黔中喀斯特植被自然演替过程中物种组成及多样性研究

黔中喀斯特植被自然演替过程中物种组成及多样性研究内容摘要：

林 业 科 学 研 究 　2008, 21 ( 5 ) : 669 ～674 Forest R esea rch 　　文章编号 : 1001 21498 ( 2008 ) 05 20669 206 黔中喀斯特植被自然演替过程中物种 组成及多样性研究 — — —以贵州省普定县为例 司 彬 1, 2 , 姚小华 13 , 1 任华东 , 1 李 生 , 何丙辉 2 ( 1. 中国林业科学研究院亚热带林业研究所 ,国家林业局亚热带林木培育重点开放性实验室 ,浙江 富阳 　311400; 2. 西南大学资源环境学院 ,重庆 　400716) 摘要 : 根据植物群落的特征 ,将黔中喀斯特地区石漠化后植被自然演替过程分成草丛阶段 、 草灌阶段 、 藤刺灌丛阶 段、 次生乔林阶段和常绿阔叶林阶段 ,应用物种丰富度指数 、Simp son指数 、Shannon Ο W iener指数和 Pielou均匀度指数 分别研究各演替阶段草本层 、 灌木层 、 乔木层和群落总体的物种多样性 。结果表明 : 在植被演替过程中 ,物种多样性 从草丛阶段开始增加 ,草本层到藤刺灌丛阶段达到峰值 ,随后下降 ; 灌木层 、 乔木层和群落总体则增长到次生乔林阶 段达到峰值 。草丛阶段和草灌阶段物种多样性为草本层 >灌木层 ; 藤刺灌丛阶段乔木层物种多样性最低 ,草本层与 灌木层物种多样性大小对比因测度方法不同而有差异 ; 次生乔林阶段和常绿阔叶林阶段物种多样性为灌木层 >草 本层 >乔木层 。黔中喀斯特地区石漠化后在人为干扰较小的情况下 ,植物群落由草本植物占优势逐渐向灌木和乔 木树种占优势转移 ,并最终形成喀斯特森林 。 关键词 : 喀斯特植被 ; 自然演替 ; 物种组成 ; 物种多样性 ; 黔中 中图分类号 : S754. 1 　　　　　文献标识码 : A Spec ies Com position and D iversity in the Process of Na tura l Succession of Karst Vegeta tion in Cen tra l Gu izhou: Ca se Study of Pud in g Coun try in Gu izhou 1, 2 S I B in , YAO X iao2hua , R EN Hua 2dong , L I S heng , HE B ing 2hu i 1 1 1 2 ( 1. Research Institute of Subtrop ical Forestry, CAF; Key Laboratory of Subtrop ical Tree B reeding and Cultivation, State Forestry Adm inistration, Fuyang　311400 , Zhejiang, China; 2. College of Resource and Environment, Southwest China University, Chongqing　400716, China) Abstract: The p rocess of natural succession of vegetation in Karst rocky desertification area in central Guizhou was divided into the herbosa stage, the stage of herbosa 2shrub, the stage of vine 2shrub, the stage of subaltern tree forest and the stage of evergreen broad 2leaved forest according to the characteristic of p lant community. The species diversities in the layers of herb, shrub, tree and comm unity at different successional stages were measured by the methods of species abundance, Simp son index, Shannon 2W iener index and Pielou ’s evenness index. The results showed that the diversity indices in herb layer rose steadily after the succession developed from the herbosa stage, and reached the m axim um in the stage of vine 2shrub, then decreased gradually. The diversity indices in shrub 收稿日期 : 2007 204 208 基金项目 : 国家林业局重点项目“石漠化地区植被恢复与生态重建技术试验示范 ”( 2003 2053 2L53 ) ; 国家林业重点工程科技支撑项目 “喀斯特石漠化地区植被恢复与重建技术研究 ”( [ 2003 ] 88 21) 、 “南方石漠化山地植被恢复技术应用示范 ”(林计批字 2006 23) ; 科技部公益 项目“石漠化植被恢复技术支持体系构建 ”( 2005D IB 3J146) 作者简介 : 司彬 ( 1983 —) ,男 ,贵州盘县人 ,硕士 ,主要从事喀斯特石漠化植被恢复研究 . 3 通讯作者 . 670 林 　业 　科 　学 　研 　究 第 21 卷 layer, tree layer and community reached the m axim um in the stage of subaltern tree forest. The diversity indices of herb layer were higher than those of shrub layer in the herbosa stage and the stage of herbosa 2shrub. There were difference among the indices of the herb and shrub layers in the stage of vine 2shrub, and the indices of tree layer were the lowest. W hile in the stage of subaltern tree forest and clim ax stage, diversity indices of shrub layer were higher than those of herb layer, which was greater than those of tree layer. In the case of litter artificial disturbing effect, the advantage of herbage declined while that of shrub and arbor rose steadily in the natural succession of vegetation in Karst rocky desertification area in central Guizhou. And the Karst forest form ed finally. Key words: Karst vegetation; natural succession; species composition; species diversity; Central Guizhou 　　喀斯特石漠化是土地荒漠化的主要类型之一 , 是指在亚热带脆弱的喀斯特环境背景下 , 受人类不 合理社会经济活动的干扰破坏 ,造成土壤严重侵蚀 , 基岩大面积出露 ,土地生产力严重下降 ,地表出现类 [1] 似荒漠景观的土地退化过程 。喀斯特石漠化地区 与北方的沙漠和黄土高原并称为我国三大脆弱生态 区 。欧洲中南部 、 北美东部的喀斯特 ,因地质环境背 景的脆弱性较小 、 人口和经济压力相对较轻 ,生态地 质环境问题不是很严重 。喀斯特石漠化主要出现在 我国 ,且集中分布在西南地区 ,面积以年增长 2%的 [2] 速度增加 ,使该地区生态环境进一步恶化 。 喀斯特石漠化地区由于山高坡陡 ,地面起伏大 , 选择标准样地和进行植被调查的难度较大 , 专门针 对这一脆弱生态区的植物群落的研究少有报道 。喀 斯特植物群落的研究始于 20 世纪 80 年代 , 主要围 [3 - 5] 绕喀斯特森林顶级群落结构 、 功能等特点展开 。 进入 21 世纪以来 ,喀斯特石漠化的危害和形成原因 进一步明确 ,退化喀斯特森林自然恢复过程中的群 [ 6 - 10 ] 落演替规律研究开始受到重视 , 但研究大都集 中于自然保护区 , 而在自然保护区外开展的研究相 当少 ,只有针对黔中地区退化喀斯特森林恢复过程 [ 11 ] 中早期的群落结构作过研究 。因此 , 研究黔中喀 斯特石漠化地区植物群落自然演替过程中各阶段的 物种组成 ,揭示演替过程中植物多样性的变化规律 , 对喀斯特石漠化地区植被恢复和生态重建具有重要 的理论和现实意义 。 1 　研究地区自然概况与研究方法 1. 1 　研究地区自然概况 试验地普定县位于贵州省中部 ,地处 105 ° 27 ′ ～ 105 ° 59 ′E, 26 °9 ′～ 26 °32 ′ N; 全 县 海 拔 1 042 ～ 1 846 m。年均气温 15. 1 ℃, 年均无霜期 289 d; 年 均降水量 1 396. 9 mm ,集中在 5 —9 月 ,占全年降水 量的 70%以上 ; 年均相对湿度 80% , 年均日照时数 1 202 h,属中亚热带季风湿润气候区 。全县碳酸盐 岩分布广泛 ,占全县总面积的 84. 3% 。土壤以石灰 土为主 ,其次为黄棕壤 、 黄壤和紫色土 。植被在水平 分布上除朵贝 、 靛山 、 鸡场 、 马鞍山 、 轿子山 、 火焰山 等林区以地带性植被为主外 , 其余地区基本上是石 灰岩植被类型 。 1. 2 　研究方法 调查区具有国家实施退耕还林还草政策以后的 退耕地 , 也 有 20 世 纪 90 年 代 世 界 粮 食 计 划 署 (W FP )开展的“3146 水利工程 ” 的退