长江三峡地区退化生态系统植物群落物种多样性特征

长江三峡地区退化生态系统植物群落物种多样性特征内容摘要：

第18卷 第4期 生 1998年7月 态 学 18，N o． 4 V ol． 报 Jul， 1998 A CT A ECOL OGK A SIN ICA 长江三峡地区退化生态系统植物 群落物种多样性特征 贺金生① ① 陈伟烈① 江明喜② 中国科学院植物研究所 ③ 摘要 金义兴② 胡 东③ 北京 100093，② 中国科学院武汉植物研究所 首都师范大学生物系 路 鹏① 武昌 430074 北京 100037 以三峡地区退化生态系统植物群落样地资料为基础，研究了不同退化类型、不同退化程度植物群落的 物种多样性特征，分析了植物群落物种多样性与人为干扰和演替的关系。结果表明：受干扰较轻的退化类型， 群落物种多样性比自然生态系统高，受干扰较严重的退化类型，群落物种多样性比自然生态系统低。随着生 态系统的退化，群落物种丰富度先升高后又逐渐降低。从不同层次来看，乔木层物种多样性逐步减低，灌木层 和草本层物种多样性则表现出先升高后又逐渐降低。退化森林生态系统各层次的物种多样性表现为灌木层、 草本层＞乔木层，和地带性生态系统常绿阔叶林的灌木层（ 包括乔木幼苗和幼树） ＞乔木层＞草本层的格局 有显著差别。若以空间代替时间，则表现出随着演替进程群落物种多样性升高后又降低。从群落各层次来看， 乔木层随着演替进程物种多样性逐步升高，灌木层、草本层则先升高后又降低。 关键词： 退化生态系统，物种多样性，干扰，演替，三峡。 PLANT SPECIES DIVERSITY OF THE DEGRADED ECOSY┐ STEMS IN THE THREE GORGES REGION He Jinsheng ① ② ③ Abstract ① Jin Yixing Chen Weilie ② Hu Dong ① ③ Jiang M ingxi Lu Peng ② ① I nstitute of B otany ，Chinese A cademy of S ciences，B eij ing ， 100093，China W uhan I nstitute of B otany ，Chinese A cademy of S ciences，W uchang ， 430074，China Cap ital N ormal Univ ersity ，B eij ing ， 100037，China Plant species diversity of different types and different level of degraded ecosys- tems，and their correlation w ith human disturbance and succession w ere studied through field investigation T he results show ed that slightly degraded communities had a higher species diversity，w hile the serious degraded ones had a low er diversity. In the course of degradation，plant community richness slightly increased and then decreased．In respect of different layer，species diversity of tree layer， shrub layer and herb layer decreased w ith a slight increase in shrub layer and herb layer in the first phase．Species diversity of shrub * 中国科学院“八五”重点资助项目（ K S85 -107） 和“八五”国家科技攻关资助项目（85 -16 -06） 本文初稿承蒙马克平研究员提出宝贵意见，李振宇研究员鉴定标本，黄建辉先生在写作中给予帮助，特此致谢。 收稿日期：1996 -06 -04，修改稿收到时间：1997 -02 -17。 400 生 态 学 报 18卷 layer and herb layer w as larger than that of tree layer in the degraded forest types．T his pattern w as different from that for zonal evergreen broadleaf forest in w hich species diversity of shrub layer （ including seedling and sapling ） w as large than that of tree layer．T he specics diversily of herb layer w as the smallest ． If different place of different stage instead of time course w as used，community species diversity could increase and then decrease in the succcession of communities． In the light of different layers， the species diversity of tree layer largly increased w ith succession， w hile those of shrub layer and herb layer increased first ， and then decreased． Key words： degraded ecosystem，species diversity，disturbance，succession，the T hree Gorges Region． 2］ 生态学家对群落多样性的数量化和解释进行了不懈的努力［1， ，尽管在多样性的功能和意义方面存在 诸多疑问［3］ ，但是植物群落物种多样性（ 往往指植物种的多样性） 作为生态系统多样性最直接和最易于观 5］ 察研究的一个层次，一直受到重视。对植物群落多样性的研究多集中在自然生态系统方面［4， ，它们在揭示 群落与环境的关系上有重要作用。但是随着人们对自然资源不断开发利用，越来越多的生态系统变成了退 7］ 化生态系统。退化生态系统在结构和功能方面与自然生态系统相比都发生了改变［6， ，它们的物种多样性 特点一直是人们感兴趣的问题。本文试图通过对三峡地区主要退化生态系统类型植物群落物种多样性的 研究，揭示退化生态系统物种多样性的基本特征。 1 研究地区自然概况 三峡地区包括宜昌南津关至奉节的长江干流及两岸地区，北部包括大巴山以南至江边，南部包括长江 -清江分水岭至江边地段，包括一系列的峡谷和宽谷。长江由西向东横穿巫山，形成举世闻名的长江三峡。 三峡地区山地占67. 8％，丘陵台地占29. 5％，平地占0. 9％，其它为1. 8％［8］ 。气候属亚热带湿润气候，处在中 亚热带和北亚热带的过渡地带，年平均气温为16. 5～19. 0℃， 1月平均气温3. 4～7. 2℃， 7月平均气温达28 ～30℃，无霜期长达300～340d，该区降水丰沛，年平均降水量在1100mm 左右， 4～10月降水占全年的80％， 但7～8月常有伏旱。石灰岩在三峡地区广为分布，土壤以黄壤、红壤、黄棕壤、棕色石灰土、水稻土、冲积土 和粗骨土为主［8］ 。 三峡地区位于我国东部的中亚热带北缘，地带性植被是以栲（ Castanop sis） 、楠（ P hoebe） 为主的常绿阔 叶林［9］ 。由于人类活动的巨大影响，原始性强的自然植被只有在中山以上地段才能见到，现在广泛分布的 10］ 则是针叶林、针阔混交林、落叶阔叶林、灌丛和草丛等退化生态系统类型［7， （ 表1） 。三峡地区的针叶林主要 为 马尾松（ P inus massoniana） 林、柏木（ Cup ressus f unebris） 林及它们的疏林，落叶阔叶林主要有短柄 栎 （ Quercus g land ulif era var ． brev ip etiolata） 林，栓皮栎（ Q． v ariabilis） 林等，针阔混交林常见的有马尾松、栓皮 栎混交林。灌丛在三峡地区有着重要地位，其分布面积占库区总面积的20％，主要有黄栌（ Cotinus cog gy- g ria） 、 木（ L orop etalum chinense） 、荆条（ V itex neg und o） 、铁仔（ My rsine af ricana） 灌丛等。草从主要有扭黄 茅（ H eterop og on contortus） 、白茅（ I mp erata cy lind rica var ． maj or ） 、芒（ M iscanthus） 草丛等。 2.1 样地调查 样地的设置采用典型取样法。取样面积乔木样方为20×20m2，灌木样方、草丛样方10×10m2。每个乔木 样地设置4个10×10m2小样方， 4个10×10m2灌木样方， 4个10×10m2草本样方。记录项目主要包括：①乔木 的高度、枝下高、胸径、冠幅；②灌木和草本的高度、盖度、株数、物候期；③生境因子如海拔、坡向、坡度、坡 位、土壤类型等。 2.2 多样性指数的选择 测定群落物种多样性的指数常常是人们争论的焦点，有多种计算方法。为了能认真进行取舍，本文初 4期 贺金生等：长江三峡地区退化生态系统植物群落物种多样性特征 401 表1 三峡地区主要群落类型及分布的海拨、生境 Talbe 1 Main vegetation types and distribution in the Three Gorges Region 群落 Community types 海拔 Elevation 1 马尾松林 P inus massoniana forest 200～1000 2 杉木林 Cunninghamia lanceolata forest 600～1200 3 柏木木 Cup ressus f unebris forest 300～1000 4 栓皮栎林 Quercus v ariabilis forest 400～1200 5