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山东栒子群落组成与结构特征分析



全 文 :山东栒子群落组成与结构特征分析
屈素青1,刘 丹2,解孝满2,林巧红2,臧德奎1*
(1.山东农业大学林学院,山东泰安 271018;2.山东省林业局,山东济南 250014)
摘要 [目的]了解济南佛峪、红叶谷山东栒子群落的组成及结构。[方法]运用植物群落学方法对山东栒子群落组成与结构特征进行
研究。[结果]山东栒子群落共有植物 30科 55属 64种;种 -多度格局及 Raunkiaer频度定律分析均表明,该群落常见种的多度优势明
显,稀有种属植物种类较少,群落物种分布较均匀。乔木层中黄栌、侧柏、鹅耳枥等为优势种,其重要值分别为 9. 46%、3. 47%、2. 79%;
灌木层中山东栒子、连翘、陕西荚蒾、雀儿舌头、扁担杆子占有很大优势,重要值分别为 15. 31%、5. 57%、3. 70%、2. 53%、2. 32%;草本层
物种丰富,荩草占优势,层间植物种类较少。[结论]群落常见种优势明显,物种分布较均匀,垂直结构简单,层次清晰。
关键词 山东栒子;物种组成;重要值;垂直结构
中图分类号 S718. 54 + 2 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2012)03 -01426 -02
Study on Composition and Structure Characteristics of Cotoneaster schantungensis Klotz. Community
QU Su-qing et al (Forestry College,Shandong Agricultural University,Taian ,Shandong 271018)
Abstract [Objective]The aim was to have an understand of Cotoneaster schantungensis community in the southern mountains of Jinan.
[Method]Taking a field investigation on the typical sample plots of Cotoneaster schantungensis community,the composition,structure,rela-
tively density,relatively frequency and important values were analyzed. [Result]There were 64 species,belong to 30 families and 55 genera
in the community. The distribution nature of the dominant species and nondominant species was characterized by species abundance and raun-
kiaer frequency law. Community structure could be divided into four layers. The dominant species in the tree layer were Cotinus coggygria,
Platydadus orientalis,Carpinus turczaninowii,with the important value (IV)about 9. 64%,3. 47%,2. 79%,9. 35% respectively;The
dominant species in the shrub layer were Cotoneaster schantungensis,Forsythia suspensa,Viburnum schensianum,Leptopus chinensis,Grewia
biloba with the IV about 15. 31%,5. 57% ,3. 07% ,2. 53% and 2. 32% respectively. The species of herbaceous layer were rich and Hispid
arthraxon was dominate specie in this layer. [Conclusion]In the community common species had obvious advantages,species were distributed
more evenly,the inter stratum plants were simple,and the hierarchical structure was simple with clear hierarchy .
Key words Cotoneaster schantungensis;Species composition;Importance value;Vertical structure
基金项目 山东省农业良种工程重大课题“林木种质资源收集保护与
评价”项目(鲁农良字[2010]6 号)。
作者简介 屈素青(1988 -) ,女,山东滕州人,硕士研究生,研究方向:
园林植物种质资源与遗传育种。* 通讯作者,教授,硕士生
导师,博士,从事植物分类,园林树木种质资源收集、保存和
评价方面的研究,E-mail:zangdk@ sdau. edu. cn。
收稿日期 2011-11-04
山东栒子(Cotoneaster schantungensis Klotz.)系 G. Klotz
根据 C. Y. Chiao 1930 年采自济南东南部山区的标本(3074
号)发表的新种[1]。该种属于山东特有种,仅分布于济南东
南部山区。自 1972 年发表后,除中国植物志和山东植物志
等对其记载外[2 -4],其分布及群落学特点、繁殖及栽培技术
等均尚未见报道。
调查表明,该种在济南佛峪和红叶谷等地呈小片状分
布,多见于疏林下或灌丛中,种群数量少,已处于濒危状态。
笔者以山东栒子 2个野生种群为对象,通过对其依存群落的
调查,揭示其群落组成、结构特征和物种多样性特点,为制定
合理有效的保护对策、加强濒危物种保护提供基础。
1 研究区概况
佛峪和红叶谷位于济南东南部,地理坐标分别为
36°35. 398N 117°06. 778E和 36°28. 691N 117°09. 946E,属
于暖温带半湿润大陆性季风气候。山东栒子多分布在人为
干扰较少的山坡林下,海拔约为 580(佛峪)和 330 m(红叶
谷) ,依存的群落类型为黄栌 -侧柏混交林和黄栌 -鹅耳枥
混交林。
2 研究方法
在全面踏查基础上,选择山东栒子分布较集中、人为干
扰较少,且群落典型的地段,采用样方法对山东栒子群落进
行调查。共设置 9 个 10 m × 10 m 样方,在样方西南角点
GPS定位,记录样方的地理位置,同时测定海拔、坡向、坡度、
土壤类型和腐叶土层厚度等环境因子。对样方内的乔木进
行每木调查,记录其种名、胸径、树高、冠幅及数量;在样方四
角和样方中心设置 5个 2 m × 2 m小样方,记录小样方内所
有灌木的种类、高度、盖度、多度(株数或丛数)。同时,记录
小样方内所有草本的物种名、盖度和多度。
重要值(IV)= [相对密度(RD )+ 相对频度(RF )+
相对优势度(RA) ]/ 3。
其中,相对密度(RD)= 某一物种的个体数 /全部种的
个体总数 ×100%;相对频度(RF)= 某一物种的频度 / 全部
种的频度之和 ×100%;相对优势度(RA)= 某一物种的优势
度 /全部种的优势度之和 ×100%。
3 结果与分析
3. 1 山东栒子群落的物种组成
3. 1. 1 群落物种组成分析。统计表明,山东栒子群落内共
有 64种植物,隶属于 30科 56属。其中木本植物 15科 25属
30种,除侧柏(Platycladus orientalis)外,其余均为落叶树;草
本植物 20科 32属 34种。种类较多的科有菊科(7属 8种)、
豆科(5属 5种)、蔷薇科(5 属 5 种)、榆科(3 属 4 种) ,是该
群落的优势科,均为世界性大科或温带性质科。
乔木层 6科 7 属 8 种,其中 2 属 3 种属于榆科,而漆树
科、桦木科、柏科、桑科、蔷薇科各含 1属 1 种;灌木层种类较
丰富,共有 18属 21种,分属于 13 科,种类较多的为蔷薇科、
鼠李科和虎耳草科。灌木层中除灌木树种外,尚有少量乔木
责任编辑 李占东 责任校对 李岩安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2012,40(3):1426 - 1427,1430
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2012.03.220
层的幼树,如榆科的青檀(Pteroceltis tatarinowii)。草本层 17
科 29属 30种,以菊科、豆科、百合科、禾本科、蔷薇科植物占
优势。层间植物 4科 4属 5种,分属于卫矛科 1属 2种,葡萄
科、萝藦科各 1属 1种等,最常见的是杠柳(Periploca sepium)
和南蛇藤(Celastrus orbiculatus)。因此,山东栒子群落物种组
成相对简单、层次清晰。
3. 1. 2 物种组成 Raunkiaer 频度。频度表示个体在群落中
水平分布的均匀程度,反映了种群在群落中的水平格局[5]。
根据 Raunkiaer频度定律[6],将山东栒子群落中物种出现的
频率划分为 A 至 E 5 个等级。频度属于 A 级的 34 种,占
53. 12%,属于 B 级的占 21. 88%,C 级占 17. 19%,D 级占
3. 13%,E级占 4. 69%。5 个频度级的关系是 A > B > C > D
< E,与 Raunkiaer频度定律(A > B > C≥D < E)基本相符,说
明山东栒子群落物种分布较均匀。但由于群落中单种的科、
属较多,山东栒子群落中低频度级物种的出现频度偏高,比
例达 53. 12%。
图 1 山东栒子群落物种频度
3. 1. 3 种 -多度格局。种 -多度关系被认为是生态和进化
的产物,反映了物种间的相互作用、生境改变和种群的适合
度,不同群落有不同的种 -多度关系[7]。山东栒子群落中木
本植物个体数最多的前 10个物种占总个体数的 53. 23%,而
其余 54种的个体数不到总个体数的 50%,其中有 1 ~ 2株个
体的仅有 5个,占物种总数的 0. 94%。这表明山东栒子群落
常见种的多度优势明显,稀有种和偶见种较少。群落中常见
种连翘(Forsythia suspensa)、黄栌(Cotinus coggygria)、鹅耳枥
(Carpinus turczaninowii)、荩草(Arthraxon hispidus)等均是暖
温带落叶阔叶林的特征性种类,对本地生境具有较高的适合
度,在群落中占重要位置。
3. 2 重要值分析 重要值是应用广泛的物种特征综合指
标,可以表现某一种群在整个群落中的重要性,并指示种群
对群落的适应性[8]。表 1表明,群落中重要值位于前 8位的
物种是山东栒子(Cotoneaster schantungensis)、黄栌、荩草、连
翘、陕西荚蒾(Viburnum schensianum)、侧柏、鹅耳枥、雀儿舌
头(Leptopus chinensis) ,分别为 15. 31%、9. 64%、5. 99%、
5. 57%、3. 70%、3. 47%、2. 79%、2. 53%。其中黄栌、侧柏、鹅
耳枥是群落乔木层的主要树种,山东栒子、连翘、陕西荚蒾、
雀儿舌头则是灌木层的主要成分,荩草在草本层中占有很大
优势。
重要值大于 1. 00 的物种共有 28 种,重要值之和为
70. 4%,说明这些物种基本代表了山东栒子群落的主要特
征。结合重要值的 3个评价指标可以将群落物种分成 3 类:
①重要值大的乔木,如黄栌、侧柏、鹅耳枥,优势度高且出现
频率也高;②重要值大的灌木,如山东栒子、连翘,不仅个体
表 1 山东栒子群落组成及重要值
物种名 科名 相对密度∥% 相对优势度∥% 相对频度∥% 重要值∥% 层次
山东栒子 Cotoneaster schantungensis 蔷薇科 Rosaceae 28. 44 12. 14 5. 34 15. 31 S
黄栌 Cotinus coggygria 漆树科 Anacardiaceae 2. 92 20. 67 5. 34 9. 64 T
荩草 Arthraxon hispidus 禾本科 Gramineae 6. 98 7. 16 3. 82 5. 99 H
连翘 Forsythia suspensa 木犀科 Oleaceae 5. 31 6. 07 5. 34 5. 57 S
陕西荚蒾 Viburnum schensianum 忍冬科 Caprifoliaceae 2. 92 5. 11 3. 05 3. 70 S
侧柏 Platycladus orientalis 柏科 Cupressaceae 4. 17 3. 18 3. 05 3. 47 T
鹅耳枥 Carpinus turczaninowii 桦木科 Betulaceae 0. 73 5. 34 2. 29 2. 79 T
雀儿舌头 Leptopus chinensis 大戟科 Euphorbiaceae 3. 54 1. 00 3. 05 2. 53 S
地榆 Sanguisorba officinalis 蔷薇科 Rosaceae 2. 40 1. 78 3. 05 2. 41 H
扁担杆子 Grewia biloba 椴树科 Tiliaceae 2. 50 2. 16 2. 29 2. 32 S
羊胡子草 Carex rigescens 莎草科 Cyperaceae 2. 60 1. 24 3. 05 2. 30 H
大果榆 Ulmus macrocarpa 榆科 Ulmaceae 1. 46 2. 76 2. 29 2. 17 T
胡枝子 Lespedeza bicolor 豆科 Leguminosae 1. 04 1. 45 3. 81 2. 10 S
荆条 Vitex negundo var. heterophylla 马鞭草科 Verbenaceae 2. 71 0. 67 2. 29 1. 89 S
榆树 Ulmus pumila 榆科 Ulmaceae 0. 42 2. 76 2. 29 1. 82 T
土麦冬 Liriope spicata 百合科 Liliaceae 2. 40 0. 54 2. 29 1. 74 H
大花溲疏 Deutzia grandiflora 虎耳草科 Saxifragaceae 1. 25 1. 58 2. 29 1. 71 S
大叶铁线莲 Clematis heracleifolia 毛茛科 Ranunculaceae 1. 56 1. 42 1. 53 1. 50 H
桃 Amygdalus persica 蔷薇科 Rosaceae 0. 10 3. 56 0. 76 1. 47 T
半夏 Pinellia ternata 天南星科 Araceae 1. 46 1. 16 1. 53 1. 38 H
三桠绣线菊 Spiraea trilobata 蔷薇科 Rosaceae 1. 98 1. 33 0. 76 1. 36 S
玉竹 Polygonatum odoratum 百合科 Liliaceae 0. 94 1. 38 1. 53 1. 28 H
杠柳 Periploca sepium 萝藦科 Asclepiadaceae 1. 56 1. 33 0. 76 1. 22 L
地丁草 Corydalis bungeana 罂粟科 Papaveraceae 1. 15 0. 80 1. 53 1. 16 H
小叶朴 Celtis bungeana 榆科 Ulmaceae 0. 21 1. 51 1. 53 1. 08 T
小叶鼠李 Rhamnus parvifolia 鼠李科 Rhamnaceae 1. 15 1. 33 0. 76 1. 08 S
杭子梢 Campylotropis macrocarpa 豆科 Leguminosae 0. 83 0. 67 1. 53 1. 01 S
野鸢尾 Iris dichotoma 鸢尾科 Iridaceae 0. 94 0. 53 1. 53 1. 00 H
注:仅列出重要值大于 1. 0的物种;T为乔木层,S 为灌木层,H为草本层,L为层间植物。 (下转第 1430页)
724140 卷 3 期 屈素青等 山东栒子群落组成与结构特征分析
应用。乡土树种往往体现了当地的自然风貌,其地带性植物
群落表现的地方特色,区别于其他区域的自然植被景观,成
为实现特色园林绿化景观的元素之一[8]。乡土树种在城市
绿化中具有很多优势,如较强的适应性、易于养护管理、具有
地方特色、可以对区域生态安全起到保护作用、有效防止生
态入侵等[9]。
3. 2 南宁市道路绿化中应用乡土树种存在的主要问题 在
该研究调查的 22 条南宁市主要道路中,共有绿化树种 112
种,其中乡土树种 63种,乡土树种占总统计绿化树种的比例
为 56. 3%,乡土树种在南宁道路绿化中的配置方式主要以行
道树及绿篱为主。目前存在的问题是乡土树种的应用种类
较少、数量相对较小。在近年来的城市园林绿化建设中,普
遍存在着“重洋轻中”的思想,即决策者片面追求新奇、高档、
稀罕的树种,花大量的人力财力引进外来树种,而把适应性
良好、养护管理成本低的乡土树种弃之不用。其次是一些园
林规划设计人员缺乏对乡土树种的认识,不熟悉其生物学特
性和生态习性,在配置中无法应用乡土树种。再次,目前很
多具有优良观赏特性的乡土树种未得到开发和利用,苗圃中
没有苗源,园林绿化中自然无法应用。因此,要解决乡土植
物在城市道路绿化中应用较少的问题,需要从更新思想、提
高园林规划设计人员的综合素质、大力开发有应用潜力的乡
土树种等方面着手。
3. 3 加大乡土树种在南宁道路绿地中的应用,体现城市特
色 在植物配置地域特色的营造中,乡土树种可以起到非常
重要的作用,因为乡土树种代表当地的植被文化和地域风
情,可以形成具有地域特色的城市森林。乡土树种在道路绿
化中不仅具有一般植物的防护和保护功能,而且对突出地方
景观特色具有外来树种不可替代的功能。在南宁道路绿化
中,市花朱槿和市树扁桃的大量应用,可以体现城市的特色。
另外,棕榈科植物具有典型的热带风情,可以体现南亚热带
的风光,也是在今后南宁道路绿化中应大力开发和应用的乡
土植物种类。从植物配置方式看,在进行园林植物配置与造
景时,参照乡土自然植物群落特征,这样有利于形成稳定的
人工植物群落和城市森林景观。
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4083 -4084.
(上接第 1427页)
数多(相对密度大) ,而且出现的频率也高;③重要值小的物
种,如单叶丹参、太行铁线莲、泰山何首乌等,个体数目少且分
布不均匀,优势度较低但提高了群落的物种多样性。重要值排
在前列的种类中所属的有蔷薇科、漆树科、木犀科、忍冬科、榆
科等,但个别样地中桦木科、莎草科的植物占有较大比例。
3. 3 群落的垂直结构 垂直结构是反映群落结构的重要因
素,垂直结构的复杂程度决定于物种的高度及不同高度植物
的数量[9]。山东栒子群落的垂直结构层次明显,可分为乔木
层、灌木层和草本层,层间植物比较简单。乔木层总郁闭较
高,平均 0. 76,可分为 2个亚层,第 1亚层高 8 ~10 m,枝下高
5 ~7 m,由优势种黄栌、鹅耳枥、大果榆(Ulmus macrocarpa)等
组成,第 2亚层高 4 ~ 7 m,上层乔木黄栌等的部分个体在该
亚层占有优势,侧柏(Platycladus orientalis)也是该亚层的主
要成分。灌木层密度较高,总盖度为 0. 74,一般高 1 ~ 3 m。
该层物种丰富,以蔷薇科、木犀科、忍冬科植物为主,常见的
有山东栒子、连翘、陕西荚蒾和雀儿舌头等。灌木层中有大
量的山东栒子幼苗,但多为萌蘖苗,种子苗极少。草本层以
荩草最普遍,其次是地榆(Sanguisorba officinalis)、羊胡子草
(Carex rigescens) ,该层物种丰富,共有 31种,但分布不均匀。
层间植物简单,大型木质藤本稀少,仅南蛇藤的少数个体可
长成大型藤本,达到群落上层。其余种类有毛葡萄(Vitis hey-
neana)、鹅绒藤(Cynanchum chinense)等。
4 小结
山东栒子分布区狭窄,个体分布相对集中,多见于人为
干扰较少的落叶阔叶林中。依存群落中共有维管植物 64
种,蔷薇科、菊科、榆科等为优势科;群落中常见种多,稀有种
和偶见种少,物种频率等级分布规律为 A > B > C > D <
E,物种分布较均匀但低频度级物种出现频度偏高;群落层次
结构明显,乔木层中黄栌、侧柏、鹅耳枥为优势种,灌木层以
山东栒子、连翘等重要值较高,草本层以荩草占优势,层间植
物较少。
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