清凉峰自然保护区紫茎群落的结构特征分析

摘要 [目的]研究浙江清凉峰自然保护区珍稀濒危植物紫茎（Stewartia sinensis）群落的结构特征。[方法]基于取样代表性的原则，选择可覆盖乔木层紫茎株数占92%地段的样地20 m×30 m，分析群落物种组成、区系成分特征、垂直结构和径级结构。[结果]群落样地共有维管束植物29科38属44种，属和种的数量占优势的科为山茶科（Theaceae）、樟科（Lauraceae）和壳斗科（Fagaceae）;种子植物属的一级地理区系成分共含7个类型，其中温带和热带分布分别占总属数的52.78%和41.66%，具有温带至热带的过渡性特征和亚热带性质;群落垂直结构可分为乔木层、灌木层和草本层，其中乔木层的优势种为短柄枹栎（Quercus glandulifera）、黄山松（Pinus taiwanensis）、雷公鹅耳枥（Carpinus viminea）和紫茎（Stewartia sinensis），灌木层的优势种为杜鹃（Rhododendron simsii）、吴茱萸叶五加（Acanthopanax evodiaefolius）和黄丹木姜子（Litsea elongata），草本层的优势种为淡竹叶（Lophatherum gracile）; 群落样地乔、灌、草层次的物种多样性表现为乔木层>草本层>灌木层，而盖度表现为乔木层>灌木层>草本层，草本层呈现稀疏的基本特征;清凉峰紫茎种群以乔木层大径级个体占据绝对优势地位，仅有2株种子更新的紫茎幼树，状况严重不良，因此清凉峰紫茎种群结构属于典型的衰退型。[结论]群落乔木层紫茎大径级植株数量远多于紫茎幼树和幼苗的数量，紫茎天然更新状况极差，其种群径级结构类型属于严重的衰退类型。

关键词 清凉峰;紫茎;群落结构;物种多样性;径级结构

中图分类号 Q 948.5;S 792.99  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）08-0104-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.08.028

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Analysis on the Structural Characteristics of the Stewartia sinensis Community in Qingliangfeng Nature Reserve

ZHANG Ting-yu，ZHANG Ming-ru，WAN Qi et al （College of Landscape Architecture， Zhejiang A&F University， Hangzhou， Zhejiang 311300）

Abstract [Objective]To study the structural characteristics of the rare and endangered plant Stewartia sinensis community in Qingliangfeng Nature Reserve of Zhejiang Province. [Method]Based on the principle of sampling representativeness， 20 m×30 m plot with 92% of S. sinensis trees was selected， the species composition， floristic composition， vertical structure and diameter class structure of the community were preliminarily analyzed.[Result]The results showed that there were 44 species of vascular plants belonging to 38 genera and 29 families in the sample plots. Theaceae， Lauraceae and Fagaceae were the dominant families;there were 7 types in the first grade flora of seed plants， of which temperate and tropical distribution account for 52.78% and 41.66% of the total genera respectively;the vertical structure of the community can be divided into tree layer， shrub layer and herb layer. The dominant species in tree layer were Quercus glandulifera， Pinus taiwanensis， Carpinus viminea and S. sinensis. The dominant species in shrub layer were Rhododendron simsii， Acanthopanax evodiaefolius and Litsea elongata， Lophatherum gracile was dominant species in herb layer;the order of species diversity was tree layer>herb layer>shrub layer， and the order of coverage was tree layer>shrub layer>herb layer;the S. sinensis population in Qingliangfeng was dominated by individuals with large diameter class in tree layer， there were only 2 young S. sinensis trees with seed regeneration， and the seed regeneration was seriously poor. Therefore， the population structure of S. sinensis in Qingliangfeng was a typical decline type.[Conclusion] In the tree layer of the S. sinensis community， the number of large diameter plants of S. sinensis was much more than that of young purple stem trees and seedlings. The natural regeneration of S. sinensis was very poor， and its population size structure belongs to a serious decline type.

Key words Qingliangfeng;Stewartia sinensis;Community structure;Species diversity;Diameter class structure

珍稀濒危木本植物的种子更新状况与幼苗、幼树生长发育进程，在很大程度上取决于其所生长分布的群落结构和下层群落非生物生境选择的共同影响，同时也受到种群自身生物学特性和生态适应性的影响。

紫茎（Stewartia sinensis）为山茶科（Teaaceae）紫茎属（Stewartia）中性喜光落叶乔木树种，生长地段土层深厚、疏松肥沃、排水良好;喜凉爽、湿润多雾山地森林环境;观赏价值极高，花瓣白色，树皮光滑呈红褐色或黄褐色。紫茎属于我国亚热带中部地区特有树种，对于研究东亚至北美植物区系及古植物地理有着重要的科学意义 [1-3]。由于天然更新能力弱，加之受生境破坏、人类活动等干扰，紫茎野生种群数量不断减少 [4-5]，已被列入国家三级珍稀濒危植物 [1]和浙江省重点保护野生植物 [3]。

紫茎已有的研究成果包括地理区系成分 [6-7]、人工繁殖技术 [8-9]、群落特征 [10-13]、光合生理特性 [14]和药用价值 [15]等。其中，古田山自然保护区紫茎群落样地调查结果表明，组成植物种类丰富，属的分布区类型主要属于温带和热带，以高位芽植物为主，群落物种多样性表现为乔木层>草本层>灌木层，紫茎种群的年龄结构属衰退型 [10-11]。进一步分析紫茎群落树种的种间联结性，认为紫茎与白檀（Symplocos paniculata）、檫木（Sassafras tzumu）和山鸡椒（Litsea cubeba）等9个树种存在较强的竞争排斥关系 [12]。贵州榕江县的调查结果显示，紫茎群落处于演替顶极阶段 [13]。

在野外调查过程中，笔者观察到紫茎多散生分布于常绿落叶阔叶群落和沟谷地带。然而，在紫茎群落下层几乎未见实生幼苗;随海拔下降或升高，当垂直带谱更替为常绿阔叶林或落叶阔叶林，群落内的紫茎植株更为稀少，由此推测常绿落叶混交群落下层的生长光强可能有利于紫茎的种子萌发和幼苗幼树的生长。

因此，群落结构时空异质性变化将极大地影响群落组成植物的更新和定居过程。为了深入分析紫茎群落的结构特征，选择清凉峰自然保护区紫茎群落样地进行调查，分析该群落的物种组成和类型、垂直结构、物种多样性和径级结构 [16]。通过样地调查，旨在揭示紫茎群落的结构特征及紫茎种群天然更新的主要制约因素，为紫茎濒危机制研究和保育提供基础资料，进一步丰富紫茎群落的研究案例。

1 调查区概况与研究方法

1.1 调查样地自然概况 调查地段位于浙江省杭州市临安区境内的清凉峰国家级自然保护区，地理位置为118°53′E，30°11′N，海拔1 000 m，属于亚热带季风气候，年均气温7.8～15.3 ℃，1月均温3.4 ℃，7月均温28.1 ℃;全年降水量1 500～1 900 mm，雨热同期，无霜期234 d [17];森林群落类型属于常绿落叶阔叶混交群落;土壤类型主要为黄壤，坡位为中部，坡度43°，坡向192°S。

1.2 调查方法 基于“取样代表性”的原则 [18]，即群落样地包含紫茎种群绝大多数植株，确定样地面积为600 m 2。用测绳将20 m×30 m的样地划分为6个10 m×10 m的乔木样方，在每个乔木样方的右下角分别划出1个4 m×4 m的灌木层小样方 （包括幼树、幼苗）和1个2 m×2 m的草本层小样方。乔木逐株调查测定，记录包括乔木层、灌木层和草本层的植物，并记载群落外貌、垂直结构层次。

1.3 数据处理 将调查群落垂直层次分为乔木层、灌木层、草本层（含层间植物）3个层次，重要值（importance value， IV）以相对多度、相对频度、相对优势度或相对盖度的累加值进行计算。其中，乔木层的重要值（%）=[相对多度（%）+相对频度（%）+相对优势度（%）]/3;灌木层、草本层的重要值（%）=[相对多度（%）+相对频度（%）+相对盖度（%）]/3。

物种丰富度指数（S）为样地内所有物种的种类数目;Shannon-Wiener指数（H′）=- si=1（Pi×lnPi）;Simpson指数（优势度指数）（P）=1-∑ si=1Pi 2;Pielou指数（均匀度指数）（E）=H′/lnS;式中，Pi为种i的重要值（IV）。

2 结果与分析

2.1 群落科属构成 根据野外调查统计结果，紫茎群落共有维管束植物29科38属44种。其中，被子植物有27科36属42种，裸子植物有2科2属2种，未分布蕨类植物。乔木层植物有19科26属32种;灌木层植物有8科12属13种;草本层植物有12科13属13种;层间植物有2科2属2种。样地内属和种数量占优势的科为山茶科（Theaceae，4属6种）、樟科（ Lauraceae，3属5种）、壳斗科（Fagaceae，3属4种）;仅含1属1种的科有22个，占总科数的75.86%。

2.2 群落区系组成 植物区系组成在一定程度上直观地反映植被特征及地理环境变化 [19]。根据中国种子植物属分布区类型的划分标准 [20]，对组成该群落的种子植物区系地理成分进行统计分析，结果见表1。由表1可知，组成该群落的38个属可划分为9个分布区类型，有2属为世界分布;在植物地理区系组成成分属热带分布型有15属，占总属数41.66%;温带分布型有19属，占总属数52.78%;中国特有分布有2属，占总属数5.56%，分别为杉木属（Cunninghamia）和香果树属（Emmenopterys）。其中，泛热带分布型8属，北温带分布型8属，东亚分布型6属，表明该群落具有一定热带向温带的过渡性特征和亚热带性质 [21]。样地未分布旧世界热带分布、热带亚洲至热带大洋洲分布、热带亚洲至热带非洲、旧世界温带分布、地中海区和西亚至中亚分布、中亚分布类型。