全 文 :书人 广 西 植 物 Guihaia Feb.2015,35(1):42-52 http://journal.gxzw.gxib.cn
DOI:10.11931/guihaia.gxzw201308023
李保贵.西双版纳勐腊望天树热带季节雨林蕨类植物组成及生态特征[J].广西植物,2015,35(1):42-52
Li BG.Floristic composition and ecological characteristics of ferns in a tropical dipterocarp rainforest in Mengla,Xishuangbanna[J].Guihaia,2015,
35(1):42-52
西双版纳勐腊望天树热带季节雨林
蕨类植物组成及生态特征
李保贵
(中国科学院西双版纳热带植物园,云南 勐腊666303)
摘 要:采用生态学样方调查及统计学方法,研究了云南勐腊望天树热带季节性雨林蕨类植物的组成及生态
特征。结果表明:在1hm2(4个50m×50m,含400个5m×5m小样方)面积的样地里,记录有蕨类植物48
种13 159株(丛);在生态特征上,40个地生蕨类的盖度之和占调查样地面积的22.45%,缺乏高盖度级种类;
黑鳞轴脉蕨、长叶实蕨、多形叉蕨等属高频度级种类;长叶实蕨、多形叉蕨、黑鳞轴脉蕨、毛柄短肠蕨、薄叶牙
蕨、思茅叉蕨等种的重要值之和占86.31%,它们是望天树林蕨类植物的典型代表种。生活型组成上,以地面
芽植物占优势(达80%)。叶质主要由纸质叶(占54.17%)和草质叶(占27.08%)种类组成;叶形主要由羽状复
叶种类组成(89.58%)。与西双版纳相同取样面积的山地常绿阔叶林比较,望天树林蕨类植物的种数及种群
数量分别是山地常绿阔叶林的1.55倍及2.23倍。同一地区不同海拔和生境异质性是导致蕨类植物组成不
同、种群数量变化的主要原因。该研究揭示了赤道热带北缘热带雨林蕨类植物的组成及生态特征,有利于与
其它热带地区蕨类植物作进一步的比较研究。
关键词:云南勐腊;望天树林;蕨类组成;生态特征
中图分类号:Q948.1;Q949.4 文献标识码:A 文章编号:1000-3142(2015)01-0042-11
Floristic composition and ecological characteristics
of ferns in a tropical dipterocarprainforest
in Mengla,Xishuangbanna
LI Bao-Gui
(Xishuangbanna Tropical Botanical Garden,Chinese Academy of Sciences,Mengla 666303,China)
Abstract:Based on ecological plot surrey and statistical analysis,the species composition and ecological characteristics
of the ferns in the dipterocarp rain forest in Mengla,southern Yunnan were studied.In a 1hm2 sampling plot(4sub-
plots of 50m×50m,with 400smal quadrats of 5m×5m),48species with 13 159individuals were recorded.In ec-
ological characteristics,40species of non epiphytical ferns had 22.45%coverage of the plot area,but lack of species
with high coverage.Tectaria fuscipes,Bolbitis heteroclita,Tectaria polymorpha had high frequency distributions,
and Bolbitis heteroclita,Tectaria polymorpha,T.fuscipes,Diplazium dilatum,Pteridrys cnemidaria,Tectaria
herpetocoulos contributed 86.31%of important values in the plot.They were the representatives of the ferns in the
dipterocarp forest.In life forms,hemicryptophytes contributed 80%of the total species.The species with chartaceous
leaves made up 54.17%of the total species,and herbaceous leaves made up 27.08%.In leaf types,the species with
pinnate leaves contributed to 89.58%of the total species.Compared to the tropical montane evergreen broad-leaved
forest with 1hm2 sampling area in Xishuangbanna,the number and dominance of fern species in the dipterocarp rain
收稿日期:2014-06-28 修回日期:2014-08-25
基金项目:国家自然科学基金 (41071040,31170195);西双版纳热带植物园迁地保护编目及信息标准化(YOGK011B01)。
作者简介:李保贵(1958-),男,河南荥阳市人,高级实验师,主要从事热带植物生态及蕨类植物研究,(E-mail)lbg@xtbg.org.cn。
forest were conspicuously more.The different altitude and habitats were the main factors to species composition and
their populations.The results could be helpful to make comparison with other tropical forests.
Key words:Mengla of Yunnan;fern forest;floristic composition;ecological characteristics
望天树(Shorea chinensis)是1975年在我国云
南省勐腊县发现的龙脑香科植物,被列为国家一级
保护的珍稀濒危植物。以其为优势的望天树林是东
南亚热带龙脑香林嵌入我国滇南的热带雨林北部边
缘类型(朱华,1992)。这种潮湿的热带雨林是蕨类
植物生长繁衍的理想地,为此,在这里生长着较多蕨
类植物,但至今对该类森林里蕨类植物的调查研究
并不多。虽然,自望天树发现的30多年来,国内不
少学者就望天树林的植被(朱华,1993)、群落生态学
(朱华,1992)、群落结构分析(王兰新等,2007)及望
天树的形态特征(朱华,2000)、生态学(朱华,1992)、
种群动态(赵学农等,1990)、种群结构与动态(赵学
农等,1996)、望天树种群的密度、结构和生物量(唐
建维等,2008)等有过调查研究,但极少文章提到蕨
类。在以往西双版纳热带森林(包括望天树林)群落
生态学调查研究中(朱华等,1998,2000;李宗善等,
2005;李冬等,2006),对草本层植物的调查一般只
采取在50m×50m、30m×20m、30m×25m等
面积样地的4个角和中央各设1个1m×1m的小
样方,据我们多年掌握的情况,这样的调查并不能代
表该森林群落中蕨类的物种多样性及数量特征等。
如勐腊广纳里望天树林0.15hm2样地调查中(西双
版纳自然保护区考察报告集,1985),才涉及蕨类植
物一个(崖姜蕨Aglaomorpha coronans);在2个50
m×50m样地望天树林群落生态学研究中仅记录
了蕨类植物7个地生种及3个附生种(朱华,1992);
在800hm2勐腊补蚌龙脑香林植物区系调查研究中
也仅记录了蕨类植物13科15属20种(朱华,
2000);再如,在一些望天树林的群落组成和结构特
征研究(汤明华,2007)中未涉及蕨类。
蕨类植物是热带森林生态系统中的重要组成部
分,有必要对它们作进一步研究。本文在较大面积
里采用植物群落学研究方法,对补蚌望天树林的蕨
类进行了调查,拟通过这一研究,为进一步阐明该森
林群落蕨类的组成及其生态学意义提供参考。
1 研究地基本情况
研究地点位于西双版纳版纳国家级自然保护区
勐腊补蚌片区的白沙河,约21°25′N,101°34′E,海
拔700~750m;年均温20℃以上,>10℃年积温
7 639℃;最热月均温24℃,最冷月均温15.2℃;年
降雨量1 500mm以上,相对湿度86%。有明显干、
湿季,干季(11月至次年4月)降雨仅281.6mm,占
全年降雨量的18.4%。虽然干季降雨少,但本地干
季的浓雾(年雾日达146.4日,日雾露水量达1ram)
补偿了降雨的不足。该地受西南季风影响,属热带
北缘气候区。土壤为热带北缘地带性土壤———砖红
壤。西双版纳勐腊补蚌一带的望天树林主要沿白沙
河、南杭河、南腊河、灰阴河、灰庚河及回都河等河流
呈条状或块片状分布,海拔为700~950m,尤以白
沙河(海拔约700m)及灰阴河(海拔约800m)等分
布最为集中。
2 调查研究方法
2.1样地设置及调查
在沿补蚌白沙河两边较典型望天树林的4处,
分别设50m×50m调查研究样地,4个样地涵盖面
积在5hm2以上,即在约5hm2面积上设4个50m
×50m样地,样地依次编号为 A、B、C、D。采用相
邻样方格子法(董鸣,1997),在每个2 500m2面积上
设基本格子100个(小样方),共得400个5m×5m
的小样方。对样地内出现地生蕨类的每一个个体均
测量高度、冠幅及记录生活型等。
对根状茎直立或斜生的蕨类,以每一个独立个
体记录为一株(或丛)。根状茎横走的种类,根据在
自然条件下,通过根状茎延长断裂或失去功能后,形
成多个遗传结构一致的新个体记录为一株,即分株。
对具有无性系生长习性蕨类,以每一无性系生长的
分株为一株(董鸣,1996)。
有些附生蕨类往往附生在较高的树上,不便测
量,为此,附生蕨类的盖度(即冠幅)未调查,但对它
们在每个小样方的种群数量及附生高度等进行调查
记录。森林群落中一些大高位芽附生蕨类(巢蕨3
个种)由于附生较高,在地面上不能准确确定它们的
种类,将它们一并记录为巢蕨(Asplenium spp.)。
2.2研究方法
根据植物群落生态学的统计研究方法(孙儒泳
341期 李保贵:西双版纳勐腊望天树热带季节雨林蕨类植物组成及生态特征
等,1993;赵志模等,1990;陶玲等,2004),对在400
个5m×5m小样方里获取的数据,进行种群数量、
相对多度、相对频度、相对盖度、存在度(频度级)及
重要值等基本数量指标的统计、计算与分析。
重要值采用孙儒泳等(1993)的计算方法:重要
值(IV%)= 相对多度(A%)+ 相对频度(F%)+
相对盖度(C%)。
按照有关植物生活型的划分(李博,2000),统计
分析了蕨类植物的生活型组成;依据有关植物志(秦
仁昌等,1990;朱维明等,1999,2006;孔宪需等,
2001;王培善等,2001;林尤兴等,2000;张宪春等,
2004;陈晓等,2005;Smitinand et al.,1989)及参考
有关研究资料,对它们的外貌形态特征,如叶形、叶
质等也分别进行了统计分析。
巢蕨3个种,分别是巢蕨(Asplenium nidus)、
长叶巢蕨(A.phyllitidis)及狭叶巢蕨(A.simonsi-
ana),在相对多度、相对频度等统计中,将它们一并
作为巢蕨(Aspleniumspp.)统计。本文蕨类科、属
按照新的分类系统,即 APG系统(Christenhusz et
al.,2011;张宪春,2012)进行了归并。
3 结果与分析
3.1样地基本情况
4个样地均处在一条河沟同一生境的自然保护
区,群落结构一致;森林保存较好,属典型的南亚热
带北缘性热带季节雨林类型。森林群落层次结构复
杂,从上到下可分6层,即乔木4层、幼灌层和草本
层。群落外貌表现为具有显著耸出巨树,上层乔木
多具板根,干季上层乔木部分落叶(朱华,1992);中、
下层乔木常绿,茎、花现象明显;大型木质藤本及草
本植物丰富,大型附生植物种群数量较大。
乔木树种主要有望天树(A层几乎全是)、番龙
眼(Pometia tomentosa)、浆果乌桕(Sapium bacca-
tum)、缅漆(Semecarpus reticulata)、多花嘉榄(Ga-
rugafloribunda var.gamblei)、红椿(Toona cillia-
ta)、毗黎勒(Teminalia bellitica)、小叶藤黄(Gar-
cinia cowa)、假海桐(Pittosporopsis kerri)、尖尾榕
(Ficus langkokensis)、勒巴木(Lasiococca comberi
var.psrudoverticellata)、红光树(Knema furfura-
cea)、金钩花(Pseudounaria indochinensis)、金刀木
(Barringtonia macrostachya)、大叶白颜树(Giron-
niea suboequalis)、火烧花(Mayodendron igneum)、
五桠果叶木姜子(Litsea dillenioefolia)、三桠果
(Baccaurea ramiflora)、毒 鼠 子 (Dichaprtalum
gelonioides)、滇南溪桫(Chisocheton siamensis)、黑
毛柿(Diospyros hasseltii)、阔叶蒲桃(Syzygium
latilimbum)等。灌木主要有染木(Syprosma ter-
natum)、勐腊黑实(Dryprtes gracilis)、包茎山丹
(Ixora amplexicaulis)、斜基粗叶木(Lasianthus
uallichii)、锡金粗叶木(L.sikkimensis)、药用狗牙
花 (Enatamia officinalis)、尖叶木 (Urophyllum
sinense)、长裂藤黄(Garcinia lancilimba)、矮龙血
树 (Dracaena terniflora)、鱼 尾 葵 (Caryota
ochlandra)等。草本层主要有虾蟆花(Acanthus
laucostachys)、柊叶(Phrynium capitatum)、尖果
穿鞘花(Amischotolype hookeri)、线柱苣苔(Rhyn-
choechum obovatum)、三 匹 箭 (Arisaema inkian
gense)、木根沿阶草(Ophiopogon xylorrhizus)、小
果山菠萝(Pandanus tonkinensis)、歪叶秋海棠(Be-
gonia prostrata)、姜科植物及蕨类植物多种。藤本
植物主要是扁担藤(Tetrastigma planicaule)、刺果
藤(Bythneria integrifolia)、买麻藤(Gentum mon-
tanum)、鸡血藤(Milletia dowardii)、滇南素馨
(Jasminum wangii)、马钱(Strychnos spp.)、省藤
(Calamus spp.)等。附生植物主要有大叶崖角藤
(Rhaphidophora megaphylla)、上树蜈蚣(R.lan-
difolia)、爬树龙(R.decursiva)、跌打螳螂(Pothos
scandens)、巢蕨(Aspleniumspp.)及兰花多种等。
3.2蕨类植物组成
据统计,勐腊补蚌1hm2望天树林有蕨类植物
48种,隶属于13个科,20个属,主要以三叉蕨科(2
属10种)、铁角蕨科(2属7种)、鳞毛蕨科(4属6
种)、金星蕨科(1属6种)、蹄盖蕨科(1属5种)、水
龙骨科(2属3种)、凤尾蕨科(2属3种)的属、种组
成,属这7个科的属、种分别占该蕨类区系属、种总
数的70%、83.3%。从调查的蕨类植物科、属组成分
析结果看,热带和主产热带的科、属分别为64.29%、
92.31%,也显示其热带性。
在种组成上,除厚叶铁角蕨(Asplenium griffi-
thianum)、渐尖毛蕨(Cyclosorus acuminatus)为东
亚分布种外,其余均属热带分布种类,其中狭翅短肠
蕨(Diplazium alatum)为中国特有种:云南及版纳
特有分布各2种,分别是云南勒毛蕨(Ctenitis yun-
nanensis)、宽羽实蕨(Bolbitis latipinna)及中间叉
蕨(Tectaria simulans)、狭基叉蕨(T.polymorpha
44 广 西 植 物 35卷
表1 勐腊望天树林(1hm2)蕨类植物科、属、种的组成
Table 1 Composition of family,genus and species in 1hm2 of the Shorea chinensis forest in Mengla
科名
Name of family
属名
Name of genera
样地A种数
No.of species
in plot A
样地B种数
No.of species
in plot B
样地C种数
No.of species
in plot C
样地D种数
No.of species
in plot D
4个样地共计种数
Total
No.of species
铁角蕨科
Aspleniaceae
铁角蕨属
Asplenium
3 5 5 7 7
蹄盖蕨科
Athyriaceae
双盖蕨属
Diplazium
4 4 4 2 5
桫椤科
Cyatheaceae
黑桫椤属
Gymnosphaera
1 - - - 1
碗蕨科
Dennstaedtiaceae
鳞盖蕨属
Microlepia
- - 1 - 1
鳞毛蕨科
Dryopteridaceae
复叶耳蕨属
Arachniodes
- - 1 - 1
鳞毛蕨科
Dryopteridaceae
实蕨属
Bolbitis
3 3 2 2 3
鳞毛蕨科
Dryopteridaceae
勒毛蕨属
Ctenitis
1 - - - 1
鳞毛蕨科
Dryopteridaceae
黄腺羽蕨属
Pleocnemia
- 1 1 1 1
膜蕨科
Hymenophylaceae
假脉蕨属
Crepidomanes
- - - 1 1
膜蕨科
Hymenophylaceae
瓶蕨属
Vandenboschia
- 1 1 1 1
合囊蕨科
Marattiaceae
观音座莲属
Angiopteris
1 1 1 - 1
水龙骨科
Polypodiaceae
薄唇蕨属
Leptochilus
2 2 2 2 2
水龙骨科
Polypodiaceae
星蕨属
Microsorum
1 1 1 1 1
凤尾蕨科
Pteridaceae
车前蕨属
Antrophyum
1 - - - 1
凤尾蕨科
Pteridaceae
凤尾蕨属
Pteris
1 1 2 2 2
轴果蕨科
Rhachidosoraceae
轴果蕨属
Rhachidosorus
- 1 - - 1
卷柏科
Selaginelaceae
卷柏属
Selaginella
2 1 1 2 2
叉蕨科
Tectariaceae
牙蕨属
Pteridrys
1 1 1 1 1
叉蕨科
Tectariaceae
三叉蕨属
Tectaria
8 6 7 6 9
金星蕨科
Thelypteridacae
毛蕨属
Cyclosorus
3 4 5 4 6
合计 Total 35 32 35 32 48
var.subcuneata)。种类组成特点表现为没有世界
广布种;特有现象较显著(占10.42%);附生蕨种类
不多,但 一 些 种 类 的 种 群 数 量 较 大 (如 巢 蕨
Aspleniumspp.);由于处于热带北缘,从水分、热量
及海拔等热带雨林的基本条件上看,已是热带雨林
分布的极限(朱华等,1992,2000),所以,虽有较强的
热带性,但较典型热带分布类群并不十分突出。
4 数量特征
根据(朱华,2000)对该森林群落种子植物区系
研究,以热带和主产热带的科占优势,属热带性质植
物区系,并表现有明显热带北缘性质,即从有重要地
位的科来看,几乎全是热带科,包含了最多比森林群
落植物组成的数量特征,不仅是衡量或反映该物种
在森林群落中重要性的一些数量指标,也是研究森
林群落物种组成、结构及群落间物种组成差异性比
较分析研究的重要依据。
4.1多度
48种蕨类的个体数量为13 159株(丛),其中
100株以上(128~2 199株)的有16个种(包含巢蕨
属的3个附生种),依次分别是黑鳞轴脉蕨(2 199
株)、长叶实蕨(1 909)、多形叉蕨(1 751)、思茅叉蕨
(1 183)、半边铁角蕨(864)、毛柄短肠蕨(804)、曲边
541期 李保贵:西双版纳勐腊望天树热带季节雨林蕨类植物组成及生态特征
表2 勐腊望天树林1hm2样地(400个5m×5m)蕨类植物数量特征
Table 2 Important values of fern species from 1hm2 cumulative sampling area
物种编号
No.
种名
Name of species
相对多度
Relative
abundance
(%)
相对频度
Relative
frequency
(%)
存在度
Presence
(5级)
重要值 *
Importance
value
繁殖方式
Reproduction
strategy
1 长叶实蕨Bolbitis heteroclita 14.51 8.73 IV 54.75 有性及无性
Sexual or no sexual-
reproduction
2 多形叉蕨Tectaria polymorpha 13.31 8.08 IV 36.12 有性
Sexual reproduction
3 黑鳞轴脉蕨T.fuscipes 16.71 11.59 V 33.39 有性
Sexual reproduction
4 毛柄短肠蕨Diplazium dilatum 6.11 6.97 III 27.19 有性
Sexual reproduction
5 薄叶牙蕨Pteridrys cnemidaria 2.93 5.95 III 23.88 有性
Sexual reproduction
6 思茅叉蕨Tectaria herpetocoulos 8.99 6.48 III 23.23 有性
Sexual reproduction
7 半边铁角蕨Hymenasplenium unilaterale 6.56 6.29 III 16.05 有性
Sexual reproduction
8 芽孢叉蕨Tectaria fauriei 5.42 3.05 II 15.03 有性及无性
Sexual or no sexual-
reproduction
9 曲边线蕨Leptochilus ellipticus var.flexilobus 5.78 4.78 II 14.67 有性
Sexual reproduction
10 黑顶卷柏Selaginella picta f.viridis 5.39 5.71 III 14.63 有性
Sexual reproduction
11 切边铁角蕨Hymenasplenium excisum 1.94 3.27 II 6.44 有性
Sexual reproduction
12 燕尾叉蕨Tectaria simonsii 0.97 3.02 II 5.57 有性
Sexual reproduction
13 黄腺羽蕨Pleocnemia winitii 0.54 1.76 I 4.55 有性
Sexual reproduction
14 中间叉蕨Tectaria simulans 1.24 1.45 I 3.96 有性
Sexual reproduction
15 光脚短肠蕨Diplazium doederleinii 0.59 0.59 I 2.28 有性
Sexual reproduction
16 似薄唇蕨Leptochilus decurens 0.51 1.27 I 2.22 有性
Sexual reproduction
17 林下凤尾蕨Pteris grevilleana 0.45 1.27 I 2.14 有性
Sexual reproduction
18 羽裂短肠蕨Diplazium pinnatifidopinnatum 0.49 0.89 I 1.95 有性
Sexual reproduction
19 新月蕨Cyclosorus gymnopteridifrons 0.54 0.77 I 1.73 有性
Sexual reproduction
20 羽裂星蕨Microsorum dilatatum 0.27 0.89 I 1.63 有性
Sexual reproduction
21 截裂毛蕨Cyclosorus truncatus 0.15 0.52 I 1.51 有性
Sexual reproduction
22 中华刺蕨Bolbitis sinensis 0.5 0.34 I 1.19 有性及无性
Sexual or no sexual-
reproduction
23 宽羽实蕨B.latipinna 0.37 0.31 I 1 有性
Sexual reproduction
24 展羽毛蕨Cyclosorus evolutus 0.11 0.43 I 0.79 有性
Sexual reproduction
25 披针叶莲座蕨Angiopteris caudatiformis 0.06 0.25 I 0.66 有性
Sexual reproduction
26 渐尖毛蕨Cyclosorus acuminatus 0.06 0.22 I 0.41 有性
Sexual reproduction
27 鳞柄毛蕨C.crinipes 0.05 0.15 I 0.39 有性
Sexual reproduction
28 双盖蕨Diplazium donianum 0.09 0.18 I 0.38 有性
Sexual reproduction
64 广 西 植 物 35卷
续表2
物种编号
No.
种名
Name of species
相对多度
Relative
abundance
(%)
相对频度
Relative
frequency
(%)
存在度
Presence
(5级)
重要值 *
Importance
value
繁殖方式
Reproduction
strategy
29 大叶黑桫椤Gymnosphaera gigantea 0.01 0.03 I 0.38 有性
Sexual reproduction
30 阔叶凤尾蕨Pteris esquirolii 0.06 0.22 I 0.36 有性
Sexual reproduction
31 薄叶卷柏Selaginella delicatula 0.08 0.18 I 0.35 有性
Sexual reproduction
32 狭翅短肠蕨Diplazium alatum 0.05 0.12 I 0.28 有性
Sexual reproduction
33 热带磷盖蕨Microlepia speluncae 0.02 0.06 I 0.19 有性
Sexual reproduction
34 大羽新月蕨Cyclosorus nudatus 0.01 0.03 I 0.19 有性
Sexual reproduction
35 狭基叉蕨Tectaria polymorpha var.subcuneata 0.03 0.09 I 0.17 有性
Sexual reproduction
36 下延叉蕨T.decurrens 0.02 0.03 I 0.08 有性及无性
Sexual or no sexual-
reproduction
37 云南勒毛蕨Ctenitis yunnanensis 0.02 0.03 I 0.08 有性
Sexual reproduction
38 脆叶轴果蕨Rhachidosorus blotianus 0.01 0.03 I 0.06 有性
Sexual reproduction
39 清秀复叶耳蕨Arachniodes spectabilis 0.01 0.03 I 0.06 有性
Sexual reproduction
40 三叉蕨Tectaria subtriphylla 0.01 0.03 I 0.06 有性
Sexual reproduction
41-43 巣蕨Aspleniumspp. 4.72 12.87 V - 有性
Sexual reproduction
44 漏斗瓶蕨Vandenboschia naseana 0.23 0.86 I - 有性
Sexual reproduction
45 厚叶铁角蕨Asplenium griffithianum 0.04 0.03 I - 有性
Sexual reproduction
46 美叶车前蕨Antrophyum callifolium 0.02 0.06 I - 有性
Sexual reproduction
47 大羽铁角蕨Asplenium neolaserpitiifolium 0.02 0.06 I - 有性
Sexual reproduction
48 长柄假脉蕨Crepidomanes racemulosum 0.01 0.03 I - 有性
Sexual reproduction
合计 Total 100 100 - 300 -
线蕨(761)、芽孢叉蕨(714)、黑顶卷柏(709)、薄叶牙
蕨(386)、切边铁角蕨(256)、中间叉蕨(163)、燕尾叉
蕨(128)及巢蕨3个种(621);有75%的种类,相对
多度在2%以下(即个体数量在80株以下),其中12
株以下的种类有20个,占41.67%。总的看来,该森
林群落中绝大多数物种的个体数量较小,附生种中,
种群数量较大的是3种巢蕨植物。
4.2密度
在4个50m×50m样地里,蕨类植物种和种
群密度分别在1种/71.43~80.65m2和1株/0.68~
1株/0.81m2;如果按1hm2面积统计,种及种群密
度是1种/208m2及1株/0.76m2。统计结果显示,
在4个0.25hm2面积上,种密度和种群密度的变化
并不显著;但在0.25hm2与1hm2的面积间,种密度
变化较显著(0.25hm2上种密度显著高于1hm2面
积);不论在0.25hm2上,还是1hm2里,种群密度均
较高,变化不明显。
从每个具体的种来看,种群相对密度较大的种
并不多,相对密度在10以上的仅3个种(除巢蕨
Aspleniumspp.),分别是黑鳞轴脉蕨(在0.25hm2
上为1株/3~5m2,在1hm2里为1株/4m2)、长叶
实蕨(1株/4~6m2,1株/5m2)、多形叉蕨(1株/4
~7m2,1株/5m2),而且,这3个种在0.25hm2与
1hm2两种面积里,种群密度的变化不显著。
4.3盖度
在1hm2面积上40个地生蕨种的盖度之和为
2 244.51m2,其中盖度在100m2 以上的有7个种,
分别是黑鳞轴脉蕨(333.15m2)、长叶实蕨(752.74
741期 李保贵:西双版纳勐腊望天树热带季节雨林蕨类植物组成及生态特征
m2)、薄叶牙蕨(356.2m2)、多形叉蕨(326.79m2)、
毛柄短肠蕨(325.22m2)、思茅叉蕨(160.15m2)、芽
孢叉蕨(148.18m2)。如果按照Braun-Blanquet盖
度级等级(5级)划分(江汉侨等,2005),该森林群落
蕨类植物缺乏盖度级较大的种,中等盖度级种也仅
占15%,低盖度级种类占85%。见图1。
图1 望天树林地生蕨类植物盖度级柱状图
Fig.1 Histogram of ferns coverage in
Shorea chinensis rainforest
4.4频度
根据400个小样方调查数据,通过频度及存在
度的计算与统计,结果见表2。在半数以上小样方
中出现的有6个种,占12.5%;在1/3个小样方中出
现的种有11个,占22.92%。按存在度(或频度级)5
级划分(姜汉侨等,2005),并结合图2看,出现样方
数达到D和E,即高频度级的种类仅4种(巢蕨As-
pleniumspp.的3个种作一个种处理),占8.70%,
它们是黑鳞轴脉蕨、长叶实蕨、多形叉蕨,分别在
376个、283个和362小样方中出现;中等频度级(B
和C)的种类有9种,占19.56%;低频度级的种类占
71.74%,其中披针叶莲座蕨出现的样方数为8,渐尖
毛蕨和阔叶凤尾蕨是7,双盖蕨和薄叶卷柏是6,鳞
柄毛蕨、狭翅短肠蕨、狭基叉蕨分别是5、4、3,热带
磷盖蕨、美叶车前蕨、大羽铁角蕨为2,厚叶铁角蕨、
下延叉蕨、云南肋毛蕨、大叶黑桫椤、大羽新月蕨、脆
叶轴果蕨、清秀复叶耳蕨、三叉蕨、长柄假脉蕨等仅
在1个小样方中出现。
生境的异质性可导致蕨类植物的分布不均匀
(李保贵等,2005),从表2和图2看出,即使是在同
一生境情况下,绝大多数蕨类植物仍然分布不均匀,
多数种类只在个别的小样方中出现。森林群落中蕨
类植物这种不均匀分布的现象在 “广东古兜山自然
图2 望天树林地生蕨类植物频度级柱状图
Fig.2 Histogram of ferns frequency in
Shorea chinensis tropical rainforest
保护区蕨类植物群落”中及西双版纳热带山地常绿
阔叶林中均存在。
4.5重要值
表4显示,单种重要值在10以上的有10个种
(其中在50以上的为长叶实蕨),它们的重要值之和
占重要值总和的86.31%;其余(清秀复叶耳蕨除外)
即生长在西双版纳热带季节雨林,也在山地常绿阔
叶林中出现外,别的种类虽然单种重要值不高,但通
过我们多年调查掌握的材料看,它们几乎也是西双
版纳热带季节雨林或沟谷林雨林的常见种,可将它
们视为西双版纳热带季节雨林或沟谷雨林的伴随
种,或称“偏宜种(selective species)”或“适宜种
(prefierential species)”(陶玲等,2004)。
森林群落中蕨类植物“长尾”效应(Walker et
al.,1999),不仅在西双版纳热带山地常绿阔叶林蕨
类植物中较明显,而在西双版纳望天树林蕨类植物
组成中也同样存在,详见图3(不包括附生种)。
5 生活型及叶形、叶质
植物常会在生活型及叶质、叶形等方面作出一
系列适应现象,如在干燥环境的森林中,常表现为单
叶、小型及革质叶的种类较多,而在潮湿的森林中,
复叶、大型及草质、纸质叶的种类居多。不同的森林
类型有不同的生境条件,植物生活型的表现与森林
类型或生态环境有着密切的相关性,常以温度、湿
度、水分及光照等环境要素来揭示植物生活型组成
的基本特征,所以调查统计分析植物的生活型也是
揭示不同森林蕨类植物组成的基础。
84 广 西 植 物 35卷
表3 蕨类植物在季节雨林(1hm2)与山地常绿阔叶林(1hm2)的比较
Table 3 Comparation of the ferns between S.chinensis tropical rainforest and
tropical montane evergreen broad-leaved forest in Xishuangbanna
项目Item
勐腊补蚌望天树季节雨林
S.chinensis
tropical rainforest
勐腊南贡山山地常绿阔叶林
Tropical evergreen
broad-leaved forest
备注
Remark
数量特征
Characteristics
物种数量
Number of species
— 48 31 种
Species
种群数量(多度)
Population
— 13 159 5 894 株
Plant
密度
Density
种密度
Species density
0.0048/m2 0.0031/m2 种/面积
Plant/area
种群密度
Population density
1.3159/m2 0.5894/m2 株/面积Plant/area
盖度
Coverage
— 4 309.83 4 547.71 不包括附生种
Not including
epiphytic species
盖度级
Degree of coverage
1级
Level 1
34/85 22/84.61 种数/占%
No.of species
(不包括附生种)
(without epiphytic species)
2级
Level 2
5/12.5 3/11.54
3级
Level 3
1/2.5 —/—
4级
Level 4
—/— 1/3.85
5级
Level 5
—/— —/—
频度级
Frequency
A级
Level A
33/71.74 27/87.09 种数/占%
No.of species
(包括附生种)
(with epiphytic species)
B级
Level B
4/8.69 1/3.23
C级
Level C
5/10.87 1/3.23
D级
Level D
2/4.35 2/6.45
E级
Level E
2/4.35 —/—
重要值在10以上
IV>10
— 10/86.31% 6/84.02% 种数/占%
No.of species
生活型
Life form
地下芽
Geophytes
— 3/6.25 10/32.26 种数/占%
No.of species
地面芽
Hemicryptophytes
— 23/47.92 11/35.48
地上芽
Chamaephytes
— 13/27.08 3/9.68
高位芽
Phanerophytes
— 1/2.08 2/6.45
附生(高位芽)
Epiphytes
— 8/16.67 5/16.13
叶形
Leaf type
单叶
Single leaves
— 5/10.42 5/16.13 种数/占%
No.of species
一回羽状
Pinate leaves
— 23/47.92 17/54.84
二回羽状
Bipinnate leaves
— 12/25.00 3/9.68
三回羽状以上
Tripinnate leaves
— 8/16.67 6/19.36
叶质
Leaf texture
肉质
Succulence
— 1/2.08 —/— 种数/占%
No.of species
膜质
Filmy
— 2/4.17 —/—
革质
Leathery
— 6/12.50 12/38.71
纸质
Papery
— 26/54.17 14/45.16
草质
Herbaceous
— 13/27.08 5/16.13
941期 李保贵:西双版纳勐腊望天树热带季节雨林蕨类植物组成及生态特征
图3 望天树林蕨类植物重要值
Fig.3 Curve of importance value of ferns in
Shorea chinensis tropical rainforest
5.1生活型
该森林群落中有近80%的种类是地面芽和地
上芽,生活型组成依次为地面芽23种(47.92%)→
地上芽13种(27.08%)→附生高位芽8种(16.67%)
→地下芽3种(6.25%)→地生高位芽种1(2.08%)。
地上芽中,毛柄短肠蕨、薄叶牙蕨的地上茎或地
上芽相当显著,高达50cm;多形叉蕨、截裂毛蕨分
别为30cm及28cm;其余9个种地上芽现象也较
明显,分别在10~20cm之间,其中狭翅短肠蕨、黑
鳞轴脉蕨、黄腺羽蕨均达20cm,披针叶莲座蕨为15
cm,羽裂短肠蕨、芽孢叉蕨、鳞柄毛蕨、燕尾叉蕨、中
间叉蕨均达10cm;从9个高位芽蕨种看,除地生种
大叶黑桫椤外,附生种的附生高度,均在1.2m以上,
如巢蕨3个种的附生高度为40~50m。
5.2叶质
植物为保持或维持植物体水分及光合作用需
要,在植物的叶质上常表现出适应环境条件的生态
特征,如革质叶能反射过强的阳光,免遭灼伤和减少
蒸腾;纸质叶对林下弱光的吸收最为有效。统计结
果显示,该森林群落中蕨类主要以纸质叶和草质叶
种类组成,由高到低依次是纸质26种(占54.17%)
→ 草质13种(27.08%)→ 革质6种(12.5%)→ 膜
质叶2种(4.17%)→ 肉质叶1种(2.08%)。叶质作
为森林群落的一个生态特征在种子植物中有明显的
表现,如朱华等(2000)对西双版纳山地常绿阔叶林
(季风常绿阔叶林)和望天树林种子植物的研究结果
表明:山地常绿阔叶林一般以革质叶占优势;望天树
林就整个群落而言,非革质叶比例高于革质叶。从
本文对望天树林蕨类植物的调查统计结果看,也表
现出明显类似的生态特征。
5.3叶形
就蕨类而言,频繁出现在生境潮湿森林群落中
的往往是那些叶片大且分裂度细的种类,这是植物
长期在该环境条件下生长而形成的特定外貌形态特
征。统计结果依次是一回羽状23种 → 二回羽状
12种 → 三回羽状及以上8种 →单叶5种(似薄唇
蕨、美叶车前蕨、巢蕨属3个种)。显然,望天树林蕨
类羽状复叶种所占的比例相当高(89.58%),其中二
回羽状以上种类占41.67%,望天树林蕨类这种丰富
的羽状复叶现象是热带雨林一个重要的生态特征。
按一般原则而言,蕨类在热带季节雨林中,应该是分
裂程度低或少的种类较少,从统计结果看,虽然出现
了5个单叶种,但其中有一个是地生种(似薄唇蕨)
和一个附生种(美叶车前蕨)为潮湿热带沟谷林的常
见种,其余3个种为巢蕨属大型叶附生种类,它们均
属亚洲热带雨林中的常见种(其中巢蕨向西可分布
非洲及向东南可达大洋洲的潮湿雨林中)。
6 与山地常绿阔叶林比较
从表3可以看出,同等面积的两种森林群落,望
天树热带季节雨林(后统称望天树林)蕨类的种数是
南贡山山地常绿阔叶林(后统称南贡山林)的1.55
倍;种群数量是南贡山的2.23倍。种密度望天树林
是1种/208.33m2,南贡山林是1种/322.58m2;种
群密度望天树林是1株/0.76m2,南贡山林是1株/
1.69m2。
南贡山林单位面积上蕨类的物种数及个体数量
虽然远小于望天树林,但在盖度上却是望天树林的
2.03倍,该林盖度在100m2 以上的种有6个(望天
树林7个),它们的盖度之和为4 453.74m2,占总盖
度的94.25%;而望天树林7个种的盖度之和为
1 806.46m2,只占总盖度的80.48%,其种群数量最
大种的相对盖度也才占15.87%(薄叶牙蕨),而南贡
山林有2个种的相对盖度分别为55.06%(苏铁蕨)
和21.12%(狗脊),这种在群落中种群结构几乎被1
~2个种所占主导的现象,是导致群落中其它物种
种群数量显著偏少的主要原因。
从盖度级看,两种森林群落的差异并不大,并均
缺乏高盖度级的种类。频度级显示,望天树林5个
频度级各占的比例更接近 Raundiaer的频度定律
(Law of Freqrunce),即A>B>C或≤D<E,而且
05 广 西 植 物 35卷
南贡山林中缺乏高频度级(E)的种类。如果按频度
定律,即“在一个种类分布比较均匀一致的群落中,
属于A级的种类通常很多,E级因多为群落的优势
种而占有较高的百分比,群落内种类分布的均匀性,
是与A级和E级的百分比有关”(江汉桥等,2005),
由此看出,望天树林蕨类分布的均匀程度比南贡山
林高。在同等面积的望天树林和南贡山林中,虽然
重要值在10以上的种类均占80%以上,但它们在
数量特征上差异仍较显著,详见表3。
两种森林群落蕨类在生活型组成上的差异较明
显,南贡山林由于生境干燥,导致地下芽种类占
32.26%,是望天树林地下芽的3.3倍;而望天树林
由于生境的潮湿,地面芽和地上芽种类显著较高,分
别是山地常绿阔叶林2.3倍和3.25倍。另外,森林
群落生境的异质性也导致同一个种在数量组成及生
活型表现特征上产生明显差异,如毛柄短肠蕨在山
地常绿阔叶林里(李保贵等,2006),仅在1hm2样地
外的箐沟出现1个个体,且地上茎部分根本未能体
现,而它在潮湿的望天树林里不仅种群数量大,其地
上茎竟然在50cm以上;再如附生高位芽种的附生
高度,在山地常绿阔叶林里一般在树干的基部和地
面的枯树枝上,仅少数个体为2~3m,但在望天树
林里,除个别种的一些个体外,绝大多数种的附生高
度均在3~50m。
在叶形上,南贡山林单叶或分裂度少的种类显
著多于望天树林,而望天树林中二回羽状以上的种
类明显多于南贡山林。从叶质看,南贡山林中缺乏
肉质叶及膜质叶种类(因为膜质叶和草质叶蕨类一
般更适应生长在水、湿条件较好生境的森林群落),
但革质叶的种类是望天树林的2倍;而望天树林中,
除纸质叶占最大比例外,草质叶和膜质叶占的比例
明显增加,革质叶所占的比例显著降低,其中纸质叶
和草质叶分别是南贡山林的1.86倍和2.6倍。
7 讨论与结论
勐腊补蚌1hm2望天树林48种蕨类植物的种
群数量达13 159株(丛),在4个0.25hm2样地里的
蕨类植物维持在32~35种之间,种群数量在3 071~
3 644株(丛)之间。森林群落中缺乏高盖度级的种
类,黑鳞轴脉蕨、长叶实蕨、多形叉蕨属于高密度种
群及高频度级的种类。重要值在10以上的长叶实
蕨、多形叉蕨、黑鳞轴脉蕨、毛柄短肠蕨、薄叶牙蕨、
芽孢叉蕨等10个种,其重要值之和达86.31%,它们
不仅是西双版纳望天树林蕨类植物的典型代表种或
特征种(江汉侨等,2005),也是西双纳热带季节雨林
或沟谷雨林的最常见种(据多年在版纳调查掌握的
材料)。从生活型及叶质、叶形的组成比例与表现特
征看,说明该森林群落具有充足的水、湿条件或生境
较湿润的特点。蕨类在该森林群落中的外貌特征表
现为常绿,无季相变化,高位芽现象十分显著。
在与同等面积的南贡山林相比,望天树林蕨类
的物种数及种群数量均高于南贡山林,南贡山林蕨
类的盖度较望天树林高;两种森林群落蕨类在盖度
级上的差异不大,且均缺乏高盖度级的种类。望天
树林5个频度级各占的比例更接近Raundiaer的频
度定律(Law of Freqrunce),南贡山林缺乏高频度
级(E)的种类,显然望天树林蕨类分布的均匀程度
比南贡山的高。虽然重要值在10以上的种类均占
80%,但在数量特征上差异仍较显著。望天树林地
面芽和地上芽种类远高于南贡山林,而南贡山林地
下芽种类显著高于望天树林的结果,符合潮湿森林
中地上芽种类占有的比例较高,而干燥森林中植物
地下芽种类占有比例较高的一般规律。从叶形及叶
质看,望天树林中二回羽状以上的种类明显多于干
燥的南贡山林,而南贡山林单叶或分裂度少的种类
显著高于望天树林。望天树林纸质叶和草质叶的种
类分别高于南贡山林,而南贡山林缺乏肉质叶及膜
质叶种类,但革质叶的种类是望天树林的3.1倍。
这些比较结果,也吻合潮湿森林叶片多回分裂及肉
质、膜质、纸质及草质叶的种类和种群高于干燥森林
的一般规律。
森林群落生境的异质性,不仅导致蕨类在物种
组成上的不同,并使物种在生活型、叶形、叶质的组
成比例产生差异外,也可使同一个种在种群数量及
生活型表现特征上产生明显的差异。
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