七子花群落的植物區系組成和高等植物物種多樣性

七子花是國家二級保護植物，也是中國生物多樣性保護計劃中優先保護的植物。它屬于廢灌木科。它在研究忍冬科系統發育方面有科學價值,又是優良的觀賞樹種,現野生資源很少。筆者以浙江省天臺山華頂林場(29°15′N、121°06′E)北側的獅子巖坑處的七子花群落為對象,根據該群落9個典型樣地的資料,初步分析了群落的植物區系組成和維管植物物種多樣性。1頂林場七子花群落天臺山地處中亞熱帶,位于浙江省東部,有關其自然概況已有報道,這里不再重復。筆者工作地點在天臺縣華頂林場北側獅子巖坑處,七子花群落分布地海拔高度在500～1000m之間,沿溝谷及兩側呈帶狀分布。七子花在群落中多居第2亞層,也有少量個體出現在第1亞層中,分布于約6hm2的林分內,是目前所知成片分布面積較大、個體數較多的七子花種群,受人為干擾相對較少。七子花林內多巖石露頭,土層較薄。2物種多樣性的測度在七子花群落中,沿山溝及兩側設置9個面積為500m2的樣地,調查登記木本植物(不包括幼苗)的種類和個體數,并記錄植株高度、胸徑等指標。然后在每個樣地中設置面積為40m2的小樣方,記載草本植物的種類和株數。植物區系分析按吳征鎰先生對中國種子植物屬的分布區類型的劃分。物種多樣性采用物種豐富度指數、物種多樣性指數、均勻度指數等3類來測度,按下列算式計算。(1)物種豐富度指數(S),即樣地中物種總數。(2)物種多樣性指數。辛普森(Simpson)指數D=1-■P2ii2,式中Pi=ni/N,ni為第i種的個體數,N為總個體數。香農-威勒爾(Shannon-Wiener)指數H′=-■PilnPi(3)均勻度指數。Gini均勻度指數Jgi=D/(1-1/S),式中S為樣地中物種總數。Pielou均勻度指數Jsw=-■PilnPi/lnS此外,利用D、H′、Jgi、Jsw四指數來測定科、屬、種的多樣性。當測定科、屬多樣性時,上述式子中ni為第i科的屬數,N為總屬數,S為樣地中科總數。當測定科、種多樣性時,ni為第i科的種數,N為總種數,S為樣地中科總數。當測定屬、種多樣性時,ni為第i屬的種數,N為總種數,S為樣地中屬總數。3結果與分析3.1不同種類黃枝種種子植物的組成分布分析組成群落的植物區系特點和性質,對于認識群落特點和發生歷史具有重要意義。分析群落種屬組成和地理成分是認識群落區系特征和生物多樣性的首要基礎。據9個樣地統計,天臺山七子花群落共有維管植物186種(含變種),隸屬69科,143屬。其中蕨類植物7科、8屬、9種;裸子植物2科、2屬、2種;雙子葉植物57科、119屬、160種;單子葉植物3科、14屬、15種。其中木本植物105種,草本植物55種,藤本植物26種。種類數量占優勢的科為薔薇科Rosaceae(18種)、百合科Liliaceae(8種)、豆科Leguminosae(8種)、樟科Lauraceae(8種)、槭樹科Aceraceae(7種)、虎耳草科Saxifragaceae(6種)、禾本科Gramineae(6種)、葡萄科Vitaceae(6種)、忍冬科Caprifoliaceae(5種)。所含種數較多的屬有槭屬Acer(7種)、山胡椒屬Lindera(6種)、李屬Prunus(6種)、杜鵑花屬Rhododendron(4種)、石楠屬Photinia(3種)。此外,區系成分中僅含1～2種的有53科,占科總數的76.81%。含1種的屬有116屬,占屬總數的81.12%。反映出該群落的科屬組成很分散。在七子花群落的9個樣地中,所出現的種子植物有62科,其中世界廣布的有15科,屬熱帶分布的有27科,占科總數的57.45%(百分比未包括世界分布的科);溫帶分布的21科,占科總數的42.55%。七子花群落植物區系成分復雜,從所出現在樣地中的135屬種子植物分布區類型來看(表1),最多的是北溫帶分布,有34屬,占26.77%(百分比未包括世界分布的屬);其次是東亞分布,有19屬,占14.96%;第3是泛熱帶分布,有18屬,占14.17%。中國特有分布的有香果樹屬(Emmenopterys)、青錢柳屬(Cyclocarya)、七子花屬、大血藤屬(Sargentodoxa)等4屬,占總屬數的3.15%。累計屬熱帶成分的有46屬,占36.22%;溫帶成分有77屬,占60.63%。從屬的區系地理分布來看,七子花群落暖溫帶特征顯著,熱帶、亞熱帶成分也有相當大的比重。3.2不同層次物種多樣性的顯著性群落組成樹種的數量、空間配置不同,形成了不同的結構格局,其物種多樣性亦不同,物種多樣性作為測定群落結構水平的指標,可以較好地反映群落的結構。七子花群落的林齡約60a左右,林分尚處于中齡階段。群落的垂直結構可分為喬木層、灌木層、草本層。喬木層又可分為2個亞層,第1亞層高度大于10m,覆蓋度在15%～20%之間,主要樹種有擬赤揚(Alniphyllumfortunei)、白木烏桕(Sapiumjaponicum)、青錢柳(Cyclocaryapaliurus)、光葉毛果枳木具(Hoveniatrichocarpavar.robusta)等。第2亞層高3～10m,覆蓋度在75%～80%,出現在該亞層的小喬木樹種主要有七子花、紅脈釣樟(Linderarubronervia)、江浙釣樟(Linderachienii)、牛鼻栓(Fortuneariasinensis)、灰白蠟瓣花(Corylopsisglanduliearvar.hypoglauca)等。灌木層高0.5～3m,覆蓋度在20%～25%之間,主要由尖連蕊茶(Camelliacuspidata)、莢■(Viburnumdilatatum)、日本紫珠(Callicarpajaponica)、野鴉椿(Euscaphisjaponica)、傘形繡球(Hydrangeaumbellata)等種類組成。草本層分布不均勻,常集中生長在群落的透光部位,高度一般在10～80cm之間,無明顯層次分化,蓋度為20%～40%,主要有大葉柴胡(Bupleurumlongiradiatum)、淡竹葉(Lophatherumgracile)、求米草(Oplismenusundulatifolius)、三脈紫菀(Asterageratoi-des)、樓梯草(Elatostemainvolucratum)等種類,它們可在局部形成優勢。各層次物種多樣性見表2,利用成組數據平均數t檢驗法,來檢驗群落各層次物種多樣性平均數差異的顯著性(表3)。各樣地中喬木層第1亞層的物種豐富度、物種多樣性指數均小于第2亞層(表2)。喬木層第1亞層的物種豐富度、Simpson指數、Shannon-Wiener指數平均值均小于第2亞層,且差異均極顯著。原因是第2亞層在第1亞層的蔭蔽下,小生境較上層優越,下層除有上層喬木樹種的個體外,還有許多小喬木樹種,因此種類和株數都多于上層,所以物種豐富度指數、物種多樣性指數都明顯高于第1亞層。各樣地喬木層兩亞層的均勻度變化無一定規律(表2),這取決于各層次優勢種的明顯程度。如樣地Q9,喬木層第1亞層為七子花、光葉毛果枳木具、擬赤楊等組成共優群落,而第2亞層種數雖多,但灰白蠟瓣花株數多、頻度高、優勢度大,所以第1亞層的均勻度高于第2亞層。而在樣地Q4,第1亞層種數少,七子花優勢突出,而第2亞層種數多,無明顯優勢種,故第2亞層的均勻度高于第1亞層。由于不同的均勻度指數,受物種豐富度的影響不同,其測值有所變化,一般地,Jgi受物種豐富度影響較大,而Jsw受物種豐富度影響較小,Jsw指數能較好地反映個體數量分布的均勻程度。由表2可知,喬木層第1亞層Jsw平均值大于第2亞層,這是由于第1亞層種類、個體數較少,優勢成分不很明顯,故第1亞層的均勻度略高于第2亞層。但經顯著性檢驗,兩者之間差異不顯著(表3)。因此,從總體上來說,這兩亞層的多度分布還是較接近的。喬木層的物種豐富度平均值低于灌木層(表2),經顯著性檢驗,兩者之間差異不顯著(表3)。喬木層的Simpson指數、Shannon-Wiener指數、均勻度指數的平均值都略小于灌木層,但它們之間均無顯著的差異。表明七子花群落喬木層與灌木層的物種多樣性比較接近。草本層的物種豐富度平均值低于喬木層、灌木層(表2),經顯著性檢驗,差異極顯著(表3)。草本層的Simpson指數平均值明顯低于喬木層、灌木層。喬木層、灌木層的Shannon-Wiener指數也明顯高于草本層。這是由于草本植物分布不連續,呈斑塊狀,在群落內由于郁閉度較大,林地枯枝落葉層厚,致使草本植物稀疏,種類少,而在林窗下,光照充足,草本植物豐富。因此,對草本植物來說,不僅各物種間個體數的分配很不均勻,而且物種在群落中的空間分布也是很不均勻的,造成樣地間的種類組成、個體數均差異較大。因而草本層的物種豐富度、物種多樣性指數均比喬木層以及灌木層低。草本層的均勻度平均值低于喬木層,但差異不顯著。灌木層的均勻度平均值高于草本層,其中Jgi達顯著差異。3.3群落組成和組成分析科、屬、種多樣性反映了植物區系的多樣化,對于了解群落科、屬、種的組成有一定意義。表4是天臺山七子花群落不同樣地科、屬組成多樣性。由表4可知,科、屬組成多樣性中,Simpson指數平均為0.9631,Shannon-Wiener指數平均為3.4728,均勻度指數Jgi平均為0.9897,Jsw平均為0.9590,其值較大。同樣,科、種,屬、種各項指數平均值也較大,表明,天臺山七子花群落科、屬、種組成多樣性大,群落植物種類豐富,科、屬、種組成復雜。此外,通過計算可知,天臺山七子花群落屬、種多樣性>科、屬多樣性>科、種多樣性。4物種多樣性的垂直結構在七子花群落中,據9個樣地統計,共有維管植物69科、143屬、186種(含變種)。從種子植物科的分布類型來看,熱帶分布的類型大于溫帶分布。從種子植物屬的地