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論文導(dǎo)讀::廣西火桐野外種群和個(gè)體數(shù)量稀少。以期為瀕危植物廣西火桐的保護(hù)和可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。有關(guān)其群落特征的研究尚未見報(bào)道。
論文關(guān)鍵詞:廣西火桐,瀕危植物,群落特征
廣西火桐(Erythropsis kwangsiensis)為梧桐科火桐屬(Erythropsis)植物,分布區(qū)域狹窄,僅分布于廣西中部至南部的石灰?guī)r地區(qū)。其樹干挺拔通直,材質(zhì)輕、韌,易加工不開裂,為優(yōu)良的工藝用材;花色金黃艷麗,花期長(zhǎng),具有極高的觀賞價(jià)值,亦是珍貴的園林觀賞樹種。由于人類的過(guò)度利用,廣西火桐野外種群和個(gè)體數(shù)量稀少,已處于瀕危狀態(tài),在1999年8月國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)頒布的《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄(第一批)》中被列為國(guó)家2級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物[1]。目前,國(guó)內(nèi)對(duì)廣西火桐的研究甚少,僅對(duì)其資源分布狀況和育苗技術(shù)進(jìn)行了初步探討[2-3],有關(guān)其群落特征的研究尚未見報(bào)道。本研究應(yīng)用植物群落生態(tài)學(xué)的研究方法,對(duì)廣西火桐群落的種類組成、區(qū)系特點(diǎn)、群落結(jié)構(gòu)及種群動(dòng)態(tài)等進(jìn)行研究,揭示其群落學(xué)特征,以期為瀕危植物廣西火桐的保護(hù)和可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。
1.調(diào)查區(qū)域及其自然條件
調(diào)查區(qū)域?yàn)閺V西來(lái)賓市、靖西縣等廣西火桐野生資源數(shù)量相對(duì)較集中的地區(qū)生物論文,地理位置約106°27′~109°10′E,23°00′~23°57′N。該區(qū)域地處南亞熱帶,屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。根據(jù)廣西氣象局(1961~1970年)的氣候資料,來(lái)賓市年平均氣溫為20.7℃,極端高溫38.7℃,極端低溫-3.3℃,年平均降水量1377.2㎜;靖西縣年平均氣溫為19.1℃,極端高溫37.8℃,極端低溫-4.1℃,年平均降水量1546.3㎜論文開題報(bào)告范文。廣西火桐分布于海拔800 m以下的山溝、山谷、山坡中下部及農(nóng)耕地旁,土壤為石灰?guī)r發(fā)育而成的石灰土,土層較薄,有機(jī)質(zhì)中等。
2. 研究方法
2.1 樣地調(diào)查
由于廣西火桐成片分布少,通過(guò)調(diào)查目前僅發(fā)現(xiàn)3個(gè)數(shù)量較多的種群,因此根據(jù)實(shí)際分布情況,設(shè)置3個(gè)典型樣地,樣地環(huán)境資料見表1。各樣地面積20m×20m,每個(gè)樣地劃分為16個(gè)5m×5m的小樣方,記錄樣地內(nèi)所有高3m以上喬木樹種的種名、高度、胸徑、冠幅、枝下高等。樣地內(nèi)按對(duì)角線分別設(shè)4個(gè)5m×5m的灌木樣方和2m×2m的草本樣方,記錄每種灌木和草本植物的種名、多度、高度、蓋度等[4]。
表1調(diào)查樣地環(huán)境資料
編號(hào)樣地取樣面 積(㎡)海撥(m)坡向坡度覆蓋度
Q1來(lái)賓北五鄉(xiāng)回龍村400263W5°90
Q2靖西化垌鄉(xiāng)維新村400784WN20°95
Q3靖西湖潤(rùn)鎮(zhèn)新靈村400464EN30°92
2.2 數(shù)據(jù)分析
采用吳征鎰[5]中國(guó)種子植物屬的分布區(qū)類型劃分方案分析群落的區(qū)系組成;按Raunkiaer[6]生活型分類系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)群落的生活型譜;選用反映物種優(yōu)勢(shì)度的重要值(Ⅳ)作為多樣性指數(shù)的測(cè)度指標(biāo),物種多樣性采用Simpson指數(shù)、Shannon-Wienner指數(shù)和Pielou指數(shù)測(cè)度[7]。
喬木重要值(Ⅳ)=相對(duì)密度+相對(duì)頻度+相對(duì)顯著度
物種豐富度指數(shù):S=出現(xiàn)在樣地的物種數(shù)
Simpson多樣性指數(shù):D =1- ∑Pi2
Simpson-Wienner指數(shù):H =-∑Pi lnPi
Pielou均勻度指數(shù):Jsw = (-∑Pi lnPi)/lnS Jsi=(1-∑Pi2)/(1-1/S)
式中:S為種i所在樣地的物種總數(shù),即物種豐富度指數(shù);Pi為種i的相對(duì)重要值。
3結(jié)果與分析
3.1 群落種類組成
根據(jù)樣方調(diào)查資料統(tǒng)計(jì),廣西火桐群落共有維管束植物152種,隸屬于68科122屬,其中蕨類植物9科11屬11種,單子葉植物6科13屬16種,雙子葉植物53科98屬125種。
群落中含種數(shù)較多的科有大戟科(Euphorbiaceae,13種)、菊科(Compositae,11種)、蕁麻科(Urticaceae,8種)、???Moraceae,7種)、蓼科(Polygonaceae,5種)、蕓香科(Rutaceae,4種)、鴨趾草科(Commelinaceae,4種)、禾本科(Agrostidoideae,4種);含種數(shù)較多的屬有榕屬(Ficus,5種)、苧麻屬(Boehmeria生物論文,4種)、蓼屬(Polygonum,4種)。此外,在科屬組成上,只含1種的科有35科,占總科數(shù)的51.5﹪;只含1種的屬有105屬,占總屬數(shù)的86.1﹪??梢?,廣西火桐群落的植物種類豐富,科屬組成較分散,具有亞熱帶植物群落科屬組成的一般特征。
3.2 區(qū)系地理成分
根據(jù)吳征鎰種子植物屬的分布區(qū)類型劃分標(biāo)準(zhǔn),廣西火桐群落種子植物屬可歸為11個(gè)分布區(qū)類型(表2)。由表2可見,在111屬種子植物中,屬于熱帶成分的(2-7)有90屬,占81.1%,其中泛熱帶分布及其變型最多,有37屬,占總屬數(shù)的33.4%,其次是熱帶亞洲分布及其變型,占16.2%,第3是舊世界熱帶分布及其變型,占14.4.4%,三者共占總屬數(shù)的64.0%。溫帶類型的(8-14)有13屬,僅占總屬數(shù)的11.7%,其中以東亞和北美洲間斷分布最多,有6屬,占5.4%,北溫帶分布的屬最少,僅何首烏屬(Fallopia)1屬。從屬的區(qū)系地理成分來(lái)看,該植物區(qū)系熱帶性質(zhì)明顯。
表2 廣西火桐群落種子植物屬的分布區(qū)類型
分布區(qū)類型屬數(shù)占總屬數(shù)的百分比 (%)
1 世界分布Cosmopolitan87.2
2 泛熱帶分布及其變型Pantropic3733.4
3熱帶亞洲和熱帶美州間斷分布 Trop.Asia and Trop.Amer.disjuncted43.6
4舊世界熱帶分布及其變型 Old World Tropics1614.4
5 熱帶亞洲至熱帶大洋洲分布及其變型 Trop.Asia to Trop. Austrralasia43.6
6 熱帶亞洲至熱帶非洲分布及其變型 Trop.Asia to Trop.Africa119.9
7 熱帶亞洲分布及其變型 Trop. Asia (Indo-Malesia)1816.2
8 北溫帶分布 North Temperature10.9
9 東亞和北美洲間斷分布 E. Asia and N. Amer.disjuncted65.4
10 舊世界溫帶分布及其變型 Old World Temperate21.8
14 東亞分布及其變型 East Asia43.6
合計(jì) Total111100
3.3 群落外貌
3.3.1 生活型 生活型是植物對(duì)綜合生境條件長(zhǎng)期適應(yīng)而在外貌上表現(xiàn)出來(lái)的植物類型,群落外貌主要由群落組成種類的生活型決定。根據(jù)Raunkiaer的生活型分類系統(tǒng),繪制廣西火桐群落維管束植物生活型圖譜(見圖1)。從生活型圖譜可看出,廣西火桐群落中以高位芽植物(1-4)的種類最多,共有94種,占總數(shù)的61.8%,地上芽植物次之,有27種,占17.8%生物論文,地面芽植物15種,占9.9%,一年生植物12種,占7.9%,地下芽植物最少,4種,占2.6%;高位芽植物中,矮高位芽植物最多,有35種,占23.0%,其次是藤本高位芽植物,26種,占17.1%,中高位芽植物18種,占11.8%,小高位芽植物最少,15種,占9.9%,群落中沒有高30m以上的大高位芽植物論文開題報(bào)告范文。另藤本、地面芽及一年生植物比例較高,表明群落受到相當(dāng)程度的干擾,次生林特征較明顯。
廣西火桐群落中共有喬木樹種23種,目前構(gòu)成喬木層的有11種,其中落葉種類5種(廣西火桐、野柿 Diospyros kaki var. silvestris、尾葉紫薇 Lagerstroemia caudata、圓葉烏桕 Sapium rotundifolium、楓香 Liquidambar formosana等),占45.5%,這些落葉種類均為群落上層樹種,在個(gè)體數(shù)量上占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),它們?cè)诟杉净蜷_花座果期(如廣西火桐)落葉或明顯換葉,體現(xiàn)出一定的季相變化,群落植被類型表現(xiàn)為非地帶性植被石灰?guī)r山森林類型中的常綠落葉闊葉混交林類型 [8]。
圖1 廣西火桐群落生活型譜
1.中高位芽植物 2.小高位芽植物 3、矮高位芽植物 4. 藤本高位芽植物 5.地上芽植物6.地面芽植物
7.地下芽植物 8.一年生植物
3.3.2 葉級(jí)譜和葉的其他性質(zhì)
采用C.Raunkiaer的分類方法,廣西火桐群落組成種類中共有152種維管束植物,除金燈藤為無(wú)葉植物外,其余151種有葉維管束植物的葉級(jí)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3、表4:從表3來(lái)看,廣西火桐群落以中型葉居多,為109種,占72.2﹪,其次為小型葉和大型葉生物論文,分別占總數(shù)的13.9和12.6。由于是從形態(tài)學(xué)上統(tǒng)計(jì),所以有部分大型葉和中型葉種類,它們分別為復(fù)葉和蕨類植物。如果從生理學(xué)上統(tǒng)計(jì),則大型葉減為10種,占6.6﹪,中型葉減為104種,占68.9﹪,小型葉增至35種,占23.2﹪。
在葉的其他性質(zhì)方面,從表4來(lái)看,廣西火桐群落組成種類的葉型以單葉為主,占84.1﹪,葉質(zhì)中紙質(zhì)葉占64.2﹪;葉緣以全緣葉為多數(shù),占64.9﹪??梢姡瑥V西火桐群落維管束植物以紙質(zhì)、單葉、全緣、中型葉為主。
表3 廣西火桐群落的葉級(jí)譜
葉級(jí)大型葉中型葉小型葉細(xì)型葉合計(jì)
種數(shù)19109212151
百分比 (﹪)12.672.213.91.3100
表4 廣西火桐群落的葉型、葉質(zhì)及葉緣
類型葉型 葉質(zhì) 葉緣
單葉 復(fù)葉 革質(zhì) 紙質(zhì) 膜質(zhì) 肉質(zhì) 全緣 有齒
種數(shù)127 24 46 97 7 1 98 53
百分比 (﹪)84.1 15.9 30.5 64.2 4.6 0.7 64.9 35.1
3.4 群落垂直結(jié)構(gòu)
廣西火桐群落垂直結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,成層現(xiàn)象明顯,可分為喬木層、灌木層和草本層3個(gè)基本層次。喬木層的結(jié)構(gòu)大致有兩種情形:一種是Q1樣地的喬木層結(jié)構(gòu),喬木層可分為兩個(gè)亞層,第Ⅰ亞層高10-20米,這是群落的主林冠層,覆蓋度80%,由群落中少數(shù)幾種喬木伸出林冠層之外形成,以廣西火桐在該層中的數(shù)量最多,占63.6%,屬優(yōu)勢(shì)成分。這一層的樹種除廣西火桐外,有尾葉紫薇、假玉桂(Celtis timorensis)等,但這些種類的個(gè)體數(shù)量不多,每種僅1-2株。第II層亞高3-10米,覆蓋度約40%,除了喬木I層的物種外,主要樹種有灰毛漿果楝(Cipadessacinerascens)、斜葉榕(Ficus tinctoria)、黃椿木姜(Litsea variabilis)等;另一種情形是Q2、Q3兩個(gè)樣地,群落遭受過(guò)一定程度的人為破壞,已封育十多年。群落高8米左右,喬木層只分為一層,高3-8米,喬木層覆蓋度80%-85%生物論文,廣西火桐和水東哥(Saurauia tristyla)為優(yōu)勢(shì)成分,其余主要樹種有灰毛漿果楝、野柿、圓葉烏桕、秋楓、楓香等。
灌木層高1-3米,共有35種,其中有喬木層樹種18種,灌木17種,覆蓋度為40%左右。喬木層樹種幼苗幼樹較多的有水東哥和灰毛漿果楝2種,廣西火桐的幼苗幼樹較少。主要的灌木有山石榴(Catunaregam spinosa)、石山花椒(Zanthoxylum calcicola)、紅背山麻桿(Alchornea trewioides)、杜莖山(Maesa japonica)、野牡丹(Melastoma candidum) 、粗糠柴(Mallotus philippensis)、八角楓(Alangium chinense)等。
草本層植物種類較多,有74種。該層植物分布不均勻,多集中分布于群落中的透光部位,主要由地面芽、地上芽和一年生植物組成論文開題報(bào)告范文。常見的有蔓生莠竹(Microstegium vagans)、藎草(Arthraxon hispidus)、長(zhǎng)葉假糙蘇(Paraphlomis lanceolata) 、火炭母(Polygonum chinense)、三葉鬼針草(Bidens cernua)、淡竹葉(Lophatherum gracile)等。
除喬木層、灌木層和草本層外,廣西火桐群落的層間植物種類相當(dāng)豐富,共有30種。它們大多攀援或纏繞在樹木上,亦或匍匐于地面及巖石上。主要有牛尾菜(Smilax riparia)、廣西崖爬藤(Tetrastigma kwangsiense)、無(wú)刺拔葜(Smilax mairei)、粉葉輪環(huán)藤(Cyclea hypoglauca)、雞矢藤(Paederia scandens)絡(luò)石(Trachelospermumjsaminoides)、五葉薯蕷(Dioscorea pentaphylla)、石柑子(Pothos chinensis)等。
3.5 物種多樣性
群落物種多樣性指數(shù)是群落中種數(shù)及其均勻度的綜合指標(biāo),物種多樣性指數(shù)愈高,則群落所含信息量大,具有更大的復(fù)雜性,更能緩沖外界的影響,具有更高的穩(wěn)定性[9]。根據(jù)調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)出各樣地的多樣性指數(shù)(表5、表6)。從表5來(lái)看,位于溝谷溪邊,水濕條件相對(duì)優(yōu)越的Q1樣地的物種豐富度最高,有63種植物,而處于坡地的Q2、Q3樣地的物種豐富度稍小,分別為53種和50種。3個(gè)調(diào)查樣地中不同層次的物種豐富度大小基本表現(xiàn)為草本層>層間植物>灌木層>喬木層。由表6來(lái)看,各樣地的多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均較低,但因環(huán)境條件的不同仍表現(xiàn)出一定的差異, Q1樣地的物種多樣性指數(shù)和豐富度指數(shù)最高,而Q2樣地的均勻度指數(shù)最高。其結(jié)果表明,群落在遭受了一定程度的人為干擾后,尚處于恢復(fù)階段,多樣性指數(shù)較低,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。
表5 各樣地物種豐富度比較
樣 地喬木層物種數(shù)灌木層物種數(shù)草本層物種數(shù)層間植物種數(shù)總物種數(shù)
Q11411241463
Q261325852
Q377261151
3個(gè)樣地合計(jì)23257430152
表6 廣西火桐群落多樣性指數(shù)和均勻度
樣 地多樣性指數(shù)豐富度指數(shù)均勻度指數(shù)
DHJsw Jsi
Q10.64701.32020.5002 0.6967
Q20.60021.25050.6979 0.7203
Q30.56680.93530.4806 0.6613
3.6 廣西火桐種群動(dòng)態(tài)
組成植物群落的喬木種群的年齡結(jié)構(gòu),可反映其在群落中的發(fā)展趨勢(shì),從而揭示植物的動(dòng)態(tài)發(fā)展方向[10]。由于用生長(zhǎng)錐鉆取木芯困難,因而在調(diào)查中采用測(cè)量廣西火桐各個(gè)體的樹高、胸徑來(lái)代替年齡結(jié)構(gòu)分析。根據(jù)樣方統(tǒng)計(jì)資料,廣西火桐種群個(gè)體數(shù)量共計(jì)229株,在群落中的各個(gè)層次都有分布生物論文,但林下幼苗幼樹較少, 3m以下的個(gè)體數(shù)量為54株,占整個(gè)種群數(shù)量的23.6%;高3-8m、胸徑20cm以下的個(gè)體數(shù)量為168株,占種群數(shù)量的73.3%,這是群落喬木層的主要組成部分;高8m以上、胸徑20cm以上的個(gè)體很少,僅為7株,占種群數(shù)量的3.1%。調(diào)查中發(fā)現(xiàn),廣西火桐種群遭受人為活動(dòng)干擾的程度較嚴(yán)重,種群中含有一定數(shù)量砍伐后的萌發(fā)株,其中3m以下的萌發(fā)株有27株,3-8m的有57株,共計(jì)84株,占整個(gè)種群數(shù)量的36.7%。種群年齡結(jié)構(gòu)表明,整個(gè)種群目前尚處于不穩(wěn)定狀態(tài),為間歇型種群,因而必須采取保護(hù)措施,對(duì)現(xiàn)有種群進(jìn)行保護(hù)并促進(jìn)其自然更新及生長(zhǎng)發(fā)育能力,以避免其遭受進(jìn)一步的破壞而向衰退型種群方向發(fā)展。
4 結(jié)論與討論
根據(jù)調(diào)查,廣西火桐群落含維管束植物68科122屬152種,其中蕨類植物9科11屬11種,單子葉植物6科13屬16種,雙子葉植物53科98屬125種。所含種數(shù)較多的科有大戟科、菊科、蕁麻科、桑科、蓼科,含種數(shù)較多的屬有榕屬、苧麻屬、蓼屬論文開題報(bào)告范文。在科屬組成上,單種科和單種屬分別占總科數(shù)的51.5﹪和總屬數(shù)的86.1﹪,其科屬組成分散 ,偶見種或隨遇種較多;群落區(qū)系成分復(fù)雜,具明顯的熱帶性質(zhì),屬的分布區(qū)類型以泛熱帶和熱帶亞洲為主。
廣西火桐群落植物生活型以高位芽植物為主,其中又以矮高位芽植物占優(yōu)勢(shì)。葉片以紙質(zhì)葉為主,與亞熱帶常綠闊葉林革質(zhì)葉占優(yōu)勢(shì)的特征不同[11];其單葉、全緣、中型葉為主的特征則與亞熱帶常綠闊葉林單葉、全緣、中型葉占優(yōu)的特征相一致[12-13]。群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成層現(xiàn)象明顯,不同層次的物種豐富度大小表現(xiàn)為草本層>層間植物>灌木層>喬木層,物種多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)均較低。廣西火桐在群落中處于優(yōu)勢(shì)地位,為群落中的優(yōu)勢(shì)種和建群種,其他優(yōu)勢(shì)種數(shù)目較少。由于廣西火桐群落是在遭受一定程度人為干擾后形成的次生林,群落尚處于恢復(fù)之中生物論文,因而群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性差,次生林特征較明顯。
巖溶生態(tài)系統(tǒng)具有脆弱性,抗外界干擾能力弱,植被易于破壞難于恢復(fù) [14]。由于廣西火桐群落所處海拔較低,而且尚未被列為保護(hù)點(diǎn)而得以有效保護(hù),因而易受人為的干擾和破壞,群落中草本植物和藤本植物較多,以及較多的萌發(fā)植株即為有力證明。鑒于目前廣西火桐的種群狀況,必須盡快采取保護(hù)措施,對(duì)現(xiàn)有廣西火桐的個(gè)體和種群進(jìn)行就地保護(hù),開展種群恢復(fù)工作,以使得該群落朝著穩(wěn)定型的演替方向發(fā)展。同時(shí),積極開展遷地保護(hù)研究工作,由于廣西火桐具有種子發(fā)芽率高、幼苗期具有一定速生性的特點(diǎn),可在繁殖育苗獲得大量個(gè)體的基礎(chǔ)上,根據(jù)其生態(tài)生物學(xué)特性,選擇適宜區(qū)域,作為石山造林及園林觀賞樹種推廣應(yīng)用,使其種質(zhì)資源得以有效保護(hù)和利用。
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