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东莞风水林Beta多样性研究

2018-03-04余雪贵吴育璇

绿色科技 2018年11期
关键词:相似性群落人为

余雪贵 吴育璇

摘要:对东莞风水林Beta多样性进行了研究,结果表明:东莞风水林不同高度级间的Beta多样性表现一致,Sorensen相似性指数和Jaccard相似性指数均随着高度级差异的增大而减小,随着高度级差异的减小而增大,反映出不同高度级群落植被分布的空间差异,高度相差越大,植被分布差异越大。风水林树高分布反映出风水林中大树较少,小树较多,林冠层高度较低,说明人为干扰对风水林的林冠高度造成明显影响,需要加强对风水林大树的保护工作。

关键词:风水林;Beta多样性;高度级;Sorensen相似性指数

中图分类号:S718 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2018)11-0185-02

1 引言

风水林在我国已经存在有上千年的历史,是风水意识的产物,极具中国传统文化色彩,是我国的传统习俗与文化的重要组成部分[1]。近几年,一些学者开始对风水林的植物群落组成、生物多样性等方面开展了研究[1~4]。但对风水林进行群落Beta多样性的研究较少,而Beta多样性能反映出群落间多样性的差异,间接反映了不同群落间的植被组成、结构、分布等信息,是群落多样性研究的重要组成部分。本研究对东莞风水林进行树高的高度级划分,对不同高度级间进行Beta多样性计算分析,为风水林的群落多样性研究、风水林群落保护等工作提供数据基础和理论指导。

2 材料与方法

2.1 研究区概况

东莞市位于广东省中南部,地处南亚热带,研究样地位于东莞市中部的东坑镇(23°0′9″~23°0′23″N,113°54′52″~113°55′9″E)。年平均气温22.1℃,年平均降水量1800mm,4~9月为雨季,降雨量占全年的80%以上,并以台风雨居多。地貌类型为低丘台地,土壤为发育于花岗岩母质的赤红壤,土层较深厚。地带性森林植被类型为季风常绿阔叶林,优势种类为壳斗科、樟科、山茶科、大戟科、桃金娘科、杜英科、山矾科、梧桐科等的一些种类[4~6]。

2.2 样地调查

在风水林中设置5个400m2的样地(20m×20m),每个400m2划分为4个10m×10m的基本样方单元,总的样地面积为2000m2。调查的样地信息指标有群落类型、群落高度、经纬度、郁闭度等,群落指标有种名、胸径(起测胸径为1cm)、树高、枝下高等。

2.3 数据处理和分析

对调查植物进行高度级划分,分为1~6个等级,分别是:树高≤2m(等级1),2m<树高≤4m(等级2),4m<树高≤6m(等级3),6m<树高≤9m(等级4),9m<树高≤15m(等级5),15m<树高(等级6)。不同高度级归类为不同的组别,进行不同高度级间Beta多样性计算。

Sorensen相似性指数计算公式[7]:SI=2c/(a+b)。

Jaccard相似性指数计算公式[7]:CJ=c/(a+b-c)。

式中:SI为Sorensen相似性指数;CJ为Jaccard相似性指数;以上计算在Excel 2013中进行。

对风水林树高进行Histogram做图分析,在STA-TISTICA 10.0中进行。

3 结果与分析

3.1 风水林林冠高度分析

对风水林植被树高进行Histogram做图,如图1所示,可以看出主要树高集中在3~4m的区间,占比达41%,这部分植物主要位于林下层,说明风水林的林下层植被数量较多,群落具有较好的发展潜力。群落最高高度仅有25m,而且只有1株,高度大于20m的植株也仅有11株,占比仅有1.6%,与本地区高大乔木的树高相差较大,说明风水林仍然受到较大的人为干扰,导致大树较少,小树较多。10~15m是本研究区风水林的主要林冠高度,占比达11%。群落的平均树高为5.9m,主要位于林冠层下的次林冠层,5~6m的次林冠层占比达21%,是群落中数量仅次于3~4m林下层的部分。总的看来,本研究区风水林由于受到较多的人为干扰,导致大树较少,小树较多,但具有较大的发展演替潜力。

3.2 群落Beta多样性指数分析

在划分树高等级的基础上,对风水林群落进行Be-to多样性计算,求算的2个Beta多样性指数分别为So-rensen相似性指数和Jaccard相似性指数,结果分别为表1、表2。从表1可以看出,Sorensen相似性指数在每列中从上到下依次递减,说明树高相差越大,Sorensen相似性指数越小,群落多样性差异越大。在每行从左到右依次增加,说明随着树高相差越小,Sorensen相似性指数越大,群落多样性差异越小。

从表2可以看出,Jaccad相似性指数在每列中从上到下依次递减,说明树高相差越大,Jaccard相似性指数越小,群落多样性差异越大。在每行从左到右依次增加,说明随着树高相差越小,Jaccard相似性指数越大,群落多样性差异越小。总的看来,Sorensen指数和J ac~card指数的变化,说明了树高差异影响了群落的多样性Beta多样性在不同高度级上有明显的空间异质性,高度级相差越大Beta相似性越小。

4 结论与讨论

风水林由于受到人为干扰较大,在树高上表现出大树数量较少,小树数量较多。小树数量占比接近一半,说明群落的更新演替潜力较高,大树占比仅有1.6%,说明受到人为的干扰较为严重。树高的平均高度位于次林冠层,群落的林冠层主要是10~15m,比成熟的天然林林冠高度低,这都反映了在人为长期干扰下,群落的总体高度降低,可能是人们对高大木材的需求导致有意识的对高大树木进行砍伐。因此,本地区的风水林需要进一步加强保护,甚至需要进一步进行抚育帮助群落更新。

群落Beta多样性是衡量不同群落间多样性差异的指标,本文通过高度级划分进行群落Beta多样性计算,Sorensen相似性指数和Jaccard相似性指数均有一致表现。随着高度级差异的增大,相似性指数变小,群落间差异变大,而随着高度级差异的减小,相似性指数变大,群落间差异变小Beta多样性指数很好的表达出群落多样性在高度上的空间差异。

参考文献:

[1]唐光大,陈德平,罗思琦,等.广州从化市江埔风水林主要群落类型及其多样性初步研究[J].广东林业科技,2012(1):1~6.

[2]易绮斐,王发国,刘东明,等.广州市萝岗区风水林植物组成及群落结构分析[J].植物资源与环境学报,2012(1):104~110.

[3]徐瑞晶,庄雪影,莫惠芝,等.清远白湾石灰岩山区村落风水林植物物種多样性研究[J].华南农业大学学报,2012(4):513~518.

[4]吕浩荣,刘颂颂,朱剑云,等.人为干扰对风水林群落林下木本植物组成和多样性的影响[J].生物多样性,2009(5):458~467.

[5]朱剑云,莫罗坚,叶永昌,等.东莞森林生态系统碳储量研究[J].广东林业科技.,2011(2):22~29.

[6]吕浩荣,刘颂颂,叶永昌,等.人为干扰对风水林群落树种组成及多样性的影响[J].生态学杂志,2009,28(4):613~619.

[7]李俊清,牛树奎.森林生态学[M].2版.北京:高等教育出版社,2010:236~237.

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