天目山常绿阔叶林物种多样性分析

天目山常绿阔叶林物种多样性分析

黄成军（1007041029）

（江西师范大学生命科学学院 ，江西 南昌 330022) 摘要：在浙江省天日山国家级自然保护区内，采用一次性调查方法，研究常绿阔叶林群落物种多样性。样地大小为100ｍ×100m 。用激光对中全站仪测定每株树木坐标。根据树木的地径和胸径，把常绿阔叶林群落种群分为幼苗、幼树、小树、中树和大树等５个大小级。采用丰富度和多样性指数进行群落物种多样性分析。根据种．面积曲线确定最小取样面积。结果表明：在１hm2样地内，共记录到木本植物１２７种，其中乔木为７６种，灌木５１种。群落木本植物物种丰富度最高的是小树级，多达９９个物种，占群落木本植物总物种数的７８％。除幼树外，从幼苗到大树，物种多样性指数和优势种数呈增加趋势。要获得天日山常绿阔叶林群落８０％以上的木本植物种类，最小取样面积为4048m2，相当于边长为64ｍ的正方形。这可作为群落物种多样性一次性调查样地大小的参考依。

关键词：森林生态学；常绿阐叶林群落；物种多样性

1引言

常绿阔叶林是我国亚热带地区最复杂、生产力最高和生物多样性最丰富的地带性植被类型之一，对保护环境、维持全球性碳循环的平衡和人类的持续发展等都具有极重要的作用，因此，一直是生态学研究的热点。分布于浙江省天目山国家级自然保护区的常绿阔叶林是区内重点保护的植被类型，已对其许多方面开展了研究。作者通过１hm2（100ｍ×100ｍ）大样地一次性调查，研究常绿阔叶林群落最小面积与物种多样性关系，旨在掌握天目山常绿阔叶林群落的物种组成和和结构特点，为常绿阔叶林及其物种多样性调查，制定保护措施提供科学依据。

2研究区概况

浙江省天目山国家级自然保护区位于浙江西北部临安市境内的西天目山，地理位置为３

０。１８’３０” —30。２４’５５”Ｎ，１１９。２３ ４７”～１１９。２８ ２７”Ｅ，总面积1050ｈｍ２。年平均气温为８. ８～１４. ８ｃＩ＝；大于或等于１０℃积温２５００～５１００℃；年降水量1390～1870ｍｍ，相对湿度７６％～８１％。保护区地处中亚热带 北缘向北亚热带过渡的地带，受海洋暖湿气流影响，湿暖湿润，雨水充沛，森林植被十分茂盛。植被 分布有明显的垂直界限，自山麓到山顶垂直带谱为：海拔660m 以下为常绿阔叶林；660～1100m 为常绿、落叶阔叶混交林；1100m 以上为落叶阔叶林和落叶矮林。研究区植物区系古老，成分复杂，有种子植物1718种，其中国家重点保护植物３５种，占浙江省重点保护植物的６４％，有蕨类植物７１种，是华东地区植被保存较完好的地区之一。

3研究方法

在保护区内，选取常绿阔叶林群落较典型的地段设置样地，样地中心海拔为630m ，样地面积为1hm2（100m ×100m ）。用相邻格子调查方法，把样地划分为100个10m ×10m 的调查单元。在每个调查单元内，对高度大于或等于1.5m 的木本植物进行每木调查，记录每株树木的种类，测定树木胸 径、树高等因子；对高度小于1.5m 的木本植物，同样进行每木调查，调查因子除地径取代胸径外，其他因子相同。所有木本植物采用激光对中全站站仪测定坐标。

3.1数据处理

本研究采用Simpson 多样性指数、Shannon-Wiener 多样性指数与Pielou 均匀度指

数分析某地区常绿阔叶林的物种多样性。

（1）Simpson 多样性指数

该指数是Shmpson （1949）基于概率论提出的。其计算公式如下：

D = 1-∑P i 2

式中，D 为多样性指数，N 为群落（样地）全部种的个体数，n i 为第I 个种

的个体数。

（2）Shannon-Wiener 多样性指数

该指数是以信息论范畴的Shannon-Wiener 函数为基础的。其计算公式如下：

SW = —∑p i lnpi

或，SW = 3.3219 [lgN—(1/n)∑n i lgni ]

式中，SW 为多样性指数，p i 为第i 种的个体数的百分数，N 为群落全部个体总数，n i 为第i 种的个体数，3.3219为log 2到lg 的转换系数。

（3）均匀度

群落均匀度是指群落中各个种的多度的均匀程度。它的计算可通过多样性指数值和该群落样地种数、个体总数不变的情况下理论上具有的最大的多样性指数值的比值来度量的。因为这个理论值实际是在假定“群落中所有种的多度分布是均匀的”这个基础上来实现的。

如果物种多样性是基于Shmpson 指数，则当n i / N = 1/s时（s 为群落中总种数），有最大的物种多样性，可以推导出：

SP max = s(N—1) / (N—s)

则物种均匀度为：

E = SP / SPmax.

如果是基于Shannon-Wiener 指数，则最大的物种多样性为：

Swmax = —∑(1/s)log 2 (1/s) = log2 s,

因此物种均匀度的计算式为：

E = SW / SPmax = SW / log2 s.

4 结果与分析

4.1 各群落Simpson 多样性指数比较

样方A01群落中总种数24，全部种的个体数67，辛普森多样性指数0.856760971 样方A02群落中总种数12，全部种的个体数26，辛普森多样性指数0.837278107 样方A03群落中总种数8，全部种的个体数70，辛普森多样性指数0.213469388

样方A04群落中总种数25，全部种的个体数92，辛普森多样性指数0.905718336 样方A05群落中总种数22，全部种的个体数158，辛普森多样性指数0.846338728 样方A06群落中总种数23，全部种的个体数199，辛普森多样性指数0.87558395 样方A07群落中总种数18，全部种的个体数176，辛普森多样性指数0.867445764 样方A08群落中总种数12，全部种的个体数75，辛普森多样性指数0.808177778 多样性指数比较A04 A06 A07 A01 A05 A02 A08 A03 依次递减

4.2 各群落Shannon-Wiener 多样性指数比较

样方A01群落中总种数24，全部种的个体数67，Shannon-Wiener 多样性指数2.59544 样方A02群落中总种数12，全部种的个体数26，Shannon-Wiener 多样性指数2.12867911 样方A03群落中总种数8，全部种的个体数70，Shannon-Wiener 多样性指数0.573229153 样方A04群落中总种数25，全部种的个体数92，Shannon-Wiener 多样性指数2.736788812 样方A05群落中总种数22，全部种的个体数158，Shannon-Wiener 多样性指数

2.235218404

样方A06群落中总种数23，全部种的个体数199，Shannon-Wiener 多样性指数

2.539318546

样方A07群落中总种数18，全部种的个体数176，Shannon-Wiener 多样性指数

2.27595192

样方A08群落中总种数12，全部种的个体数75，Shannon-Wiener 多样性指数1.952978142 Shannon-Wiener 多样性指数比较A04 A01 A06 A07 A05 A02 A08 A03依次递减

4.3各群落均匀度指数比较

样方A01群落中总种数24，全部种的个体数67，均匀度指数11.89999507

样方A02群落中总种数12，全部种的个体数26，均匀度指数7.631234786

样方A03群落中总种数8，全部种的个体数70，均匀度指数1.719687459

样方A04群落中总种数25，全部种的个体数92，均匀度指数12.70925366

样方A05群落中总种数22，全部种的个体数158，均匀度指数9.967803624

样方A06群落中总种数23，全部种的个体数199，均匀度指数11.48676477

样方A07群落中总种数18，全部种的个体数176，均匀度指数9.490548815 样方A08群落中总种数12，全部种的个体数75，均匀度指数7.001353405

均匀度指数比较A04 A01 A06 A05 A07 A02 A08 A03依次递减

4.4 各指数间的相关性

从以上三个指数的比较，可以得出Simpson 多样性指数越高，Shannon-Wiener 多样性指数Simpson 多样性指数和均匀度指数也越高，三者基本成正相关，

Shannon-Wiener 多样性指数中只有A01群落不符合这一规律，均匀度指数只有A05群落不符合这一规律，处于误差范围之内；说明这两个多样性指数和均匀度可以用来分析群落。

5结果与讨论

在1hm2样地内共记录到木本植物１２７种，其中乔木为７６种，灌木５１种 为进一步分析木本植物物种多样性在空间的分布特征，根据地径和胸径对种群大小分级。选择地径和胸径，而不是树高作分级因子，是由于测树因子中，地径和胸径容易测定，且测量准确。共分５个大小级：①幼苗，树高≤1.5m ，地径＜１ｅｍ；②幼树，树高≤1.5m ，地径≥１ｃｍ；③小树， 树高＞1.5m ，胸径＜５ｃｍ；④中树，树高＞1.5m ，5cm ≤胸径≤１０cm ；⑤大树，树高＞1.5m ，胸径≥１０ｃｍ

常绿阔叶林群落是物种最丰富的森林群落类型之一。其物种多样性容易测定，但物种在群落中的作用，以及物种之间、物种与环境之间的相互关系十分复杂，需要进行长期的调查研究才能揭示其规律。研究发现所调查常绿阔叶林群落木本植物物种丰富度最高的大小级不在幼苗，也不在大树，而是中间的小树，这样的群落物种组成特征对天目山常绿阔叶林群落演替阶段的指示意义值得进一步研究 6参考文献

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