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地形部位对贵州茂兰喀斯特森林群落结构及物种多样性的影响

秦随涛 龙翠玲 吴邦利

秦随涛, 龙翠玲, 吴邦利. 地形部位对贵州茂兰喀斯特森林群落结构及物种多样性的影响[J]. 北京林业大学学报, 2018, 40(7): 18-26. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170466
引用本文: 秦随涛, 龙翠玲, 吴邦利. 地形部位对贵州茂兰喀斯特森林群落结构及物种多样性的影响[J]. 北京林业大学学报, 2018, 40(7): 18-26. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170466
Qin Suitao, Long Cuiling, Wu Bangli. Effects of topographic sites on the community structure and species diversity of karst forest in Maolan, Guizhou Province of southwestern China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2018, 40(7): 18-26. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170466
Citation: Qin Suitao, Long Cuiling, Wu Bangli. Effects of topographic sites on the community structure and species diversity of karst forest in Maolan, Guizhou Province of southwestern China[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2018, 40(7): 18-26. doi: 10.13332/j.1000-1522.20170466

地形部位对贵州茂兰喀斯特森林群落结构及物种多样性的影响

doi: 10.13332/j.1000-1522.20170466
基金项目: 

国家自然科学基金项目 31660107

贵州省自然科学基金项目 黔科合J字(2012)2280号

详细信息
    作者简介:

    秦随涛。主要研究方向:环境生态学。Email:1764993215@qq.com 地址:550001贵州省贵阳市宝山北路180号贵州师范大学地理与环境科学学院

    责任作者:

    龙翠玲,博士,教授。主要研究方向:森林生态学。Email:longcuiling898@163.com 地址:同上

  • 中图分类号: S718.54+2

Effects of topographic sites on the community structure and species diversity of karst forest in Maolan, Guizhou Province of southwestern China

  • 摘要: 目的地形是导致植物群落结构异质性的重要因素,了解茂兰喀斯特森林木本植物群落结构及物种多样性的地形差异,对揭示喀斯特森林的物种维持机制具有重要意义。方法根据群落调查法进行样地调查,分析植物群落结构。采用Margalef丰富度指数(D)、Pielou均匀度指数(J)、Simpson优势度指数(M)和Shannon-Wiener多样性指数(H)等多样性指标研究3种地形部位(槽谷、坡地、漏斗)群落乔木层和灌木层的物种多样性。结果(1) 在研究区内,槽谷森林共有木本植物81种,隶属39科63属;漏斗森林木本植物共有80种,隶属39科61属;坡地森林木本植物共有69种,隶属35科58属。槽谷森林的物种区系组成最复杂,其次是漏斗森林,坡地森林的物种区系组成最简单。3种地形部位的优势种主要是樟科、蔷薇科、漆树科和山茱萸科植物等。30个样地的PCA排序结果反映了群落类型与环境梯度之间的关系,影响群落物种组成差异的主要环境因子为光照、水分和土壤。(2)3种地形部位群落乔木层中轮叶木姜子的重要值最大,是群落的优势种,青冈栎、四照花和翅荚香槐的重要值低于轮叶木姜子,是群落乔木层的亚优势种,皱叶海桐是灌木层的优势种。(3)3种地形部位木本植物生活型以中高位芽和小高位芽植物为主,大高位芽植物最少。坡地森林以小高位芽植物占优势,而漏斗和槽谷森林以中高位芽植物为主。(4)3种地形部位乔木层物种多样性指数为槽谷>漏斗>坡地,但灌木层物种多样性指数则表现为槽谷>坡地>漏斗。结论在3种地形中,槽谷森林的物种区系组成最复杂,物种多样性最丰富,群落优势种为轮叶木姜子和皱叶海桐,木本植物生活型以中高位芽和小高位芽植物为主,光照、水分和土壤条件是影响不同地形群落分布格局的主要环境因子。

     

  • 图  1  3种地形部位30个样地物种多度的PCA排序图

    Figure  1.  Principal component analysis in species richness of 30 plots at three different topography sites

    表  1  3种地形部位木本植物科、属、种组成

    Table  1.   Composition of species, genera and families of woody plants at different topography sites

    科名Family name 槽谷Valley 漏斗Funnel 坡地Hillside
    属数Genus number 种数Species number 属数Genus number 种数Species number 属数Genus number 种数Species number
    樟科Lauraceae 6 9 6 8 6 7
    蔷薇科Rosaceae 5 7 5 8 5 6
    山茱萸科Cornaceae 2 3 3 4 3 4
    壳斗科Fagaceae 2 3 2 2 2 4
    漆树科Anacardiaceae 3 4 3 3 2 2
    大戟科Euphorbiaceae 2 2 2 2 3 4
    芸香科Rutaceae 3 4 2 2 3 3
    马鞭草科Verbenaceae 3 3 2 2 3 3
    金缕梅科Hamamelidaceae 2 2 1 1 2 2
    茜草科Rubiaceae 2 2 1 1
    苦木科Simaroubaceae 2 2 1 2
    无患子科Sapindaceae 2 2 2 2 2 2
    五加科Araliaceae 2 2 2 3 2 3
    百合科Liliaceae 1 1 1 1
    鼠李科Rhamnaceae 1 1 2 2 1 1
    榆科Ulmaceae 2 2 2 2 2 2
    杜英科Elaeocarpaceae 2 3
    红豆杉科Taxaceae 1 1 1 1
    桦木科Betulaceae 1 1
    柿树科Ebenaceae 1 2 1 2 1 2
    槭树科Aceraceae 1 4 1 6 1 2
    榛科Corylaceae 1 1 1 1 1 1
    小檗科Berberidaceae 1 1 1 1 1 1
    卫矛科Celastraceae 1 1 1 1 1 1
    金丝桃科Hypericaceae 1 1 1 1 1 1
    梧桐科Sterculiaceae 1 3 1 2 1 2
    八角科Illiciaceae 1 1
    杜鹃花科Ericaceae 1 1
    海桐花科Pittosporaceae 1 2 1 2 1 2
    冬青科Aquifoliaceae 1 2 1 2 1 1
    蝶形花科Papilionaceae 1 1 1 1 1 1
    五福花科Adoxaceae 1 2 1 2 1 1
    马尾树科Rhoipteleaceae 1 1
    桑科Moraceae 1 1
    木兰科Magnoliaceae 1 1
    木犀科Oleaceae 1 1
    鞘柄木科Toricelliaceae 1 1 1 1
    山矾科Symplocaceae 1 1 1 1 1 1
    胡桃科Juglandaceae 1 1 1 1 1 1
    忍冬科Caprifoliaceae 1 1 1 1
    荨麻科Urticaceae 1 1 1 1 1 1
    桃金娘科Myrtaceae 1 1
    胡颓子科Elacegnaceae 1 1 1 1
    茶茱萸科Icacinaceae 1 1 1 1 1 1
    山榄科Sapotaceae 1 1 1 1 1 1
    南天竹科Nandinaceae 1 1 1 1 1 1
    合计Total 63 81 61 80 58 69
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    表  2  PCA排序统计结果

    Table  2.   Summary statistics table for the four PCA ordination results

    统计量
    Statistics
    第1轴
    The first axis
    第2轴
    The second axis
    第3轴
    The third axis
    第4轴
    The fourth axis
    特征值Eigenvalue 0.402 0.116 0.066 0.058
    解释变异量(累计) Explained variance (accumulative total) 40.2 51.8 58.5 64.3
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    表  3  群落乔灌木物种重要值

    Table  3.   Importance values of species in tree and shrub layers of the community

    层次
    Layer
    物种
    Species
    株数
    Plant number
    RA/% RP/% RF/% IV/%
    乔木层
    Tree layer
    轮叶木姜子Litsea verticillata 519 16.56 42.84 4.09 21.16
    青冈栎Cyclobalanopsis glauca 155 4.94 14.90 3.75 7.86
    四照花Cornus japonica var. chinensis 205 6.54 7.68 3.24 5.82
    翅荚香槐Cladrastis platycarpa 157 5.01 7.72 4.26 5.66
    狭叶润楠Machilus rehderi 255 8.13 2.14 4.43 4.90
    巴东荚蒾Viburnum henryi 129 4.11 3.66 3.24 3.67
    香港四照花Dendrobenthamia hongkongensis 97 3.09 4.17 2.90 3.39
    香叶树Lindera communis 137 4.37 0.66 3.92 2.98
    圆叶乌桕Sapium rotundifolium 81 2.58 1.72 3.07 2.46
    齿叶黄皮Clausena dunniana 95 3.03 0.35 3.92 2.43
    黄梨木Boniodendron minus 98 3.13 1.18 2.90 2.40
    柿树Diospyros kaki 83 2.65 0.48 3.92 2.35
    梓叶槭Acer catalpifolium 92 2.93 0.49 3.58 2.33
    云贵鹅耳枥Carpinus pubescens 83 2.65 0.93 3.24 2.27
    桂皮Cinnamomum wilsonii 107 3.41 0.15 3.07 2.21
    朴树Celtis sinensis 98 3.13 0.41 3.07 2.20
    灌木层
    Shrub layer
    皱叶海桐Pittosporum crispulum 217 15.51 33.21 9.30 19.34
    裂果卫矛Euonymus dielsianus 179 12.79 14.96 7.75 11.83
    革叶铁榄Sinosideroxylon wightianum 146 10.44 13.04 8.91 10.80
    南天竹Nandina domestica 175 12.51 11.03 8.53 10.69
    湖北十大功劳Mahonia fortunei 76 5.43 9.46 8.14 7.68
    石岩枫Mallotus repandus 116 8.29 3.40 10.85 7.51
    球核荚蒾Viburnum propinquum 54 3.86 10.55 4.65 6.35
    异叶梁王茶Nothopanax davidii 147 10.51 0.08 3.10 4.56
    长梗罗伞Brassaiopsis glomerulata 34 2.43 1.43 3.49 2.45
    中华蚊母树Distylium chinense 44 3.15 0.03 3.88 2.35
    胡颓子Elaeagnus retrostyla 35 2.50 0.05 5.43 2.66
    粗丝木Gomphandra tetrandra 35 2.50 0.07 4.65 2.41
    苦木Picrasma quassioides 34 2.43 0.01 4.26 2.23
    六月雪Serissa japonica 33 2.36 0.01 1.55 1.31
    吴茱萸Evodia rutaecarpa 11 0.08 0.01 3.49 1.19
    小叶冬青Ilex ficoidea 14 1.00 0.01 1.94 0.98
    注:RA代表相对多度;RP代表相对显著度;RF代表相对频度;Ⅳ代表重要值。
    Notes:RA,relative abundance;RP, relative prominence;RF, relative frequency;Ⅳ, importance value.
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    表  4  3种地形部位木本植物生活型组成

    Table  4.   Life form composition of woody plants at different topography sites

    生活型组成Life formcomposition 坡地Hillside 槽谷Valley 漏斗Funnel
    种数Number of species 占比Percentage/% 种数Species number 占比Percentage/% 种数Species number 占比Percentage/%
    大高位芽植物Megaphanerophyte 5 7.2 13 16.0 26 32.5
    中高位芽植物Mesophanerophyte 12 17.4 31 38.3 29 36.3
    小高位芽植物Microphanerophyte 30 43.5 21 25.9 15 18.7
    矮高位芽植物Nanophanerophyte 22 31.9 16 19.8 10 12.5
    合计Total 69 100 81 100 80 100
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    表  5  3个地形部位乔灌层物种多样性指数

    Table  5.   Species diversity indexes in tree and shrub layers of the community at three different topography sites

    乔木层Tree layer 灌木层Shrub layer
    S D J M H S D J M H
    漏斗Funnel 49 6.7869 0.8270 0.1750 3.0506 26 3.8212 0.7266 0.2736 2.4679
    槽谷Valley 60 8.6050 0.8363 0.1637 3.4241 35 5.4943 0.7575 0.2425 2.6372
    坡地Hillside 40 5.6409 0.6901 0.3041 2.6858 34 5.1428 0.7418 0.2582 2.5623
    注:S.总物种数;D. Margalef丰富度指数;J.均匀度指数Pielou指数;M. Simpson优势度指数;H. Shannon-Wiener多样性指数。
    Notes:S, total species number;D, Margalef richness index;J, Pielou eveness index;M, Simpson dominance index;H, Shannon-Wiener diversity index.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-12-25
  • 修回日期:  2018-03-20
  • 刊出日期:  2018-07-01

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