全 文 ：杨少红，邹文涛,尹光天，李荣生，杨锦昌. 广东顺德人工林群落物种多样性与影响因子[J]. 生态科学, 2010. 29(5)：427-431
YANG Shao-hong, ZOU Wen-tao,YIN Guang-tian, LI Rong-sheng, YANG Jin-chang. Study on the relation between Species
Diversity of forest Plantation Communities and affecting factors in Guangdong [J]. Ecological Science, 2010. 29(5)：427-431

广东顺德人工林群落物种多样性与影响因子

杨少红 1，邹文涛 2，尹光天 2，李荣生 2，杨锦昌 2
1.广州市萝岗区农林水利局，广州 510530
2.中国林业科学研究院热带林业研究所，广州 510520
【摘要】 对顺德区五种人工林群落物种多样性与立地条件、胸径关系进行了定量研究。结果表明，（1）郁闭度与乔木
物种多样性呈显著正相关；（2）土壤因子中代换性 Ca2+、pH、NO3-、代换性 Mg2+对物种多样性与均匀度有显著影响，
并建立了回归方程；（3）树高与乔木层物种多样性呈显著相关，与其它各层相关性不显著；（4）胸径变化趋势较复杂，
乔木层 S 指数与胸径有显著相关，灌木层与胸径相关性不显著，草本层 SP、PIE 指数与胸径有显著相关性。
关键词：顺德；人工林群落；物种多样性；影响因子
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2010.05.005 中图分类号：Q178.532 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2010)05-427-05

Study on the relation between Species Diversity of forest Plantation Communities
and affecting factors in Guangdong

YANG Shao-hong
1
, ZOU Wen-tao
2
, YIN Guang-tian
2
, LI Rong-sheng
2
, YANG Jin-chang
2


1. Luogang district Agriculture and Forestry Irrigation Bureau, guang zhou, Guangzhou 510520, China
2. Research Institute of Tropical Foerstry, Chinese Academy of Forestry，Guangzhou 510520, China

Abstract: The investigations on the relation between the site factors and species diversity were carried out in this paper. The results were as
follows: Firstly, there is a limit significant correlation between the canopy density and species diversity. Secondly, the positive correlation
between Ca2+, pH, NO3- ,Mg2+ with the species diversity was showed, and had established regression equation. Thirdly, the significant
correlation between tree height and species diversity in the arbor layer was showed, but, the difference was no significant with the other
layers. At last, the variety of DBH was complex, the significant correlation was showed between the S index and the DBH, but, no significant
correlation was showed between the shrub layer and the DBH, the limit significan was also showed in the SP and PIE index of the herb layer.

Keywords: Shunde; plantation community; Species diversity ;Affecting factors




收稿日期：2009-11-21 收稿，2010-10-20 接受
基金项目:国家科技部基础专项“热带雨林季雨林树种种质标准化整理（2006-2007）”；顺德‘青山工程’环境效益监测与研究(2001-2005)
作者简介:杨少红（1981－），女，硕士。主要从事森林生态与管理方面研究。E-mail: shaohong1111@163.com
通讯作者：邹文涛 E-mail:zwt.bj@163.com
第 29 卷 第 5 期 生 态 科 学 29(5): 427-431
2010 年 10 月 Ecological Science Oct. 2010

1 前言 (Introduction)

中国是世界上人工林面积最大的国家，人工林面
积达 4666.7 万 hm2，森林生态系统是陆地生态系统的
主体,在天然植被被破坏殆尽的今天,人工林生态系统
在陆地生态系统中的作用不可忽视，因此开展人工林
物种多样性的研究更显必要[1-3]。物种多样性是物种
丰富度和分布均匀性的综合反映,体现了群落结构类
型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境差异,它
不仅可以反映群落在组成、结构、功能和动态等方面
的异质性,也可反映不同自然地理条件与群落的相互
关系[4-6]。国内外许多学者在不同区域对物种多样性
作了研究,在物种丰富度、物种多样性、物种均匀度、
种间关系、受林分因子影响变化情况等方面都取得了
一定成果,但对人工林物种多样性与影响因子的研究
相对较少。一个地区的植物多样性是该地区植被恢复
和保护的基础[7-9]。本文以顺德不同森林类型为例,对
其进行研究,并分析研究了影响物种多样性的主要因
子,为人工林的生物多样性保护、植被的恢复和可持
续利用提供理论基础。

2 材料与方法(Materials and methods)

2.1 研究地区概况
佛山市顺德区位于珠江三角洲中部、为珠江三角
洲腹地，地理坐标为东经 113°01～113°23′，北纬
22°40′～23°02′2。属南亚热带季风气候，地带性植被类
型为常绿阔叶混交林，年平均日照时数 1524.6h，年平
均气温 21.9℃，≥10℃的年有效积温为 7500℃；极端最
高气温 37.7℃，极端最低气温 1.1℃；年平均降雨量
1626.8mm，年际差异明显，最多年 2538.6mm，最少年
1049.5mm,年平均相对湿度 81％ [9,10]。

2 .2 研究方法
2.2.1 样地设置
标准地的设置：在顺德龙江、北滘设置
20m×20m 隆缘桉林样地 14 个（林龄 20 年左右）、
湿地松林 4 个（林龄 20 年左右）、台湾相思林样地
3 个（林龄 20 年左右）、针阔混交林样地 3 个（林
龄 15 年左右）、阔叶混交林样地 4 个（林龄 15 年左
右）5 种主要人工林群落进行调查。在样地内设置 4
个 10m×10m 乔木样方、然后把乔木样方分成 4 个
5m×5m灌木，在样地 4个角设置 1m×1m草本小样方。
土壤野外调查采用《森林生态系统定位研究方法》中
森林土壤基本调查方法,根据地形、母质、植被等特
点选择具有代表性和典型性的地段进行土壤取样。土
壤剖面样品的采集根据分层典形采样法,在各个层次
的典型部位(中间部位)用环刀采集,结合发生学原理
和机械分层,在 0～100 cm 之间分成 5 层(0～20、20～
40、40～60、60～80、80～100cm)。具体调查方法参
考文献进行[10-12]。
生镜：地形地貌、海拔、坡度、坡向、坡位、人
为干扰、土壤；
群落：乔木种类、乔木的高度、胸径、郁闭度；
灌木种类、高度、盖度、株数、平均地径；草本种类、
高度、盖度。
2.2.2 多样性测定方法
（1）物种丰富度
S=样地内的物种数
（2）多样性指数
Simpson 指数：SP＝1-ΣPi
2

注：Pi＝Ni/N 为第 i 个物种的相对重要值
Shannon-wiener 指数：SW＝-
s
1
pi㏑ pi
pi 为第 i 个种的个体总数百分数。
（3）均匀度指数
Jsp 均匀度指数：Jsp=（1-ΣPi
2）/(1-1/S)
Jsw 均匀度指数：Jsw=（-ΣPi㏑ Pi）/㏑ S
Alatalo 均匀度指数:
Ea=[(Σpi
2
)-1-1]/[exp(-ΣPilogPi)-1]
注：Pi＝Ni/N 为第 i 个物种的相对重要值, Ni 为第 i
个物种的重要值,N 为种 i 所在群落的所有物种重要
值之和。

表 1 郁闭度与乔木层物种多样性指数相关性分析
Table 1 Correlations between Canopy density and arbor species diversity indexes
层次
Layer
指数
Index
S 指数
S index
SP 指数
SP index
SW 指数
SW index
Jsp 指数
Jsp index
Jsw指数
Jsw index
Ea 指数
Ea index
PIE 指数 PIE
index
乔木层
Arbor
R 0.44* 0.54** 0.54** 0.48* 0.33 0.38* 0.54**
P 0.02 0.00 0.00 0.01 0.09 0.05 0.00
灌木层
Shrub
R 0.05 0.26 0.19 0.32 0.30 0.34 0.28
P 0.78 0.18 0.31 0.10 0.13 0.08 0.15
草本层
Herb
R -0.088 0.47 -0.082 0.22 0.20 0.16 0.02
P 0.66 0.81 0.68 0.26 0.31 0.42 0.91
注(Note)：双星号（**）和单星号（*），分别代表 P=0.01 呈极显著相关和 P=0.05 呈显著相关；Double represents limit significan t at p=0.01, Single represents
significant at p=0.01
428 生 态 科 学 Ecological Science 29 卷

表 2 多样性指数与土壤因子的显著回归方程
Table 3 Regression equation between species diversity indexes and soil factors

注（Note)：*表示回归方程显著，ADJ R2表示调整判定系数， SEE 表示估计值的标准误，X1 表示代换性代换性 Ca2+，X2 表示 PH 值，X3 表示 NO3
-，
X4 表示代换性 Mg2+；* represents significant of regression equations, ADJ R2 represents adjusted R Square, SEE represents standard error of estimate,X1
represents Exchangeable Ca2+, X2 represents soil PH。

3 多样性指数与土壤因子的回归系数
Table 3Coefficients between species diversity indexes and soil factors
指数 Index

偏回归系
数 Partial
regression
coeffcient
标准误差
Standard
error
标准化的偏回归
系数 Standard
partial regression
coefficient
t 值
T value
P 值
P value
Person 相关
系数 Person
correlation
coefficient
偏相关
系数 partial
correlation
coefficient
部分相关
系数 part
correlation
coefficient
S
常量 constant 37.2935 2.2853 16.3188 0
代换性 Ca2+
Exchangeable Ca2+
-0.0199 0.0075 -0.4617 -2.6537 0.0134 -0.4617 -0.4617 -0.4617
SP
常量
constant
0.5054 0.7015 0.7204 0.4779
代换性 Ca2+
Exchangeable Ca2+
-0.0009 0.0002 -0.773 -3.894 0.0007 -0.4422 -0.6144 -0.6129
土壤 PH
Soil PH
0.4679 0.1711 0.5428 2.7342 0.0113 0.0717 0.4798 0.4303
SW
常量
constant
6.1752 0.2421 25.5087 0
代换性 Ca2+
Exchangeable Ca2+
-0.0022 0.0008 -0.4703 -2.7176 0.0115 -0.4703 -0.4703 -0.4703
Jsp
常量 constant 2.9674 0.09 32.9673 0
土壤 NO3
-
Soil NO3
-
-0.0045 0.0015 -0.4583 -2.9562 0.0067 -0.4547 -0.5089 -0.4583
代换性 Mg2+
Exchangeable Mg2+
-0.0157 0.0056 -0.4385 -2.8284 0.0091 -0.4348 -0.4924 -0.4385
Jsw
常量 constant 2.6411 0.0645 40.9628 0
代换性 Mg2+
Exchangeable Mg2+
-0.012 0.005 -0.4281 -2.4152 0.0231 -0.4281 -0.4281 -0.4281
PIE
常量
constant
2.6387 0.0976 27.0465 0
代换性 Ca2+
Exchangeable Ca2+
-0.0005 0.0002 -0.4378 -2.7303 0.0114 -0.449 -0.4793 -0.4376
土壤 NO3
- -0.0057 0.0023 -0.3953 -2.4655 0.0209 -0.4078 -0.4423 -0.3952

模型 F P ADJ R2 SEE
Model F value P value Adjusted R Square Standard error of estimate
Y (S 指数)＝37.2935－0.0199×X1 7.042* 0.013 0.183 0.6756
Y (SP 指数)＝0.5054－0.0009×X1＋X2 7.685* 0.03 0.331 0.1797
Y (SW 指数)＝6.1752－0.0022×X1 7.385 0.12 0.191 0.8131
Y (Jsp 指数)＝2.9674－0.0045×X3 -0.0157×X4 8.302* 0.02 0.351 0.1215
Y (Jsw 指数)＝2.6411 -0.0120×X4 5.833* 0.023 0.152 0.1086
Y (PIE 指数)＝2.6387－0.0005×X1－0.0057×X4 6.964* 0.004 0.306 0.186
5 期 杨少红，等. 广东顺德人工林群落物种多样性与影响因子 429

表 4 树高与物种多样性指数的相关分析
Table 4 Correlations between tree height and species diversity indexes
注（Note）：单星号（*），P=0.05 呈显著相关,下同；single represents represents significant at p=0.05

表 5 胸径与物种多样性指数的相关分析
Table 5 Correlations between DBH and species diversity indexes
层次
Layer
指数
Index
S 指数
S index
SP 指数
SP index
SW 指数
SW index
Jsp 指数
Jsp index
Jsw指数
Jsw index
Ea 指数
Ea index
PIE 指数 PIE
index
乔木层
Arbor
R 0.39* 0.27 0.33 0.24 0.18 0.16 0.26
P 0.04 0.17 0.08 0.22 0.35 0.43 0.18
灌木层
Shrub
R 0.12 0.05 0.02 0.16 0.23 0.27 0.05
P 0.54 0.82 0.91 0.42 0.25 0.16 0.82
草本层
Herb
R 0.17 0.40* 0.23 0.29 0.03 0.10 0.34*
P 0.38 0.03 0.22 0.14 0.88 0.63 0.05
注（Note）：单星号（*），P=0.05 呈显著相关,下同；single represents represents significant at p=0.05

(4) 种间相遇机率
PIE＝∑(Ni/N)[ N-Ni/(N-1)]
注：Ni 为第 i 个物种的重要值,N 为种 i 所在群落的
所有物种重要值之和。
鉴于物种个体数目计算困难，本文均采用重要值作
为多样性的计算依据。

3 结果与分析 (Results and analysis)

3.1 郁闭度与物种多样性的关系
乔木层(除 Jsw指数)S、SP、SW、Jsp、 Ea、 PIE
指数与林分郁闭度呈显著正相关，但相关系数相对
较低；灌木层、草本层指数与郁闭度，都未达到显
著相关。（见表 1）

3.2 土壤因子与物种多样性的关系
由表 2，3 可以得到 S、SP、SW、Jsp、Jsw、
PIE 指数和土壤因子中代换性 Ca2+、 PH、NO3
-、
代换性 Mg2+线性回归方程均显著。能解析变化的
15%以上，最大可以解析变化的 35.10%。对于物种
多样性指数来说，代换性 Ca2+与物种多样性指数呈
负相关，代换性 Ca2+浓度增加，物种多样性指数会
下降，同时也说明该地区的代换性 Ca2+是拟合物种
多样性方程的关键因素，对于物种均匀度来说 ,
NO3
-与均匀度呈负相关，NO3
-浓度增加，物种多样
性指数会下降，同时也说明 NO3
-是拟合均匀度方程
的关键因素。

3.3 生长量与物种多样性的关系
3.3.1 乔、灌、草层物种多样性与生长量关系分析
从表 4、5 可以看出，乔木层物种多样性与树
高差异显著（除 S、Ea 指数）；灌木层、草本层物
种多样性与树高差异不显著。胸径变化趋势比较
复杂，乔木层 S 指数与胸径差异显著；灌木层与
胸径差异不显著；草本层 SP、PIE 指数差异比较
显著。

4 结论与讨论 (Conclusion and discussion)

通过对土壤因子进行逐步回归分析，得到代
换性 Ca2+、 PH、NO3-、代换性 Mg2+对物种多
样性与均匀度有显著影响，与王顺忠[13]研究青海
湖鸟岛地区植物群落物种多样性、苗莉云[14]研究
太白红杉群落物种多样性发现 PH 值等对物种多
样性有显著影响结论相一致。并且建立了 6 个回
归方程 Y (S 指数)＝37.2935－0.0199×X1，Y (SP
指数)＝0.5054－0.0009×X1＋X2，Y (SW 指数)＝
6.1752－ 0.0022×X1，Y (Jsp 指数 )＝ 2.9674－
0.0045×X3 -0.0157×X4，Y (Jsw 指数 )＝2.6411
-0.0120×X4，Y (PIE 指数)＝2.6387－0.0005×X1－
层次
Layer
指数
Index
S 指数
S index
SP 指数
SP index
SW 指数
SW index
Jsp 指数
Jsp index
Jsw指数
Jsw index
Ea 指数
Ea index
PIE 指数 PIE
index
乔木层
Arbor
R 0.34 0.42* 0.43* 0.47* 0.45* 0.29 0.42*
P 0.80 0.03 0.02 0.01 0.02 0.14 0.03
灌木层
Shrub
R 0.01 0.24 0.13 0.34 0.30 0.30 0.28
P 0.96 0.22 0.52 0.08 0.12 0.12 0.15
草本层
Herb
R 0.10 0.09 0.01 0.17 0.11 0.22 0.10
P 0.62 0.64 0.96 0.40 0.41 0.27 0.62
430 生 态 科 学 Ecological Science 29 卷

0.0057×X4，而其它因子与物种多样性的关系不显
著。
生长量与物种多样性的研究，可以得出，树
高与乔木层物种多样性差异显著，与其它各层差
异不显著；胸径变化趋势比较复杂，乔木层 S 指
数与胸径差异显著，灌木层与胸径差异不显著，
草本层 SP、PIE 指数差异显著。由于影响生长的
因子较多，本研究还不能充分说明生长量对物种
多样性的影响关系，只能大致认为乔木层变化趋
势比较明显，不容易受到外界的干扰。灌木、草
本变化趋势不明显的主要原因可能是，群落的经
营目的不同，以及人为干扰的强度不同，导致了
灌、草层变化趋势不明显。

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5 期 杨少红，等. 广东顺德人工林群落物种多样性与影响因子 431

广东顺德人工林群落物种多样性与影响因子
作者： 杨少红， 邹文涛， 尹光天， 李荣生， 杨锦昌， YANG Shao-hong， ZOU Wen-tao， YIN Guang-tian，
LI Rong-sheng， YANG Jin-chang
作者单位： 杨少红,YANG Shao-hong(广州市萝岗区农林水利局,广州,510530)， 邹文涛,尹光天,李荣生,杨锦昌,ZOU
Wen-tao,YIN Guang-tian,LI Rong-sheng,YANG Jin-chang(中国林业科学研究院热带林业研究所,广州
,510520)
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGICAL SCIENCE
年，卷(期)： 2010,29(5)

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