1 4 5 2 3 3.38
平均树高 /m 1.88 3.50 1.00 1.00 1.00 2.95 0.70 1.20 1.65
平均地径 /cm 4.00 3.00* 1.00 1.50 1.00 1.15 0.60 1.50 1.54
† *表示该数据为胸径值。表中未列出的分布点表示无天然更新的植
株。
由表 1 可知,黔中地区 15 个分布点共有野
生黄心夜合大树 454 株(立木级的划分参照文
献 [7]),分布面积为 4万余 m2,面积最大的分
布点为 D13(息烽县温泉乡天台山),为 33 350
m2,其分布数量为 275 株,平均每 100 m2仅有
1株,可见,黔中地区黄心夜合自然分布少而分散;
大多数植株处于乔木第一层,平均树高 20 m,最
高达 31 m,平均枝下高为 5.57 m,最大可达 14 m,
平均胸径 0.62 m,最大胸径达 1.1 m,平均冠幅为
12.49 m×14.32 m,最大可达 30 m×30 m,大部分
吴洪娥,等:黔中地区黄心夜合野生资源现状及其群落物种多样性特征24 第 9期
植株生长情况良好。
从表 2可以看出,黔中地区 5年及以下生的
黄心夜合共有 132株,多为 3~ 4年生小树,平
均树高 1.65 m,平均地径 1.54 cm。14个分布点中
8个点有天然更新情况,更新数量占大树总量的
29.07%,6个点未发现更新情况,可见黔中地区黄
心夜合的天然更新能力较差。
2.2 分布区的生境状况
各分布区域的生境状况见表 3。由表 3可知,
各分布地的生境条件各不相同,在经纬度、海拔、
坡向、坡位、坡度和土壤方面均有不同程度的差异。
总的来说,黔中地区黄心夜合的水平分布范围为
北纬 25°27′~ 27°18′,东经 106°14′~ 107°40′,
垂直分布范围为 679~ 1 324 m之间,分布的坡向
为北、西北、东北、南、西南、东南,其中,分
布数量最多的坡向为北坡,因北坡的总光量相比
其他坡面较低,多分布耐寒、耐荫、喜湿的植物
种类,所以该树种具有一定的耐荫能力;黄心夜
合的坡位和坡度分布较广,从下坡到坡顶、从平
坡(5°)到急坡(40°)均有分布,但下坡和平坡
分布较多,而下坡较阴暗,潮湿,土质较肥沃,
平坡土壤深厚肥沃,可见黄心夜合不仅耐阴,还
喜湿和肥;黄心夜合在黄壤、黑色石灰土、黑色
钙质土、石灰岩上均能生长,在黄壤生长状况最佳,
分布数量最多。
表 3 黔中黄心夜合生境状况
Table 3 Habitat conditions of M.martini in central Guizhou
编号 经纬度 海拔 /m 坡向 坡位 坡度 /(°) 土壤类型
D1 N:25°27′637″ E:106°14′988″ 1 324 北 坡顶 5 黑色石灰土
D2 N:25°43′97″ E:106°22′480″ 1 060 北 中下 20 黄壤、石灰岩
D3 N:25°57′377″ E:106°23′961″ 1 300 北 中上 30 黑色石灰土
D4 N:26°29′508″ E:107°40′137″ 995 东北 中下 40 黑色石灰土
D5 N:26°97′678″ E: 106°87′898″ 1 179 南 中 50 黑色钙质土
D6 N:27°18′972″ E:107°21′373″ 679 南 下 20 黄壤
D7 N:27°08′269″ E:107°40′072″ 1 003 东北 中上 15 黄色石灰土
D8 N:26°15′534″ E:106°48′092″ 1 274 东北 中 40 黑色钙质土
D9 N:25°54′632″ E:106°39′865″ 1 200 西北 中 25 黄壤
D10 N:26°41′688″ E:106°54′598″ 1 134 西北 中 18 黑色钙质土
D11 N:26°47′309″ E:107°01′337″ 1 152 东南 中 40 黑色钙质土
D12 N:26°30′10″ E:107°31′361″ 994 东北 中上 15 黑色石灰土
D13 N:26°36′207″ E:106°42′442″ 1 087 北 下 5 黄壤、黑色钙质土
D14 N:26°47′033″ E:106°53′371″ 1 266 西南 上 30 黄壤
2.3 群落物种多样性特征
2.3.1 2个黄心夜合群落的基本特征
黔中地区的黄心夜合群落仅有 2个,即乌当
区王岗村黄心夜合群落(Q1)和息烽县温泉乡天
台山黄心夜合群落(Q2)。2个群落的物种数量相似,
群落构成和生长情况不同。Q1的群落类型为黄心
夜合 +鹅掌柴 +树参 +蕨类,平均树高和覆盖率
为乔木 16 m、18%,灌木 1 m、7.8%,草本 0.3 m、
20%;Q2的群落类型为黄心夜合 +枫香 +臭牡丹
+冷水花,其平均树高和覆盖率分别为乔木 21.7 m、
3.8%,灌木 1.16 m、15.1%,草本 0.12、21.4%;
2个群落的物种丰富度分别为 25、26,黄心夜合
在群落中的重要值分别为 45.26和 12.73。
2.3.2 群落的物种多样性分析
图 2显示了黔中地区 2个黄心夜合群落的物
种多样性指数值。从图 2可见,多样性指数最高
的是 Q1草本层,其次为 Q2草本层,多样性指数
最低的是 Q1乔木层;两群落相比,Q2乔木层的
多样性指数高于 Q1乔木层,而 Q1灌木层和草本
层的多样性指数高于 Q2的灌木层和草本层。
图 2 2个黄心夜合群落的多样性指数
Fig.2 Species diversity indexes of two Michelia martini
community
25第 34卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
2个群落物种多样性指数的变化趋势基本一
致,乔、灌、草 3个层次在 Shannon-Wiener指数
(H)上差异较大,草本层远大于灌木层和乔木层,
H值与物种丰富度关系密切,且呈正相关,所以
草本层的物种丰富度最高。Pielou指数(即均匀度
指数,E)是指群落中各个种的多度或重要值的均
匀程度,从图 2中可知,均匀度表现为草本层>
灌木层>乔木层,草本层的物种分布更为均匀。
Simpson指数(P)又叫优势度指数,是群落集中
性的度量。从图 2中可以看出,黄心夜合群落中
Simpson指数为乔木层≥草本层>灌木层,说明大
部分乔木和草本株数集中在少数物种上,优势种
非常明显,其他树种所占比重很小或仅为偶然出
现,灌木层优势种不明显。
3 结 论
黔中地区黄心夜合自然分布狭窄,面积仅 4
万余 m2,且多为单株或零星分布,仅有 2个集中
分布区域;分布区内大部分黄心夜合生长良好,
但天然更新能力较差。
黔中地区黄心夜合水平分布范围为 25°27′~
27°18′N, 106°14′~ 107°40′E,垂直分布范围在
679~ 1 324 m之间,分布坡向涵盖北、西北、东北、
南、西南、东南六向,从下坡到坡顶、从平坡(5°)
到急坡(40°)均有分布,在黄壤、黑色石灰土、
钙质土、石灰岩上均能生长,可见其适生范围较
广,适应性较强,尤以海拔 1 000 m左右、北向、
5°下坡和黄壤条件下分布最多,生长最好,说明
黔中地区黄心夜合较耐阴,喜湿润肥沃环境。
黔中地区仅有 2个黄心夜合群落(乌当王岗
村黄心夜合群落和息烽天台山黄心夜合群落),
其物种丰富度相似,群落组成和生长情况不同。
乌当王岗群落以黄心夜合 +鹅掌柴 +树参 +蕨类
建群,其分布于 30°坡面的上部,生境较差,致使
该群落乔木层的多样性指数最低,从而导致其草
本层的多样性指数最高;而息烽天台山群落以黄
心夜合 +枫香 +臭牡丹 +冷水花建群,其分布于
土壤和水分条件均较好的生境中,种类组成相对较
多,因而其乔木的多样性指数较乌当区王岗村群落
的高,从而使其草本和灌木层多样性指数较低。
黔中地区黄心夜合群落多样性指数值以
Shannon-Wiener指数值差异较大,表现为草本层远
大于灌木层和乔木层,说明草本层的物种丰富度最
高,这与马克平等 [12]对山地森林植被群落物种多
样性分析中指出群落总丰富度主要受草本层丰富度
的影响,草本层对群落物种多样性的贡献最大的结
论一致。均匀度表现为草本层>灌木层>乔木层,
草本层的物种分布更为均匀。Simpson指数为乔木
层≥草本层>灌木层,说明大部分乔木和草本株数
集中在少数物种上,优势种非常明显,其他树种所
占比重很小或仅为偶然出现,灌木层优势种不明显。
当前,作为国家Ⅱ级保护野生植物黄心夜合
并未得到相应的重视和保护,这从近年来的研究
报道情况便可窥知,而有限的现有资源量及连续
不断的人为采伐和干扰情况(调查发现)使得该
资源将难以完成天然更新,因此,应加强对该资
源的基础性研究,建设种质资源保育基地,从而
有效地保护和利用。
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[本文编校:谢荣秀 ]