全 文 ：热带亚热带植物学报 2001，9(4)：289—294
h rnalt Tropicat nⅢt Subtropi~d Bo#m2,
植被状况对乔木幼苗物种多样性的影响
宋会兴 苏智先 高贤明
JiI『阜师范大学生物系 ，山东 曲阜 273165；2胂川师范学院生物多样性研究 中．￡
Pq川 南充 637002；3中N科学院植物研究所，北京 100093)
摘要：运用灰色关联度丹析业热带常绿阔叶林植被状况对乔木幼苗物种多样性的影响。结果表明，所选取
的植被状况参 数对乔木幼苗物种多样 眭有不同的影响 ，对乔木幼苗物种多样性影响较大的是草本层 的
Simpson指数 、灌木层 Simpson指数和灌术层盖度，影响较小的为草本层盖度和灌木层 Shannon—Wiener指
数 、乔木幼苗 4个物种多样眭指数受植被状况影响的顺序为：Pielou均匀性指数 >Shannon-Wiener指数>
物种丰富度指数 >Simpson指数。草本层 、灌木层和乔木层对乔木幼苗的物种多样性有不 同的影响 ，其影响
方式也不一样。
关键词：灰色戈联：森林生态系统；植被状况；物种多样性
中国分类号：Q948 I5 文献标识码 ：A 文章编号 ：1005—3395(200i)04—0289-06
EFFECT oF VEGETATIoN STATUS oN SPECIES DIVERSITY oF
TREE SEEDLINGS IN A SUBTRoPICAL EVERGREEN FoREST
SONG Hui．xing SU Zhi．×ian GA0 Xi aft-ming
(j Dep~tmenl of Bi,dogy． Te~her．q ⋯ Qufu 273 t65，China；2．7 Research Center of d㈣ ^ Sichtum
、College．Nanchong 637002．China；3．[pslaute 6 |肌v．tk Chine．qe Academy可 Scfe~es Bc0iag 100003．China1
Abstract： Grey correlation analysis WaS used to study the efects of vegetation status O13 species diver。
sibof tree seedlings in a subtropical evergreen forest in Dujiangyan(Sichuan Province)．Twenty-IV~O
plots with 5 i33 x 5 m each{n a sample site of 10 m x 55 m were investigated． Data obtained included
plant species，number ofindividuals，plant height，diameter at breast height，and canopy coverage in tree
layer；plant species densi~ and coverage in shrub and herb layers；and species,individuals and plant age
oftree seedlings above 1 3 m．Species abundance index(S)，Simpson index(D)，Shannon·Wiener index
{H1．and Pielou evenness index(E)were used in -diversity analysis The results indicate that the parameters
ofvegetation status afecting species diversib,oftree seedlings are greater in D in herb layer． and H an d
coverage in shrub layers；but less in H in shrub layer an d coverage in herb layer．The efect ofvegetation
s／ares on the four species-divers[t)’indexes are in the order Pielou evenness index>Shannon。W iener
index species abundance index>Simpson index．
Key words：Grey correlation；Forest ecosystem ；Vegetation status；Species diversity
植被状况以不同方式影响或改造着生态系统内部的微环境，从而影响着生活于其中的动植物
峻藕 目期：2000—12-26
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290 第 9卷
的生 长发育。乔木幼苗是生活干森林生态系统最底层 的植物种类之一 ，其种类和数量将决定着森
林生态系统未来 的物种组成，决定植物群落 的发展演替方 向_1I，所以乔木幼苗在森林群落中具有重
要的作用，它同时又受其周围植被的影u向～本 文利用灰色关联度分析 ，对乔本幼苗多样性与其牛境
中植被状况的关系进行了研究，以期为退化生态系统的恢复与重建提供理论依据。
1 研究地 自然概况
研究样地设在四川省都江堰市(103。37’E．30。59’ )般若寺林场，地带性植被为亚热带常绿阔
叶林。由于人类活动的影响和破坏 ，造成植被退化，水土流失，现存的常绿阔叶t林仅零星分布，栲树
(Costanopsis fargesi)和黄牛奶树(Symptocos hmrirm)是样地内的主要乔本物种，间或有落叶阔叶
树种如栓皮栎(0 variabiti~)生长 ．林龄 I>70 a。植被多为人工针叶林和次生林 ，土壤为黄壤紫
色土。气候属于四川盆地亚热带湿润气候，年平均气温 12．5 ，1月份平均气温 4．6 ，7月份平均气
温 24．7 ，无霜期≥269 d．年平均相对湿度 80％，年平均降水 1243．8 nlrl，80％集 中于 5-9月 ，年平
均 曰照时数为 1049 h。
2 研究方法
2．1样地的选择与调查
选择人为干扰较小的常绿阔叶林群落，进行典型抽样调查 ，样地面积为 10 m ×55 m，并再分
为 22个 5 m ×5 m的小样方 ，每个样方 内分别调查乔木层(胸径>lⅢ 或高度>l 3 m)、灌本层 、
草率层、乔木幼苗(胸径<1 m或高度幅等信息 ，灌木层 、草率层分别记录每物种 的种名 、多度 、冠幅等 ，对于乔本幼苗则仅调查幼苗 的种
名 、株数、年龄。野外工作干 2000年 7月完成
2．2 物种多样性的测度
关于群落的 一多样性测度，很多学者从不同的角度考虑群落的多样性 ，提出了许多各有特色
的测度方法。试图反映群落物种多样性的不同特征 本文选择以下几种植物群落 一多样性测度
方法 ：
物种丰富度指数 S=出现在样方 内的物种数 目
Simpson指数 D=1-∑[ ( 一I)／N(N 一1)]
Shannon．Wiener指数 日=-X8 In( )
Pielou均匀度指数 E= 日／in(S)
式中，N 为第 i个物种的个体数；N为样方内所有物种的个体数之和； =N~／N为第 i个物种的相对
多度。
2．3灰色关联系数与灰色关联度的计算
关联度分析是一种衡量因子问关联程度大小的量化方法，它属于几何处理的范畴．是一种曲
线间几何形状分析比较 ，几何形状愈接近 ，关联程度就愈大 灰色关联系数与灰色关联度的具体
计算过程参见闩俊华等方法 。
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第 4期 宋会兴等 ：植被状况对乔木幼苗物种多样 眭的影响
此外，在确定植被状况参数的过程中，乔木屡的盖度 以乔术层各物种的相对优势度之和表示；灌
木层 、草本层盖度用同层次所有物种的冠幅之和占样乃‘面积的百分 比表示 (表 1)一
表 1 样 方 内 的植 被盖 度
Table 1 The coverage of g i0n in each sample plot
3 结果与分析
3．1乔木幼苗的物种多样性
对 22个样方 内的乔木幼苗的统计表明(表 2)，幼苗种类最多的是 1号样方 ，有 l3个物种 ，最
少的为7号和 21号样方．仅有4个物种。即使研究的样方相互靠近，环境条件基本一致，乔木幼苗
的物种多样性也表现出极大的差异。在所有出现的乔木幼苗物种中，栲树(Ca~tanopsis forgesi)雨I
黄牛奶树(Swr~plocos laurina)幼苗出现于所有 22个样方内，且数量上占有相当大的优势，并且随着
幼苗年龄的增长，这种趋势更加明显。由此可以确定，栲树和黄牛奶树很可能是该生态系统未来植
被的建群种 对乔木层现有物种组成进行分析表明 ，栲树和黄牛奶树的重要值最大，仅在极少数样
方内(如 1号样方)不占优势。由此可以初步判断，我们所研究的常绿阔叶林已经接近其顶级群落，
即将处于一个相对稳定 的状态。
3．2 植被状况与乔木幼苗物种多样性的灰色关联度分析
由表 3关联度(r)值可知 ，乔木幼苗物种多样性的物种丰富度指数 S与植被状况参数灰色关联
度较大的有灌木层的 Simpson指数和灌木层盖度 ，较小的是灌木层 Shalmon-Wiener指数和草本层
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热带业热带植物 学报 第 9卷
表 2各样方中乔术幼苗的物种多样性
Table 2 Species diversity oftree seedlings in each sample plot
样方 号
Sampling plots S
S：Spe cies abundance index；D：Simpson index；H：Shannon·W iener index；E．Peilou evenness index
盖度；乔木幼苗的 Simpson指数 D与植被状况参数的灰色关联度较大的为草本层 Shannon—Wiener
指数和灌木层物种丰富度指数 ，较小的是灌木层盖度和草本层盖度。乔木幼苗的 Shannon—Wiener
指数 H与植被状况参数的灰色关联度较大的为草本层 的 Simpson指数和灌木层盖度，较小的是灌
木层 Shannon．Wiener指数和草本层盖度。乔木幼苗的Pielou均匀度指数 E与植被状况参数的灰色
关联度较大的为草本层的 Simpson指数和草本层均匀度指数 ，较小的是灌木层 Shannon—Wiener指
数哥【I草本层盖度。
灰色关联度r值越大，说明比较数列与参考数列的发展趋势越接近，或者说比较数列对参考数
列的影响就越大。从以上数据可以看出，除了草本层盖度以外，其它植被状况参数与乔木幼苗的物
种多样性之间的灰色关联度均较大 ，最小值为 O．735，最大值 为 O．963，说明植被状况对乔木幼苗 的
物种多样性影响很大。
3．3 植被状况影响乔木幼苗物种多样性指数的比较与评价
表 3中的数据表明，除草本层盖度对乔木幼苗物种多样性影响较小外 ，不存在任何一行或一
列的所有因素均大于其它行或列中的对应元素，表明对于乔木幼苗的物种多样性不存在有绝对的
主导 因子。这从另一方面也醢明乔木幼苗的物种多样性是多个因子综台作用的结果。同时 ，在反映
乔术幼苗物种多样性的 4个指数中，也不存在某一个指数受植被状况的影响较其它指数更大。但
是这并不否定可能存在潜在的主导因子。
9●5 4 4 2 5 0 7 0 3 9 2 6 9 8 0 8 3●i ㈣㈣帆㈣ ㈣ ㈣㈣ ㈣㈣ ㈣
O 8 O 9 2 ● 3 5 2 4 3 6 6 8 6 9 6 7 S 2 0 5 ㈨㈣ ㈨ Ⅲ㈨㈨ ⋯ Ⅲ
6 0 3 3 6 5 5 6 7 8 4 6 4 O 9 5 2 O S 0 5 ㈣㈦ ㈣㈣ ㈣ ㈣ ㈣ 吲㈣
： 3 4 5 6 7 8 9 ¨ 挖 ” H n 博 ∞ 舱
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第 4期 宋会兴等 ：植被状 对乔木幼苗物种多样性的影响
表 3 植被状况与乔木幼苗物种多样性间的蔽色芙联度{r)
table 3 Grey correlation ofvegetation statHs with species diversity oftree seedlings
将表 3中的数据进行横向计算平均值 ，得到乔木幼苗物种多样性与植被状况各参数的灰色关
联度 ．分别 为：O 9叭 ．O 915，O445，O．860，0．916，0．775，0．814，0．875，0 936，0．895，0．902。由此可见 ，在
我们选择的植被状况参数中，对乔木幼苗物种多样性影响的大小依次为：草本层的 Simpson指数
灌 木 层 Shamlon-Wiener指数 >灌 木 层盖 度 >草 率 层 均 匀 度指 数 )乔 术 层 盖 度 >草 本 层
Shannon-Wiener指数 草本层物种丰富度指数 灌木层物种丰富度指数 灌木层均匀度指数
灌木层 Shannon．Wiener指数 >草本层盖度。
同样。将表 3中的数据进行纵向计算平均值，得到乔木幼苗的各个物种多样性指数同植被状
况的灰色关联嚏．分别为 O 835，O．833 O．841，0．847。说明乔术幼苗的物种多样性指数中 ，Simpson
指数受植被状况影响最小，而乔木幼苗的Piclou均匀度指数受植被状况影响最大。这是由于在森
林生态系统中，不同种类的乔木幼苗对环境适应能力不同 ，适应能力强 的乔木幼苗能够大量存活
下来、而适应能力弱的乔木幼苗数量会减少的缘故。或者说是植被状况决定的微生境对乔木幼苗
进行了选择的结果。
比较乔木层 、灌木层 、草本层 的盖度刘乔术幼苗物种多样性的影响可 以看出，乔木层 、灌木层
的影响远远大于草本层的。这是因为在森林生态系统中，决定林内小气候的主要为乔木层 、灌木层
的盖度，草本层无论在盖度还是生物量方面都处于附属地位。乔木幼苗物种多样性指数受草本层
影响的大小依次为：Simpson指数 >Pielou均匀度指数 >Shannon-Wiener指数 >物种丰富度指数；
而它们受灌木层影响的大小顺序恰好与草本层的相反 ，乔木层与灌木层有着类似的趋势 笔者认
为，森林生态系统中草本植物在森林小气候形成中的作用不大，但草本植物的根系多集中于表土
中，与乔木幼苗直接竞争水分和营养物质，而乔木层与灌木层物种的根系深扎于土壤之中，与乔木
幼苗在水分和营养物质方面少有竞争，但它们却在营造着乔木幼苗生长的光、温环境。 因此草本
层与灌木层 、乔木层对乔木幼苗的影响方式不同，表现为不同层次对乔木幼苗的不同物种多样性
指数影响不同。 事实是否如此，尚需进 一步的研究
参考文献：
【1]苏智先 。王仁卿 生态学概论 【M]修订版 北京：高等教育出版社 ，1993．75—96
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热带 亚热带 植物 学报 第 9卷
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[5】闫慢华，周国逸，申卫军 用灰色关联法分析森林生态系统植被状况对地表径流系数的髟啊『J1应用与环境生物学报，2000．
6(3)：197—200
《应用与环境生物学报}2002年征订启事
《应用与环境生物学报》是中国科学院主管、中国科学院成都生物研究所主办 、科学出版社出版、国内外公开发
行的全国性学术科技期刊(学报级)，是我国应用生物学和环境生物学的核心刊物。主要报道我国应用生物学 、环境生
物学及相关科学领域 的基础研究 应用基础研究和应用研究的成果 ．包括研究论文 、研究简报和本刊邀约的综述或
述评 凄者对象主要为本学科的科研人员 、大专院校师生和科研管理干部 本刊获中国科学 院科学出版基金资助 。
《应用与环境生物学报》为积月刊0999年 由季刊改为 月 刊，。积月 25日出版 ，每期 页 ，2001年起改为太 l6
扦．高档铜板纸印扁lI。 定价仍为每期 I1 O0元．年定价 66．O0元。全国各地邮局(所)均可订阅，邮发代号：62一I 5 c新订
户可 向本刊编辑部补购 1995、1996、1997、1998、1999、2000年各卷 (卷价分别为 32．00元 、4400元 、44．00元 、44 o0
元、66．00元 、66。0元和66 D0元)．以及 1999年增刊(环境微生物学研究) 订价每册 2200元。编辑部地址：成都市
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