吉林市磨盤山草本資源多樣性研究

吉林市磨盤山草本資源多樣性研究

在生物多樣性的研究中，生物多樣性的喪失及其預(yù)測、生物多樣性保護(hù)和分布結(jié)構(gòu)的特征被概括為四種類型。遺傳多樣性、生物多樣性、棲息地多樣性和景觀多樣性。由于自然界中生態(tài)系統(tǒng)、棲息地和遺傳多樣性的多樣性和復(fù)雜性，歷史學(xué)家無法全面、正確地評估生物多樣性的變化。因此，生物多樣性的研究主要局限于生物多樣性。生物多樣性是一個非常重要的概念，因?yàn)樗粌H反映了群落和棲息地中物種的豐度、變化程度和平坦度，還反映了不同自然地理?xiàng)l件與群落的關(guān)系。物種多樣性可以用來量化和表征群落和生態(tài)系統(tǒng)的特征，如直接、間接地反映群落和生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型、組織水平、發(fā)展階段、穩(wěn)定性、生境差異等。因此，生物多樣性可以用于森林資源的管理、合理開發(fā)和評估。吉林市磨盤山植物群落植物種類比較豐富,研究磨盤山草本植物的組成特點(diǎn)和多樣性狀況,對于深入研究磨盤山植物演化發(fā)展歷史,人為干擾對自然植被的影響,發(fā)揮森林植被的功能,合理開發(fā)利用和經(jīng)營磨盤山森林資源等方面具有重要的意義.1立地條件表1磨盤山又稱小磨盤山,位于吉林省吉林市豐滿區(qū)前二道鄉(xiāng)王相村境內(nèi).距市區(qū)15km,總面積10km2.該山南北走向,南、北峰對峙,北側(cè)主峰海拔783.8m.氣候?yàn)楸睖貛Т箨懠撅L(fēng)氣候,夏季溫?zé)岫嘤?冬季寒冷漫長,年平均氣溫4.5℃,1月平均氣溫-17.9℃,最低溫度-40.2℃;7月平均氣溫22.9℃,最高溫度33.6℃.平均降水量為668mm,相對濕度為70%.無霜期130d左右.植被屬長白山植物區(qū)系,土壤為沖積土或洪積土,土質(zhì)一般為黃沙和粘土.該山植被茂密,多為天然林,森林覆蓋率達(dá)90%.主要樹種有核桃楸(Juglansmandshurica)、花曲柳(Fraxinusmandshurica)等,主要灌木種類有狗棗獼猴桃(Actinidiakolomikta)、軟棗獼猴桃(Actinidiaarguta)、山葡萄(Vitisamurensis)、山荊子(Malusbaccata)、五味子(Schisandrachinensis)等,主要草本植物有東北天南星(Arisaemaamurense)、蕨菜(Pteridiumaquilinum)、和尚菜(Adenocaulonhimalaicum)、莫石竹(MoehringiaLateriflora)、鈴蘭(Convallariakeiske)、關(guān)倉術(shù)(Arctiumjaponica)等,野生植物較為豐富.2內(nèi)容和方法的研究2.1喬木層分布狀況2005年6月中旬通過樣方調(diào)查方法對研究區(qū)域的草本植物種類進(jìn)行調(diào)查:在調(diào)查區(qū)域內(nèi)沿海拔梯度分別設(shè)置4個30m×30m的樣地,4塊樣地都屬于次生雜木林,其中樣地1海拔403m,喬木以花曲柳(Fraxinusrhynchophylla)、春榆(Ulmusjaponica)、蒙古櫟(Quercusmongolica)為主,林分郁閉度為0.9;樣地2海拔433m,喬木樹種以花曲柳、紫椴(Tiliaanurensis)、蒙古櫟為主,林分郁閉度為0.9;樣地3海拔447m,喬木樹種以長白落葉松(Larixolgensis)、花曲柳、春榆為主,林分郁閉度為0.92;樣地4海拔475m,喬木樹種以花曲柳、白樺(Betulaplatyphylla)及黑樺(Butuladavurica)為主,林分郁閉度為0.9.在所設(shè)的每個樣地內(nèi)采取“梅花型”布點(diǎn)設(shè)置1m×1m小樣方法,調(diào)查每1個小樣方中的草本植物種類、多度、蓋度和平均高度等.2.2物種多樣性指數(shù)采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.對調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理后,計(jì)算各種草本植物的重要值IV,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)城市草本植物科、屬、種的多樣性指數(shù):重要值(IV)=(相對蓋度+相對多度+相對頻度)/3,豐富度指數(shù)S′=lgS,Shannon-Wiener多樣性指數(shù)H′=-,Pielou均勻度指數(shù)E=H′/lnS,Simpson生態(tài)優(yōu)勢度指數(shù)D=.式中,S為科、屬或物種的數(shù)量,Pi為科、屬或物種的相對多度.根據(jù)資料,Pi可用相對應(yīng)的重要值代替,能更好地反映多樣性狀況.3結(jié)果和分析3.1磨盤山草地科、屬、種的組成狀況根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)的整理結(jié)果發(fā)現(xiàn),磨盤山內(nèi)草本植物種類有36種,分屬21個科,29個屬.其中菊科植物最多,有5屬5種,分別占屬、種的17.2%和13.9%;其次為百合科4屬4種(13.8%,11.1%)、薔薇科3屬3種(10.3%,8.3%);其他科的屬和種都較少(見表1).為進(jìn)一步研究磨盤山主要草本植物的科、屬、種組成狀況,計(jì)算出了各科、屬、種的重要值(見表2,表中僅列出重要值為前10位的科、屬和種).從磨盤山草本植物科的重要值來看,變化范圍在0.0262～0.3079之間.其中莎草科、菊科、百合科、毛茛科植物重要值較大,均在0.1000以上,與其他科植物相比占有較大優(yōu)勢,而其他科重要值則皆在0.1000以下;從草本植物屬的重要值上看,變化范圍也在0.0262～0.3079之間,苔草屬、鈴蘭屬、唐松草屬、莫石竹屬占有較重要地位,其重要值均大于0.050,特別是苔草屬為0.3079,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他各屬;從物種的重要值來看,重要值介于0.0087～0.1026之間,列于前幾位的依次為絲引苔草、寬葉苔草、鈴蘭、唐松草,其重要值在0.0200以上,比其他草本植物種要大很多.從草本植物的科、屬、種類來看,磨盤山草本植物種類比較豐富,既有相當(dāng)一部分觀花的草本植物,如菊科、薔薇科、毛茛科、石竹科、堇菜科、報春花科等,也有喜光、耐瘠薄耐鹽堿的柳葉菜科、菊科、禾本科、豆科、茄科等植物.3.2植物群落種數(shù)和群落天然林群落綜合指數(shù)分析統(tǒng)計(jì)磨盤山草本植物科、屬、種的多樣性指數(shù)的結(jié)果(見表3)可以看出,Shannon指數(shù)、均勻度指數(shù)都表現(xiàn)出科、屬、種依次增大,而優(yōu)勢度指數(shù)則依次減小的現(xiàn)象,其中優(yōu)勢度指數(shù)表現(xiàn)出的差異更大一些.將物種各多樣數(shù)指數(shù)與采用相同方法調(diào)查的吉林市區(qū)內(nèi)草本植物(合計(jì)450m2)和吉林市周邊落葉闊葉林草本植物調(diào)查結(jié)果(相對應(yīng)各指數(shù)分別為32,1.0670,0.3079,0.1238;52,1.5040,0.3516,0.0494)比較發(fā)現(xiàn),除物種豐富度指數(shù)相差較大外(這主要與取樣面積有關(guān)),其他指數(shù)相差不大,這個結(jié)果說明盡管這3個地點(diǎn)在同1個氣候區(qū)內(nèi),但磨盤山草本植物種類沒有吉林市市區(qū)及其周邊的落葉、闊葉林草本植物豐富,顯然是與人為干擾差異程度不同有關(guān).在市區(qū)及城市周邊的林分內(nèi)由于人為干擾導(dǎo)致一些入侵種進(jìn)入使其種類更加豐富但為對草本植物物種多樣性的影響則顯得較小原因有待于進(jìn)一步的研究4程度因子的分布吉林市磨盤山自然草本植物種類有36種,分屬21個科,29個屬.其中菊科植物最多,其次為百合科、薔薇科等.從科優(yōu)勢程度看,莎草科最大,其次為菊科、百合科、毛茛科等;草本植物屬優(yōu)勢程度依次為苔草屬、鈴蘭屬、唐松草屬、莫石竹屬、連錢草屬等;從物種的重要值來看,絲引苔草最大,其次為寬葉苔草、鈴蘭、唐松草、莫石竹等.根據(jù)多個多樣性指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,科、屬、種的Shannon指數(shù)依次為1.0195,1