邵武市将石保护区野生建兰群落物种多样性研究

杨开兴

（福建省邵武市将石省级自然保护区管理处，福建邵武 354000）

建兰（Cymbidium ensifolium），属于国兰的一大种群，古代盛产于福建，故名建兰；有些建兰品种在一年内夏秋季节多次开花，故又称四季兰；为兰科（Orchidaceae）兰属（Cymbidium）地生草本植物，假鳞茎卵球形，包藏于叶基之内。叶2～6枚，带形，有光泽，前部边缘有时有细齿，关节位于距基部2～4 cm处。花葶从假鳞茎基部发出，直立，一般短于叶。生于疏林下、灌丛中、山谷旁或草丛中；广泛分布于东南亚和南亚各国，北至日本[1]。其叶姿优雅、香气扑鼻，还可入药使用，具有较高的园艺和药用价值。历史上，建兰曾在名门望族、文人雅士中地位极高。近些年，由于人为过度采挖及气候变化异常，建兰资源遭受到严重的威胁，野生资源逐年递减，已被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)[2]。因此，加强对建兰群落物种多样性的研究，对建兰野生资源保护和利用具有重要意义。

1 研究区域自然概况

福建省邵武市将石省级自然保护区始建于1986年，位于武夷山脉北段东南侧，东经117°14'11"～117°16'40"，北纬27°02'03"～27°05'21"，属中低山地貌，海拔300～536 m，为丹霞地貌[3]；属中亚热带东南季风性气候，四季分明，年平均气温17.7 ℃，1 月份平均气温6.8 ℃，7 月份平均气温27.5 ℃，受海洋性气候影响，气候温和湿润，夏季温凉，冬季稍寒冷，有霜雪[4]。全年日照时数1 763.2 h；受东南季风的影响，雨量充沛，年平均降水量1 846.6 mm，年平均相对湿度80.0%以上[5]。

2 研究方法

2.1 调查方法

根据该保护区的地形地貌特点，合理布设调查线路，在调查区域内，选取人为干扰较轻微、建兰保存较好的具有代表性地段布设样地，共设置20 m×20 m 样地5 个。每个样地内设5 m×5 m 灌木样地2 个，2 m×2 m 草本样地2 个，分别位于乔木层样地的其中一个对角和中心。调查乔木层物种、树高、胸径、冠幅等指标；调查灌木层物种、基径、株高、冠幅、株数；调查草本植物的物种、地径、株数、盖度、平均高度。

2.2 数据计算与处理

2.2.1 群落物种重要值的计算

各层次的物种重要值计算采用王本洋等[6-7]的计算方法：

乔木层的重要值=(相对多度+相对频度+相对优势度)/3

灌木层的重要值=(相对高度+相对频度+相对盖度)/3

草本层的重要值=(相对频度+相对盖度)/3

2.2.2 群落物种丰富度

物种丰富度（S）=出现在样方内的物种总数。

2.2.3 群落物种多样性

式中：N 为所有物种数目总数；Ni为第i种个体数；Pi为第i种个体数Ni占总个体数N 的比例，即Pi=Ni/N；S 为调查群落样地中的物种个数[8-9]。

3 结果与分析

3.1 建兰群落植物种类组成

此次调查范围内共记录到植物34科46属62种288株植物（见表1），植物群落种数最多的是壳斗科，其次是蔷薇科；从数量上看，壳斗科植物所占比重最大，为59.68%，其次是兰科，占到总株数的43.35%。

3.2 建兰群落植物区系组成

将石保护区建兰群落植物区系组成见表2[10-11]，建兰群落内有植物34 科46 属，分布类型分别为9、11个，其中，泛热带及其变型分布最多，有10 科10 属，分别占除世界分布的38.46%、23.26%；从科属的水平上看，建兰群落植物区系以泛热带及其变型类分布为主。

表2 建兰群落植物区系组成

3.3 建兰群落的垂直结构

建兰群落各层次高度的频率分布见图1，建兰群落中以Ⅰ到Ⅲ级的个体居多，占75.69%，主要集中于Ⅰ级，占54.86%。实地调查发现仅3 株狗脊（Woodwardia japonica）高达1.2 m，其余的草本层植株高度均落在Ⅰ级，草本层优势物种建兰的平均高度为0.56 m。灌木层植株高度主要在Ⅱ、Ⅲ级，Ⅳ到XⅢ级大多为乔木层植株。可见乔、灌、草三层层次级结构明显。

图1 建兰群落高度频率分布

3.4 建兰群落地径结构

此次调查共发现建兰24株，图2 为群落优势种建兰地径的频次分布，可知建兰个体最多的地径区间为Ⅲ级，占总个体数的33.33%，其次为Ⅳ级，占总个体数的29.17%。整个建兰群体地径分布似“金字塔型”，目前该保护区建兰群落年龄结构呈现出较不稳定型，幼苗及老龄建兰植株资源欠缺。

图2 群落中建兰群落地径分布

3.5 建兰群落物种多样性分析

3.5.1 各层次重要值分析

建兰群落乔木层24 种，灌木层23 种，草本层15种，分别占植物群落总种数的38.71%、37.10%、24.19%。根据测定结果，乔木层重要值前10的物种有9 种，其中7 种为壳斗科，石栎（Lithocarpus glaber）重要值最高，为42.05，壳斗科植物对乔木层多样性影响较大，限制了其他乔木层植物的生长。灌木层重要值大于10 的有9 种，其中秤星树（Ilex asprella）重要值最高，为66.77，为该群落的建群种，优势地位明显；其次是窄基红褐柃（Eurya rubiginosavar.attenuata），重要值为30.84。草本层重要值最大的为建兰，在草本层占有明显优势，其次为狗脊、淡竹叶（Lophatherum gracile），重要值均较高，重要值排前3的依次为建兰57.62%、狗脊47.75%、淡竹叶39.57%，其重要值均大于30%（见表3）。

表3 建兰群落各层物种重要值（仅列前15位）

3.5.2 各层次物种多样性指标

由表4 可知，乔木层的物种丰富度最高，其次是灌木层，草本层的物种丰富度最低；乔木层植物的Shannon-Wiener 多样性指数、Pielou 均匀度指数均为最高，但Simpson 优势度指数建兰群落最高的是草本层为0.1，其次灌木层，乔木层最低；表明建兰群落的草本层的物种丰富度低、优势种优势度大、多样性低、物种分布也不均匀,其主要优势种为建兰、狗脊、淡竹叶，重要值均大于30%。

表4 建兰群落各生长型物种多样性指标

4 结论与讨论

此次调查范围内共记录到植物34科46属62种288株植物，植物群落种数最多的是壳斗科，其次是蔷薇科。从科、属的水平上看，建兰群落植物区系以泛热带及其变型类分布为主。建兰群落植株高度以Ⅰ到Ⅲ级（0～3 m）的个体居多，占75.69%，实地调查发现仅3 株狗脊高达1.2m，其余的草本层植株高度均落在Ⅰ级，灌木层植株高度主要在Ⅱ、Ⅲ级，Ⅳ到XⅢ级大多为乔木层植株，乔、灌、草三层层次级结构明显。群落优势种建兰个体最多的地径区间为Ⅲ级(0.2 m＜Ⅲ≤0.3 m)，占总个体数的33.33%。

重要值是在计算、评估物种多样性时的重要指标，以综合数值表示植物物种在群落中的相对重要性的一个重要度量指标[12]。乔木层主要组成为壳斗科，其对乔木层多样性影响较大，限制了其他乔木层植物的生长。灌木层重要值最高的是秤星树，为该群落的建群种，优势地位明显，其次是窄基红褐柃。草本层重要值最大的为建兰，在草本层占有明显优势，其次为狗脊、淡竹叶，重要值均较高，均大于30%。

物种多样性可以优化生态系统的各种功能并为生态的平衡保持服务[13-14]。研究发现：乔木层的物种丰富度最高，其次是灌木层，草本层的物种丰富度最低；乔木层植物的Shannon-Wiener 多样性指数、Pielou 均匀度指数均为最高，但Simpson 优势度指数最高的是草本层，表明建兰群落草本层的物种丰富度低、优势种优势度大、多样性低，物种分布也不均匀。可见建兰群落中，因乔木层与灌木层物种丰富度高，导致草本层光照不充足，竞争不激烈，种类较少，优势种优势度高[15]。

该保护区具有独特的地理、区域优势及优越的生态环境，至今保留着半原始状态的丹霞地貌的天然林植被，典型的常绿阔叶林等生境类型较适合建兰的生长繁殖[16]。此次调查发现建兰在草本层中的重要值最高，但草本层的物种丰富度、均匀度指数、多样性指数均较低，故保护区应加强对建兰野生资源的保护，防止人为过度采挖，给予草本层足够的恢复期，并进行适当的科学研究，减少因气候变化异常而导致的群落物种骤减。