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海南霸王岭生物防火林带物种多样性调查研究.pdf
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1、第 卷,第 期年 月湖南林业科技 ,:黎肇家,方发之,桂慧颖,吴二焕,徐建辉海南霸王岭生物防火林带物种多样性调查研究 湖南林业科技,():,():,收稿日期:基金项目:海南省属科研院所技术创新专项()第一作者:黎肇家(),男,助理工程师,主要从事森林培育方面的研究;:通信作者:方发之,副研究员;:海南霸王岭生物防火林带物种多样性调查研究黎肇家,方发之,桂慧颖,吴二焕,徐建辉(海南省林业科学研究院,海南 海口 )摘要:为探究海南热带雨林国家公园生物防火林带群落结构和生物多样性特征,以公园内霸王岭生物防火林带为调查对象,分析生物防火林带群落径级和高度级分布特征,以树种重要值、物种丰富度指数()、优
2、势度指数()、多样性指数()、均匀度指数()综合评价生物防火林带群落优势树种和物种多样性。结果显示:()生物防火林带植物种类有 科 属 种;()群落结构在径级和高度级方向分布均为连续;()造林树种大叶相思重要值偏低,群落优势度不突出;()乔木层和灌木层物种多样性较高,物种分布较均匀,乔木类树种物种多样性明显高于灌木类、藤本、草本植物。霸王岭生物防火林带生物多样性较高,物种分布较均匀,群落层次结构明显,群落更新状态良好,但防火树种优势度不突出。关键词:生物防火林带;群落结构;重要值;物种多样性;霸王岭中图分类号:;文献标识码:文章编号:(),(,):,(),(),(),(),:()()(),()
3、,第 期黎肇家,等:海南霸王岭生物防火林带物种多样性调查研究 ,:;火灾是森林资源的毁灭性灾难,不仅会造成森林动植物资源直接毁灭,破坏生态环境,也会打破森林生态系统平衡,导致森林群落退化 。由于森林火灾发生的偶然性和不确定性 ,为应对这种情况,通过营造生物防火林带是一种有效的控制和阻隔森林火情蔓延的方法 。因此,生物防火林带一直受到国内外研究者的重视 。现在对生物防火林带研究的重点在于防火树种的选择及评价 、防火树种耐火性测定及燃烧物测定 、防火林带规划设计 等方面,同时对生物防火树种生物生态学特性 、经济学特性 研究程度也比较深。由于生物防火林带的研究具有重要实践应用价值 ,因此,生物防火林
4、带建设研究 和树种燃烧特性研究 是生物防火林带建设的两个重要环节,也是研究者的关注重点。但是,关于生物防火林带建设后所产生的生态效益、社会效益、经济效益等综合效益研究鲜有报道。生物防火林带从建设到防火效益的发挥需要较长时间检验。因此,关于生物防火林带建成后林分生物多样性研究报道更是凤毛麟角。海南热带雨林国家公园霸王岭防火林内主要树种大叶相思()是一种良好防火树种,其叶片水分含量高,生长速度快,能很好地形成郁闭条件,降低林分空气温度,提高空气相对湿度;其在广东多地区被用于生物防火林带营造树种 。现有针对大叶相思生物防火林带营造后的生物多样性研究较少。为更好地反映生物防火林带建成后,在人为干预程度
5、较低的条件下,生物防火林带自然更新促进群落结构和物种多样性的演替程度,以霸王岭现有防火林带为对象,对其群落物种多样性调查研究,分析生物防火林带在自然更新作用下的林分群落结构和物种多样性,旨在为海南生物防火林带建设的生态效益提供参考数据。研究区概况海南热带雨林国家公园霸王岭位于海南岛西南部,地理坐标为 ,面积 ,跨白沙和昌江两个市县 。霸王岭地形复杂,主要地形地貌为山地,主要土壤类型为砖红壤和黄壤,由花岗岩和石灰岩风化发育而成。海南热带雨林国家公园霸王岭气候类型为典型的热带季风气候,阳光充足,雨水丰富,旱季和雨季明显,四季变化不明显,林分环境条件受季风影响较大 。霸王岭植被群落以热带雨林为主,人
6、工林和天然林资源丰富,国家一级保护植物海南苏铁()、坡垒()野生种分布于此。珍稀濒危动物海南长臂猴()生活于此。霸王岭最高海拔 ,随海拔增大,空气相对湿度加大,年平均湿度 ,山上多见雾露 ,。材料与方法 资料查询 年 月至 月上旬,对海南热带雨林国家公园霸王岭生物防火林带相关文献或书籍等材料进行查询。实地调查 调查时间 年 月中旬,实地收集霸王岭分局关于生物防火林带基本信息。年 月下旬,采用实地调查法进行外业调查。样地设置与调查根据典型性和代表性原则,选择具有代表性的生物防火林带为调查对象,在代表性地段设置 个样方()调查乔木层植物,样方面积 。样方内嵌套 个 灌木样方调查灌木层植物,嵌套 个
7、 草本样方调查草本层植物(见表 )。调查与统计内容参照王敏等 和吴茜等 相关研究文献对林分层次进行分类。乔木层:对测定树高的所有树种进行每木检尺,记录其种类、胸径、高度和冠幅;灌木层:测定所有树高 湖南林业科技 卷表 样地基本情况 样地编号造林树种面积 郁闭度坡度()坡向土壤类型海拔 中心地理位置大叶相思 东南黄壤 ;大叶相思 西北黄壤 ;大叶相思 西北黄壤 ;的木本个体,包括乔木幼苗和幼树,记录其种类、株数(丛数)、高度和冠幅;草本层:包括草质藤本和蕨类植物。大型木质藤本按胸径大小分别计入乔木层、灌木层,记录其种类、株数(丛数)、高度和盖度。群落结构划分群落径级划分标准参照李晨笛等 研究方法
8、,采用空间代替时间上限排外法对霸王岭生物防火林带乔木层树种胸径进行划分。胸径标记为 ,共分为 个径级,径阶宽度为 ,起始 为 。径级划分:为第径级,为第径级,为第径级,每 为 个递增单位,以此类推,为第径级。统计霸王岭生物防火林带群落中每个树种林木个体数,并绘制径级结构表。同时把草本层和灌木层各自独立为 个不同层次。霸王岭生物防火林带群落垂直结构划分标准参照我国规定划分林层标准,以及孟宪宇的 测树学进行划分 ,分为乔木层、灌木层、草本层。根据实际情况,将乔木层林木个体高度划分为 个高度级,高度级划分方法与径级划分相似。起始树高()为 ,划分区间为 。将霸王岭生物防火林带群落乔木层高度级划分为:
9、为第高度级,为第高度级,为第高度级,为第高度级,为第高度级。统计霸王岭生物防火林带乔木层中林木各高度级的个体数,并绘制高度级结构表。同时把草本层和灌木层各自独立为 个不同层次。物种多样性计算采用特定的物种多样性指数对霸王岭生物防火林带群落调查,根据样地中不同物种的相对多度、相对显著度(相对盖度)和相对频度,参照李晨笛等 研究方法计算物种重要值,并在此基础上计算物种多样性指数。采用物种丰富度指数 ,多样性指数 ,优势度指数 以及 均匀度指数 来综合评价霸王岭生物防火林带群落物种多样性。计算公式如下:乔木层重要值 (相对多度 相对显著度 相对频度)()灌木层、草本层重要值 (相对多度 相对盖度 相
10、对频度)()丰富度指数:()()优势度指数:()多样性指数:()均匀度指数:()()式中,为第 种的个体数 占所有物种个体总数 的比例;为第 种的个体数;为所有种个体总数,即 ;,;为物种数。数据处理采用 软件进行数据统计分析。结果与分析 生物防火林带群落结构 群落径级结构由表 可知,霸王岭生物防火林带群落每个径级均有一定数量个体,生物防火林带活立木径级分布是连续的,没有出现断层现象。通过霸王岭生物防火林带群落径级结构调查发现,林分活立木个体数量在径级结构分布方面呈现为 个阶段。第 阶段为第径级,该阶段属于胸径为 以上的高大乔木,人工种植的大叶相思、南亚松()正处于该径级阶段。因此第一次峰值主
11、要为早期人工树种生长成材的大径级个体。第 阶段为第径级 第径级,随径级增大,个体数量减少,该阶段树种主要为早期生长的速生树种更新演第 期黎肇家,等:海南霸王岭生物防火林带物种多样性调查研究替而成。第 阶段为第 径级 第径级,随径级增大,个体数量减少,该阶段出现一定数量阴生或乡土植物。因此,径级结构分布是连续和阶段性的。表 霸王岭生物防火林带群落径级结构 样地编号草本层丛灌木层株第径级株第径级株第径级株第径级株第径级株第径级株第径级株第径级株 高度级结构由表 可知,霸王岭生物防火林带群落垂直方向每个高度级均有林木个体数量,因此林分活立木垂直方向分布是连续的,没有出现断层现象。随着高度级增大,各高
12、度级林木个体数量变化规律性不强,但 个样方第高度级林木个体数最多,第高度级林木个体数最少。第高度级林木为林分冠层,个体数极少,在林分内具有明显分层现象,所属该高度级树种主要为人工种植的大叶相思、南亚松。第高度级为林分乔木层树种更新状态,林木个体数较多,表明林分群落更新状态良好,随着时间推移,该高度级林木为生物防火林带群落演替提供更多树种种类和个体数量,同时也加大群落垂直结构复杂性。表 霸王岭生物防火林带群落高度级结构 样地编号草本层 丛灌木层 株第高度级 株第高度级 株第高度级 株第高度级 株第高度级 株 生物防火林带生物多样性分析 生物防火林带植物种类由表 可知,调查到霸王岭生物防火林带群落
13、植物种类共 种,隶属 科 属。其中乔木类树种 科 属 种,灌木类树种 科 属 种,藤本植物 科 属 种,草本植物 科 属 种。通过林分群落结构分层,处于乔木层树种 科 属 种(见表 ),处于灌木层树种 科 属 种(见表),处于草本层植物 科 属 种(见表)。表 霸王岭生物防火林带植物种类 生活型种数科数属数备注乔木类树种 灌木类树种藤本植物灌木类树种 科与乔木 类 树 种 重 复;藤本植物 科与乔木类树种重复草本植物合计 表 霸王岭生物防火林带乔木层树种 序号树种科属大叶相思()豆科()相思树属()南亚松()松科()松属()枫香()无患子科()槭属()广东山胡椒()樟科()山胡椒属()海南杨桐
14、()五列木科()杨桐属()黄牛木()金丝桃科()黄牛木属()尖峰青冈()壳斗科()栎属()岭南山竹子()藤黄科()藤黄属()木荷()山茶科()木荷属()湖南林业科技 卷续表 霸王岭生物防火林带乔木层树种 序号树种科属 水锦树()茜草科()水锦树属()乌柿()柿科()柿属()野漆()漆树科()漆树属()银柴()叶下珠科()银柴属()水东哥()猕猴桃科()水东哥属()翻白叶()大戟科()野桐属()海南血桐()大戟科()血桐属()中平树()大戟科()血桐属()细基丸()番荔枝科()细基丸属()合计 种 科 属表 霸王岭生物防火林带灌木层树种 序号树种科属备注海南轴榈()棕榈科()轴榈属()灌木黑面神
15、()叶下珠科()黑面神属()灌木九节()茜草科()九节属()灌木水锦树()茜草科()水锦树属()乔木幼树猪肚木()茜草科()猪肚木属()灌木五列木()五列木科()五列木属()灌木海南杨桐()五列木科()杨桐属()乔木幼树药用狗牙花()夹竹桃科()山辣椒属()灌木野牡丹()野牡丹科()野牡丹属()灌木 白背牛尾菜()菝葜科()菝葜属()藤本 锡叶藤()五桠果科()锡叶藤属()藤本 相思子()豆科()相思子属()藤本 大管()芸香科()小芸木属()灌木 赤才()无患子科()鳞花木属()灌木 枫香()无患子科()槭属()乔木幼树 黄杞()胡桃科()黄杞属()乔木幼树 岭南山竹子()藤黄科()藤黄属(
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