濒危植物广西火桐群落特征研究

　　论文导读:：广西火桐野外种群和个体数量稀少。以期为濒危植物广西火桐的保护和可持续利用提供科学依据。有关其群落特征的研究尚未见报道。

　　论文关键词：广西火桐，濒危植物，群落特征

　　广西火桐(Erythropsis kwangsiensis)为梧桐科火桐属(Erythropsis)植物，分布区域狭窄，仅分布于广西中部至南部的石灰岩地区。其树干挺拔通直，材质轻、韧，易加工不开裂，为优良的工艺用材;花色金黄艳丽，花期长，具有极高的观赏价值，亦是珍贵的园林观赏树种。由于人类的过度利用，广西火桐野外种群和个体数量稀少，已处于濒危状态，在1999年8月国务院批准颁布的《国家重点保护野生植物名录(第一批)》中被列为国家2级重点保护植物[1]。目前，国内对广西火桐的研究甚少，仅对其资源分布状况和育苗技术进行了初步探讨[2-3]，有关其群落特征的研究尚未见报道。本研究应用植物群落生态学的研究方法，对广西火桐群落的种类组成、区系特点、群落结构及种群动态等进行研究，揭示其群落学特征，以期为濒危植物广西火桐的保护和可持续利用提供科学依据。

　　1.调查区域及其自然条件

　　调查区域为广西来宾市、靖西县等广西火桐野生资源数量相对较集中的地区生物论文，地理位置约106°27′～109°10′E，23°00′～23°57′N。该区域地处南亚热带，属亚热带季风气候区。根据广西气象局(1961～1970年)的气候资料，来宾市年平均气温为20.7℃，极端高温38.7℃，极端低温-3.3℃，年平均降水量1377.2㎜;靖西县年平均气温为19.1℃，极端高温37.8℃，极端低温-4.1℃，年平均降水量1546.3㎜论文开题报告范文。广西火桐分布于海拔800 m以下的山沟、山谷、山坡中下部及农耕地旁，土壤为石灰岩发育而成的石灰土，土层较薄，有机质中等。

　　2. 研究方法

　　2.1 样地调查

　　由于广西火桐成片分布少，通过调查目前仅发现3个数量较多的种群，因此根据实际分布情况，设置3个典型样地，样地环境资料见表1。各样地面积20m×20m，每个样地划分为16个5m×5m的小样方，记录样地内所有高3m以上乔木树种的种名、高度、胸径、冠幅、枝下高等。样地内按对角线分别设4个5m×5m的灌木样方和2m×2m的草本样方，记录每种灌木和草本植物的种名、多度、高度、盖度等[4]。

　　表1调查样地环境资料

　　编号样地取样面 积(㎡)海拨(m)坡向坡度覆盖度

　　Q1来宾北五乡回龙村400263W5°90

　　Q2靖西化垌乡维新村400784WN20°95

　　Q3靖西湖润镇新灵村400464EN30°92

　　2.2 数据分析

　　采用吴征镒[5]中国种子植物属的分布区类型划分方案分析群落的区系组成;按Raunkiaer[6]生活型分类系统统计群落的生活型谱;选用反映物种优势度的重要值(Ⅳ)作为多样性指数的测度指标，物种多样性采用Simpson指数、Shannon-Wienner指数和Pielou指数测度[7]。

　　乔木重要值(Ⅳ)=相对密度+相对频度+相对显著度

　　物种丰富度指数：S=出现在样地的物种数

　　Simpson多样性指数：D =1- ∑Pi2

　　Simpson-Wienner指数：H =-∑Pi lnPi

　　Pielou均匀度指数：Jsw = (-∑Pi lnPi)/lnS Jsi=(1-∑Pi2)/(1-1/S)

　　式中：S为种i所在样地的物种总数，即物种丰富度指数;Pi为种i的相对重要值。

　　3结果与分析

　　3.1 群落种类组成

　　根据样方调查资料统计，广西火桐群落共有维管束植物152种，隶属于68科122属，其中蕨类植物9科11属11种，单子叶植物6科13属16种，双子叶植物53科98属125种。

　　群落中含种数较多的科有大戟科(Euphorbiaceae，13种)、菊科(Compositae，11种)、荨麻科(Urticaceae，8种)、桑科(Moraceae，7种)、蓼科(Polygonaceae，5种)、芸香科(Rutaceae，4种)、鸭趾草科(Commelinaceae，4种)、禾本科(Agrostidoideae，4种);含种数较多的属有榕属(Ficus，5种)、苎麻属(Boehmeria生物论文，4种)、蓼属(Polygonum，4种)。此外，在科属组成上，只含1种的科有35科，占总科数的51.5﹪;只含1种的属有105属，占总属数的86.1﹪。可见，广西火桐群落的植物种类丰富，科属组成较分散，具有亚热带植物群落科属组成的一般特征。

　　3.2 区系地理成分

　　根据吴征镒种子植物属的分布区类型划分标准，广西火桐群落种子植物属可归为11个分布区类型(表2)。由表2可见，在111属种子植物中，属于热带成分的(2-7)有90属，占81.1%，其中泛热带分布及其变型最多，有37属，占总属数的33.4%，其次是热带亚洲分布及其变型，占16.2%，第3是旧世界热带分布及其变型，占14.4.4%，三者共占总属数的64.0%。温带类型的(8-14)有13属，仅占总属数的11.7%，其中以东亚和北美洲间断分布最多，有6属，占5.4%，北温带分布的属最少，仅何首乌属(Fallopia)1属。从属的区系地理成分来看，该植物区系热带性质明显。

　　表2 广西火桐群落种子植物属的分布区类型

　　分布区类型属数占总属数的百分比 (%)

　　1 世界分布Cosmopolitan87.2

　　2 泛热带分布及其变型Pantropic3733.4

　　3热带亚洲和热带美州间断分布 Trop.Asia and Trop.Amer.disjuncted43.6

　　4旧世界热带分布及其变型 Old World Tropics1614.4

　　5 热带亚洲至热带大洋洲分布及其变型 Trop.Asia to Trop. Austrralasia43.6

　　6 热带亚洲至热带非洲分布及其变型 Trop.Asia to Trop.Africa119.9

　　7 热带亚洲分布及其变型 Trop. Asia (Indo-Malesia)1816.2

　　8 北温带分布 North Temperature10.9

　　9 东亚和北美洲间断分布 E. Asia and N. Amer.disjuncted65.4

　　10 旧世界温带分布及其变型 Old World Temperate21.8

　　14 东亚分布及其变型 East Asia43.6

　　合计 Total111100

　　3.3 群落外貌

　　3.3.1 生活型 生活型是植物对综合生境条件长期适应而在外貌上表现出来的植物类型，群落外貌主要由群落组成种类的生活型决定。根据Raunkiaer的生活型分类系统，绘制广西火桐群落维管束植物生活型图谱(见图1)。从生活型图谱可看出，广西火桐群落中以高位芽植物(1-4)的种类最多，共有94种，占总数的61.8%，地上芽植物次之，有27种，占17.8%生物论文，地面芽植物15种，占9.9%，一年生植物12种，占7.9%，地下芽植物最少，4种，占2.6%;高位芽植物中，矮高位芽植物最多，有35种，占23.0%，其次是藤本高位芽植物，26种，占17.1%，中高位芽植物18种，占11.8%，小高位芽植物最少，15种，占9.9%，群落中没有高30m以上的大高位芽植物论文开题报告范文。另藤本、地面芽及一年生植物比例较高，表明群落受到相当程度的干扰，次生林特征较明显。

　　广西火桐群落中共有乔木树种23种，目前构成乔木层的有11种，其中落叶种类5种(广西火桐、野柿 Diospyros kaki var. silvestris、尾叶紫薇 Lagerstroemia caudata、圆叶乌桕 Sapium rotundifolium、枫香 Liquidambar formosana等)，占45.5%，这些落叶种类均为群落上层树种，在个体数量上占绝对优势，它们在干季或开花座果期(如广西火桐)落叶或明显换叶，体现出一定的季相变化，群落植被类型表现为非地带性植被石灰岩山森林类型中的常绿落叶阔叶混交林类型 [8]。

　　图1　广西火桐群落生活型谱

　　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 叶级谱和叶的其他性质

　　采用C.Raunkiaer的分类方法，广西火桐群落组成种类中共有152种维管束植物，除金灯藤为无叶植物外，其余151种有叶维管束植物的叶级统计结果见表3、表4：从表3来看，广西火桐群落以中型叶居多，为109种，占72.2﹪，其次为小型叶和大型叶生物论文，分别占总数的13.9和12.6。由于是从形态学上统计，所以有部分大型叶和中型叶种类，它们分别为复叶和蕨类植物。如果从生理学上统计，则大型叶减为10种，占6.6﹪，中型叶减为104种，占68.9﹪，小型叶增至35种，占23.2﹪。

　　在叶的其他性质方面，从表4来看，广西火桐群落组成种类的叶型以单叶为主，占84.1﹪，叶质中纸质叶占64.2﹪;叶缘以全缘叶为多数，占64.9﹪。可见，广西火桐群落维管束植物以纸质、单叶、全缘、中型叶为主。

　　表3 广西火桐群落的叶级谱

　　叶级大型叶中型叶小型叶细型叶合计

　　种数19109212151

　　百分比 (﹪)12.672.213.91.3100

　　表4 广西火桐群落的叶型、叶质及叶缘

　　类型叶型　叶质　叶缘

　　单叶 复叶　革质 纸质 膜质 肉质　全缘 有齿

　　种数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 群落垂直结构

　　广西火桐群落垂直结构较为复杂，成层现象明显，可分为乔木层、灌木层和草本层3个基本层次。乔木层的结构大致有两种情形：一种是Q1样地的乔木层结构，乔木层可分为两个亚层，第Ⅰ亚层高10-20米，这是群落的主林冠层，覆盖度80%，由群落中少数几种乔木伸出林冠层之外形成，以广西火桐在该层中的数量最多，占63.6%，属优势成分。这一层的树种除广西火桐外，有尾叶紫薇、假玉桂(Celtis timorensis)等，但这些种类的个体数量不多，每种仅1-2株。第II层亚高3-10米，覆盖度约40%，除了乔木I层的物种外，主要树种有灰毛浆果楝(Cipadessacinerascens)、斜叶榕(Ficus tinctoria)、黄椿木姜(Litsea variabilis)等;另一种情形是Q2、Q3两个样地，群落遭受过一定程度的人为破坏，已封育十多年。群落高8米左右，乔木层只分为一层，高3-8米，乔木层覆盖度80%-85%生物论文，广西火桐和水东哥(Saurauia tristyla)为优势成分，其余主要树种有灰毛浆果楝、野柿、圆叶乌桕、秋枫、枫香等。

　　灌木层高1-3米，共有35种，其中有乔木层树种18种，灌木17种，覆盖度为40%左右。乔木层树种幼苗幼树较多的有水东哥和灰毛浆果楝2种，广西火桐的幼苗幼树较少。主要的灌木有山石榴(Catunaregam spinosa)、石山花椒(Zanthoxylum calcicola)、红背山麻杆(Alchornea trewioides)、杜茎山(Maesa japonica)、野牡丹(Melastoma candidum) 、粗糠柴(Mallotus philippensis)、八角枫(Alangium chinense)等。

　　草本层植物种类较多，有74种。该层植物分布不均匀，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组成论文开题报告范文。常见的有蔓生莠竹(Microstegium vagans)、荩草(Arthraxon hispidus)、长叶假糙苏(Paraphlomis lanceolata) 、火炭母(Polygonum chinense)、三叶鬼针草(Bidens cernua)、淡竹叶(Lophatherum gracile)等。

　　除乔木层、灌木层和草本层外，广西火桐群落的层间植物种类相当丰富，共有30种。它们大多攀援或缠绕在树木上，亦或匍匐于地面及岩石上。主要有牛尾菜(Smilax riparia)、广西崖爬藤(Tetrastigma kwangsiense)、无刺拔葜(Smilax mairei)、粉叶轮环藤(Cyclea hypoglauca)、鸡矢藤(Paederia scandens)络石(Trachelospermumjsaminoides)、五叶薯蓣(Dioscorea pentaphylla)、石柑子(Pothos chinensis)等。

　　3.5 物种多样性

　　群落物种多样性指数是群落中种数及其均匀度的综合指标，物种多样性指数愈高，则群落所含信息量大，具有更大的复杂性，更能缓冲外界的影响，具有更高的稳定性[9]。根据调查资料统计出各样地的多样性指数(表5、表6)。从表5来看，位于沟谷溪边，水湿条件相对优越的Q1样地的物种丰富度最高，有63种植物，而处于坡地的Q2、Q3样地的物种丰富度稍小，分别为53种和50种。3个调查样地中不同层次的物种丰富度大小基本表现为草本层>层间植物>灌木层>乔木层。由表6来看，各样地的多样性指数和均匀度指数均较低，但因环境条件的不同仍表现出一定的差异， Q1样地的物种多样性指数和丰富度指数最高，而Q2样地的均匀度指数最高。其结果表明，群落在遭受了一定程度的人为干扰后，尚处于恢复阶段，多样性指数较低，结构不稳定。

　　表5　各样地物种丰富度比较

　　样 地乔木层物种数灌木层物种数草本层物种数层间植物种数总物种数

　　Q11411241463

　　Q261325852

　　Q377261151

　　3个样地合计23257430152

　　表6　广西火桐群落多样性指数和均匀度

　　样 地多样性指数丰富度指数均匀度指数

　　DHJsw Jsi

　　Q10.64701.32020.5002 0.6967

　　Q20.60021.25050.6979 0.7203

　　Q30.56680.93530.4806 0.6613

　　3.6　广西火桐种群动态

　　组成植物群落的乔木种群的年龄结构，可反映其在群落中的发展趋势，从而揭示植物的动态发展方向[10]。由于用生长锥钻取木芯困难，因而在调查中采用测量广西火桐各个体的树高、胸径来代替年龄结构分析。根据样方统计资料，广西火桐种群个体数量共计229株，在群落中的各个层次都有分布生物论文，但林下幼苗幼树较少， 3m以下的个体数量为54株，占整个种群数量的23.6%;高3-8m、胸径20cm以下的个体数量为168株，占种群数量的73.3%，这是群落乔木层的主要组成部分;高8m以上、胸径20cm以上的个体很少，仅为7株，占种群数量的3.1%。调查中发现，广西火桐种群遭受人为活动干扰的程度较严重，种群中含有一定数量砍伐后的萌发株，其中3m以下的萌发株有27株，3-8m的有57株，共计84株，占整个种群数量的36.7%。种群年龄结构表明，整个种群目前尚处于不稳定状态，为间歇型种群，因而必须采取保护措施，对现有种群进行保护并促进其自然更新及生长发育能力，以避免其遭受进一步的破坏而向衰退型种群方向发展。

　　4　结论与讨论

　　根据调查，广西火桐群落含维管束植物68科122属152种，其中蕨类植物9科11属11种，单子叶植物6科13属16种，双子叶植物53科98属125种。所含种数较多的科有大戟科、菊科、荨麻科、桑科、蓼科，含种数较多的属有榕属、苎麻属、蓼属论文开题报告范文。在科属组成上，单种科和单种属分别占总科数的51.5﹪和总属数的86.1﹪，其科属组成分散 ，偶见种或随遇种较多;群落区系成分复杂，具明显的热带性质，属的分布区类型以泛热带和热带亚洲为主。

　　广西火桐群落植物生活型以高位芽植物为主，其中又以矮高位芽植物占优势。叶片以纸质叶为主，与亚热带常绿阔叶林革质叶占优势的特征不同[11];其单叶、全缘、中型叶为主的特征则与亚热带常绿阔叶林单叶、全缘、中型叶占优的特征相一致[12-13]。群落结构复杂，成层现象明显，不同层次的物种丰富度大小表现为草本层>层间植物>灌木层>乔木层，物种多样性指数和均匀度指数均较低。广西火桐在群落中处于优势地位，为群落中的优势种和建群种，其他优势种数目较少。由于广西火桐群落是在遭受一定程度人为干扰后形成的次生林，群落尚处于恢复之中生物论文，因而群落结构的稳定性差，次生林特征较明显。

　　岩溶生态系统具有脆弱性，抗外界干扰能力弱，植被易于破坏难于恢复 [14]。由于广西火桐群落所处海拔较低，而且尚未被列为保护点而得以有效保护，因而易受人为的干扰和破坏，群落中草本植物和藤本植物较多，以及较多的萌发植株即为有力证明。鉴于目前广西火桐的种群状况，必须尽快采取保护措施，对现有广西火桐的个体和种群进行就地保护，开展种群恢复工作，以使得该群落朝着稳定型的演替方向发展。同时，积极开展迁地保护研究工作，由于广西火桐具有种子发芽率高、幼苗期具有一定速生性的特点，可在繁殖育苗获得大量个体的基础上，根据其生态生物学特性，选择适宜区域，作为石山造林及园林观赏树种推广应用，使其种质资源得以有效保护和利用。

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