广东德庆县香山森林公园黄牛木种群特征研究

作者: 许凯 马英 陈三雄 骆金初 黄伟城 郭微 王龙远

广东德庆县香山森林公园黄牛木种群特征研究0

摘要[目的]分析黄牛木(Cratoxylum cochinchinense)种群结构特征和种群动态变化趋势。[方法]通过对广东省德庆县香山森林公园黄牛木群落进行样方调查,利用方差均值比率法和聚集度指标,对样地内的物种组成、年龄结构、空间结构、生活型谱、物种多样性等进行分析。[结果]样地内共有维管植物67种,隶属38科62属,植被分层明显,各层级的植物种类表现为灌木层(21种)=乔木层(21种)>草本层(15种)>层间层(10种);黄牛木种群的年龄结构呈现“纺锤型”,为稳定型种群,绝大部分个体尚未进入生理衰老期,且样地幼树数量少,表明样地中黄牛木的更新和生长压力较大;样地各层植物的丰富度指数以灌木层最大,为3.48,草本层和层间层的物种丰富度相对小;均匀度指数中灌木层植物最大,其次为草本层,分别为0.76、0.72,乔木层和层间层植物较小;Shannon-Wiener多样性指数也是以灌木层最大、草本层次之,分别为2.32和2.08;优势种群空间分布格局分析发现,黄牛木种群为聚集分布,马尾松(Pinus massoniana)种群为均匀分布。[结论]该研究可为广东德庆县黄牛木的经营管理及生态修复提供科学依据。

关键词黄牛木;物种多样性;种群特征;年龄结构;肇庆市

中图分类号S718.5文献标识码A

文章编号0517-6611(2022)13-0125-05

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2022.13.033

Study on Population Characteristics of Cratoxylum cochinchinense in Xiangshan Forest Park of Deqing County,Guangdong

XU Kai MA Ying CHEN San-xiong et al(1.College of Horticulture and Landscape Architecture,Zhongkai University of Agriculture and Engineering,Guangzhou,Guangdong 510220;2.Guangzhou Rui-hua Environmental Technology Co.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong 511499)

Abstract[Objective]To analyze the characteristics of Cratoxylum cochinchinense population structure and the trend of population dynamics.[Method]The sample plot of Xiangshan Forest Park in Deqing County of Zhaoqing City was set up by using the quadrangle survey method,and the species composition,age structure,spatial structure,lifestyle spectrum and species diversity were analyzed by combining the variance mean ratio method and aggregation index.[Result]67 species belonging to 38 families and 62 genera were recorded.The vegetation stratification was obvious,and the species number of shrub layer (21 species) = tree layer (21 species) > herb layer (15 species) > interlayer (10 species).The age structure of the Cratoxylum cochinchinense population showed a “spindle type”,which was a stable population.Most of the individuals had not entered the physiological aging stage,and the saplings in the population were few,which means there was pressure to the regeneration and growth of Cratoxylum cochinchinense population.The richness index of shrub layer was the highest (3.48),while that of herb layer and interlayer was relatively lower.In Pielou index,shrub layer and herb layer had the highest values of 0.76 and 0.72,respectively,while tree layer and interlayer plants were smaller.Shannon-Wiener index value was higher in shrub layer and herb layer,with values of 2.32 and 2.08.The analysis of spatial distribution pattern of dominant population showed that the population of Cratoxylum cochinchinense was clustered distribution,and the population of Pinus massoniana was evenly distributed.[Conclusion]The study can provide a scientific basis for the management and ecological restoration of Cratoxylum cochinchinense in Deqing County,Guangdong Pnovince.

Key wordsCratoxylum cochinchinense;Species diversity;Population characteristics;Age structure;Zhaoqing City

种群结构特征是指环境与种群在不同生活史阶段的动态特征,种群的结构分析对评估种群生长趋势及预测其未来变化具有重要的作用[1]。目前,对种群的研究主要集中在种群结构、数量、组成和空间分布格局等生态学特征方面[2-4]。如吴联杯等[3]对安溪云中山南岭栲(Castanopsis fordii)种群的生长状况进行了调查,发现南岭栲种群种间的总体竞争不激烈,群落处于发展不稳定演替阶段,对外界因素的干扰敏感而易发生变化;李翔等[4]对梓叶槭(Acer catalpifolium)群落的物种构成和群落特征进行了研究,发现梓叶槭幼苗和幼树等级分布出现残缺,种群自然更新困难等。

黄牛木(Cratoxylum cochinchinense),又称黄芽木、黄笼木、黄牛茶,是金丝桃科(Hypericaeae)黄牛木属(Cratoxylum)的灌木或小乔木,产广东、广西、云南和海南等省,缅甸、泰国、马来西亚、越南、印度尼西亚和菲律宾也有分布;黄牛木性喜湿润,耐酸性土壤和干旱,多生于山地疏林、灌丛和丘陵,生长慢,但萌蘖能力强,在贫瘠的砂质土壤中生长发育良好,因具有光滑的黄褐色树干及开花时密集的粉红色花而有极高的观赏价值[5]。黄牛木味甘微苦、性凉,归肺、脾经,具清热解暑、止血祛毒、化湿消积等作用[6]。临床中报道黄牛木配伍鬼针草(Bidens pilosa)水煎内服治疗急性黄疸性肝炎疗效显著[7];黄牛木提取物还具有显著的抗氧化作用,对人肝癌细胞SMMC具有细胞毒活性[8]。

黄牛木是我国南方地区特有的乡土树种和先锋树种[9-10],可用于困难立地的生态修复与植被改造。因此,对黄牛木的种群结构特征和种群的动态变化趋势进行研究,可为黄牛木种群的生长更新和管理提供理论依据。目前,对黄牛木种群的生态学特征研究较多。如刘东蔚等[11]对深圳羊台山黄牛木群落特征进行了研究,发现该群落处于演替的中期阶段,可能会演化为以润楠(Machilus nanmu)、水蒲桃(Syzygium samarangense)、红鳞蒲桃(S.hancei)等中生性、寿命较长的树种为主的常绿阔叶林;杜家贤等[12]对海南猕猴岭自然保护区海南锥(Castanopsis hainanensis)+黄牛木群落特征进行了研究,发现该群落处在演替的初期阶段,黄牛木属于典型的阳生树种,随着群落郁闭度的提高会逐渐退出群落;韦彩丽等[13]对黄牛木种群扩散动态的研究发现,黄牛木种群靠风力扩散,种群冠层扩散速率先增大后减小,在人工经营下,当黄牛木胸径达到23.4 cm时,种群的扩散会受到阻碍,应对种群进行适当间伐。笔者以广东德庆县香山森林公园为研究地,研究了黄牛木的种群结构特征和种群的动态变化趋势。

1研究区概况

香山森林公园(以下简称“香山”)位于广东省肇庆市德庆县新圩镇(11°32′~112°17′E ,23°04′~23°30′N),最高峰海拔368.3 m,属丘陵低山。公园南临西江,其内丘陵与河谷相间,山间谷底经泥沙堆积形成沉积盆地。土壤主要为赤红壤,除沿江一带比较贫瘠外,大部分土壤肥力中等。年平均气温22.3 ℃,年平均降雨量1 513 mm,年平均日照时数1 848 h。

2研究方法

2.1调查方法采用样方调查法[14],在香山森林公园整体踏查的基础上,选择黄牛木为优势植物群落,设置16个10 m×10 m的小样方,在每个10 m×10 m小样方内设置1个5 m×5 m灌木样方,在每个灌木样方内设置1个2 m×2 m的草本样方。测量10 m×10 m样方内所有乔木树种的树高、胸径、冠幅等生长因子,记录幼苗生长状况;测量5 m×5 m样方内所有灌木个体的高度、地径和冠幅;测定2 m×2 m样方内所有草本个体的株高、盖度和多度[15]。

2.2分析方法

2.2.1群落结构划分。群落结构从树冠至地面划分,将香山森林公园样地中10 m×10 m样方内所有植物种类分为乔木层、灌木层、草本层和层间植物[16]。在乔木层内分为2个亚层,第1个亚层植被的高度为6 m以上,第2亚层植被的高度为2~6 m,覆盖度为50%以上;5 m×5 m灌木层样方的高度一般在3 m以下,该层植被的覆盖度受上层林木的影响较大,覆盖度一般为30%~40%;2 m×2 m草本层样方内植被高度一般在1 m以下,覆盖度为10%以下,多为集聚生长或局部分布;层间植物主要为藤本植物,包括附生、寄生植物。并且与附近的2座山体(白云山和石花山)在物种组成和年龄结构上进行比较。

2.2.2种群发育阶段划分。采用空间替代时间法,将胸径的大小作为衡量其年龄大小的指标,参照林木发育阶段的划分方法[17],将不同胸径(DBH)大小的植物个体划分为5个年龄组:老树(DBH≥15.0 cm)、大树(11.0 cm≤DBH<15.0 cm)、中树(5.0 cm≤DBH<11.0 cm)、小树(1.0 cm≤DBH<5.0 cm)、幼树(1.0 cm

2.2.3种群空间结构特征。

2.2.3.1方差均值比率法。方差均值比率法[16]建立在Poisson分布的预期假设上,Poisson分布总体有方差(S2)和均值(X)相等的特性,即S2/X = 1。若S2/X >1,则种群趋于集群分布;若S2/X<1,则种群趋于均匀分布。方差和均值的计算方法如下:

2.2.3.2聚集强度指标。

(1)负二项参数(K)的计算:

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