長翹鐵杉群落的植物多樣性與區(qū)系特征

長翹鐵杉群落的植物多樣性與區(qū)系特征

長苞鐵杉屬于松科鐵杉科，長苞鐵杉組（sect.hepenek郡）是中國特有的稀有樹種，被列入《中國植物種類》第三紀(jì)。它的化石在前蘇聯(lián)和日本第三紀(jì)上發(fā)現(xiàn)，這表明長苞鐵杉家族已經(jīng)富裕了一段時(shí)間。我國南嶺山脈和戴云山脈山區(qū)為主要分布區(qū),分布在廣西、貴州、廣東、湖南和福建等地。整個(gè)分布區(qū)大致在北緯24°49′至28°34′,東經(jīng)107°56′至118°21′的廣闊范圍,呈斑塊狀。在南嶺山脈,多分布在海拔1200～2300m的中高海拔地帶,而在戴云區(qū)則分布在350～800m的低海拔山地。由于長苞鐵杉起源古老,形態(tài)奇特,木質(zhì)優(yōu)良,因而在裸子植物系統(tǒng)發(fā)育、古生態(tài)和古氣候的研究、群落生物多樣性的研究、林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐等方面均有重要的意義,前人對此也做了許多研究。但是長苞鐵杉散生在廣西、貴州、廣東、湖南和福建等地,各地的氣候差異較大,植被類型也不相同,混生在其中的植物種類較多,各地也不盡相同。長苞鐵杉林是常綠、落葉針闊混交林,由許多物種組成高度復(fù)雜的群落,無疑存在著植物種類及其數(shù)量的差異。不同區(qū)域長苞鐵杉群落植物組成及其區(qū)系研究尚未見報(bào)道,本文根據(jù)3個(gè)長苞鐵杉群落植被調(diào)查有關(guān)資料,試圖通過對其植物組成及區(qū)系特征的研究,為長苞鐵杉群落生物多樣性保護(hù)及長苞鐵杉瀕危機(jī)理的探討提供理論依據(jù)。1調(diào)查樣地的設(shè)置福建省的天寶巖自然保護(hù)區(qū)長苞鐵杉群落(簡稱天寶巖長苞鐵杉群落)位于福建省戴云山余脈的天寶巖自然保護(hù)區(qū)內(nèi),該區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,年平均氣溫15℃,年降雨量為2032.9mm。在群落中具有代表性地段設(shè)置6個(gè)20m×30m的樣地,每一樣地劃分為24個(gè)5m×5m的小樣方,調(diào)查每一小樣方喬木層的喬木種類、胸徑、樹高等指標(biāo);每一樣地隨機(jī)設(shè)置6個(gè)1m×1m小樣方調(diào)查群落內(nèi)灌木、幼苗、幼樹及草本種類、高度、蓋度及分布情況。福建上杭縣古田會(huì)議會(huì)址長苞鐵杉群落植被材料來源于文獻(xiàn),湖南省越城嶺北部羅漢洞長苞鐵杉林群落植被材料來源于文獻(xiàn)。2結(jié)果與分析2.1群落物種組成3個(gè)群落的維管植物總計(jì)有58科、121屬和203種,各群落中植物種類豐富,但差異很大(表1)。古田長苞鐵杉群落共有42科,77屬,107種,天寶巖長苞鐵杉群落共有37科,61屬,85種,羅漢洞長苞鐵杉群落共有24科,41屬,50種,3個(gè)群落中,科、屬、種的數(shù)量大小順序均為:古田長苞鐵杉群落>天寶巖長苞鐵杉群落>羅漢洞長苞鐵杉群落,可見古田長苞鐵杉群落物種組成最為復(fù)雜;各群落均以雙子葉植物最多,占有絕對優(yōu)勢;灌木層的科、屬、種數(shù)量分別大于喬木層的科、屬、種數(shù)量;3個(gè)群落的草本層植物稀疏,總蓋度最大的古田長苞鐵杉群落為30%,其它兩個(gè)群落的總蓋度只有5%左右。2.2不同地區(qū)的長苞鐵杉群落、屬和種的組成相似兩個(gè)群落科、屬、種的相似性是指組成兩個(gè)群落共同擁有的科、屬、種數(shù)量分別占兩個(gè)群落總科、屬、種數(shù)的百分比(表2)。2.2.1asrenopis屬3個(gè)群落中,共有的科有14科,如百合科(Liliaceae)、杜鵑花科(Ericaceae)、杜英科(Elaeocarpaceae)、禾本科(Gramineae)等科在三個(gè)群落中都有出現(xiàn),占所有科數(shù)比例的24.14%;共同出現(xiàn)的屬有栲屬(Castanopsis)、山茶屬(Camellia)、黃瑞木屬(Adinandra)、樹參屬(Dendropanax)等16屬,占所有屬數(shù)比例的13.22%;共同出現(xiàn)的種分別是杜鵑(Rhododendronsimsii)、石斑木(Raphiolepisindica)、短尾越桔(Vacciniumcarlesii)、鹿角杜鵑(Rhododendronlatoucheae)、菝葜(Smilaxchina)、樹參(Dendropanaxdentiger)、薯豆(Elaeocarpusjaponicus)、長苞鐵杉(Tsugalongibracteata),共8種,占所有種數(shù)比例的3.94%?？梢?3群落物種組成雖然較豐富,但整體相似性較低,這與群落所處的地理位置及生境條件如光照、水分、土壤狀況等不同有關(guān)。2.2.2藥物、土地、忍冬科、水科古田長苞鐵杉群落與天寶巖長苞鐵杉群落(簡稱古-天,以下同)科的相似性最高,總科數(shù)55科,共有科24科,占43.64%,共有科如木蘭科(Magnoliaceae)、漆樹科(Anacardiaceae)、野牡丹科(Melastomaceae)、忍冬科(Caprifoliaceae)等;羅-天群落的相似性次之,總科數(shù)44科,共有科16科,占36.36%,共有科如莎草科(Cyperaceae)、蕓香科(Rutaceae)、鼠剌科(Escalloniaceae)、越桔科(Vacciniaceae)等;古-羅群落的相似性最低,總科數(shù)49科,共有科16科,占32.65%,共有科如紫金牛(Myrsinaceae)、禾本科(Gramineae)、樺木科(Betulaceae)、安息香科(Styracaceae)等。2.2.3羅-天群落屬3個(gè)群落中,古-天群落屬的相似性最高,總屬數(shù)為108屬,共有屬有30屬,占27.78%,共有屬如冬青屬(Ilex)、淡竹葉屬(Lophatherum)、南燭屬(Lyonia)、石楠屬(Photinia)等;羅-天群落屬的相似性次之,總屬數(shù)為80屬,共有屬有22屬,占27.5%,如五加屬(Acanthopanax)、苔草屬(Carex)、青岡屬(Cyclobalanopsis)、鼠剌屬(Itea)等;古-羅群落屬的相似性最低,總屬數(shù)為96屬,共有屬有22屬,占22.92%,如石斑木屬(Raphiolepis)、安息香屬(Styrax)、蒲桃屬(Syzygium)等。2.2.4羅-天種及4種類型群落物種見表13個(gè)群落中,古-天種的相似性最高,兩群落物種共169種,共同出現(xiàn)23種,比例為13.61%,共有種如冬青(Ilexpurpurea)、杜莖山(Maesajaponica)、楓香(Liquidambarformosana)、紅楠(Machilusthunbergii)等;羅-天種的相似性次之,兩群落物種共123種,共同出現(xiàn)12種,比例為9.76%,共有種如滿山紅(Rhododendronmariesii)、甜櫧(Castanopsiseyrei)、吳茱萸五加(Acanthopanaxevodiaefolius)、厚皮香(Ternstroemiagymnanthera)等;古-羅種的相似性最低,兩群落物種共146種,共同出現(xiàn)11種,比例為7.53%,共有種如淡竹葉(Lophantherumgracile)、光葉石楠(Photiniaglabra)、黃牛奶樹(Symplocoslaurina)、樹參等。2.3不同立地條件下植物屬的分布類型根據(jù)吳征鎰(1991)的劃分標(biāo)準(zhǔn),將3個(gè)群落種子植物的各個(gè)屬劃分為11個(gè)分布區(qū)類型(表3)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:古田長苞鐵杉群落種子植物屬的分布類型是以泛熱帶分布占首位(26.76%)、其次是北溫帶分布及其變型(12.68%)、世界分布最低(2.82%);天寶巖長苞鐵杉群落種子植物屬的分布類型是以北溫帶分布及其變型占首位(19.30%)、其次是熱帶亞洲分布及其變型(17.54%)、熱帶亞洲和熱帶美洲間斷布和熱帶亞洲至熱帶非洲分布及其變型最低(1.75%);羅漢洞長苞鐵杉群落種子植物屬的分布類型是以泛熱帶分布及其變型和熱帶亞洲分布及其變型占首位(均為17.95%)、其次是東亞和北美洲間斷分布及其變型(15.38%)、世界分布、熱帶亞洲和熱帶美洲間斷分布與熱帶亞洲至熱帶非洲分布及其變型最低(2.56%)。按分布區(qū)的性質(zhì)進(jìn)行熱帶成分的歸并統(tǒng)計(jì),古田長苞鐵杉群落、天寶巖長苞鐵杉群落、羅漢洞長苞鐵杉群落屬的分布區(qū)熱帶分布比例分別為60.56%、40.35%和53.85%,熱帶分布類型比例均較高,這與長苞鐵杉的生理生態(tài)學(xué)特性相符合。古田長苞鐵杉群落所處的海拔為700m,天寶巖長苞鐵杉群落的海拔為1300～1500m,羅漢洞長苞鐵杉群落所處的海拔為1000m,可見,隨著海拔高度的上升,熱帶分布比例隨之下降。3不同群落組成的差異3個(gè)長苞鐵杉群落中,長苞鐵杉多居喬木層的第一層,而且在喬木層中的數(shù)量和立木材積均占有絕對優(yōu)勢。各群落物種組成較豐富,群落相似性不高,這與各群落的生境條件關(guān)系密切。古田長苞鐵杉群落在解放前是廖氏宗祠的封禁林,解放后被劃為古田會(huì)議的會(huì)址風(fēng)景林并列為國家革命文物而保護(hù)管理,林分生長較好;天寶巖長苞鐵杉群落人為干擾較少,基本保持原始狀態(tài),水熱條件好;羅漢洞長苞鐵杉群落盡管立地條件極端惡劣,林木生長十分緩慢,但幾乎生長在隔世絕境中,人為干擾也較少。盡管都為長苞鐵杉群落,由于光照、溫度、土壤等生境條件的差異,群落的種類組成仍然會(huì)有很大差異,這從3個(gè)長苞鐵杉群落的相似性較