申家店林区早春不同生境植物群落多样性分析

韩晓云郭鹏周亚星乔刘凤至谭佳欣罗志文

(1.佳木斯大学生命科学学院，黑龙江 佳木斯 154007；2.佳木斯大学应用昆虫研究所，黑龙江 佳木斯 154007)

植物是联系空气、水和土壤的重要环节，是生态系统中不可缺少的一部分，也是人类及其他生物的生存条件之一，因此，研究植物的变化可以进一步地了解生态系统的改变，也是人们研究自然规律变化的基础[1-3]。生物多样性指的是生物和由生物构成的系统的整体的多样性和变异性，主要包括了生态系统多样性、遗传多样性、景观多样性及物种多样性等[4,5]。物种多样性能够决定生物多样性是否丰富。物种多样性指的是植物多样性在物种水平上的表现方式。植物多样性作为生态系统中重要的组成部分，以植物本身作为主体，来研究植物内部、物种间的多样性。Sukopp等研究了植物多样性的变化和植被种类两者之间的关系，及其对人类活动造成的影响[6]；陈旭等调查了四川白水河自然保护区的植物群落的组成及其优势种[7]；张辛阳等调查和分析了沉湖湿地自然保护区的植物资源[8]。但由于环境的不断变化，植物在不同的地理位置就会有不同的分布与组成，形成了非常有特点的地域特色。同时，由于人类的过度开发与污染，以及引进的外来物种，使许多植物走向了濒危甚至是灭绝的境地，破坏了物种的多样性。因此研究植物的多样性是非常重要的一项工作。

早春植物既是能够在早春完成发育周期的植物，这类植物耐寒性比较强，发育周期很短；也是在早春时期开花但整个生长周期比较长的植物。对于申家店林区来说，早春时温度仍然很低，生长环境比较艰苦，早春植物能够正常的进行生长发育，至于后续的生长情况与环境及植物本身有关。

申家店林区位于佳木斯市东部，位于老平岗林场周边，林区具有优越的自然环境，孕育着非常丰富的植物资源。在自然界中，昆虫与植物间协同进化，互利共生，植物作为食物链的生产者，为动物提供能量来源，是食物网中不可或缺的组成部分[9]；申家店林区人工林与天然林混合分布，每年的夏末秋初，林区内分布着大量的大型真菌，其中大部分保留着比较原始的生活状态[10]。调查小组通过野外随机取样方法、采集制作标本等方法，调查与分析了林区植物资源的多样性，并确定林区早春植物的优势种，对不同生境的的相似度指数进行分析，可以为申家店林区的昆虫多样性的调查、野生大型真菌的研究提供基础数据。

1 研究地自然概况与调查方法

1.1 研究地自然概况

申家店林区位于桦川县西南部，老平岗林场周边，其森林覆被率约74%，林地面积6681hm2。申家店林区中人工林与天然森林混合分布，具有不同的环境类型。土壤为暗棕壤，也分布着黑色草甸土，非常适宜野生植物的自然生长。申家店距离城区较远，人为破坏较少，因此保存着非常丰富的植物资源。

1.2 调查方法

调查小组于2022年5—6月，采用观察法、样方法、标本采集与制作等方法对5种不同生境的植物的多样性进行调查，不同的生境为针叶林、灌丛、草甸、阔叶林及针阔混交林，比较5种生境内植物的种类和数量的分布情况。在申家店林区每个生境内设置4个1m×1m的标本样方，同时对其进行GPS定位。统计并记录样方内植物的种类及数量，并确定其中的优势种。对于野外难以鉴定或者易混淆的植物，将其带回实验室，参考相关文献或工具书[11-19]等进行鉴定。对于比较完整的植物，可以制作成标本，并观察植物的形态等特征。

1.3 数据统计与处理

1.3.1 群落多样性指数(H)

根据Shannon-Wiener多样性指数公式：

H′=-∑PilnPi

式中，Pi为重要值(Pi=Ni/N)；Ni为第i种的个体数；N为群落中总的个数。

1.3.2 优势度指数(D)

根据Berger-Parker优势度指数公式：

D=Nmax/Nt

式中，Nmax为优势种种群数量；Nt为全部种的种群数量之和。

1.3.3 优势种确定

各个生境物种的个体数量≥25[20]。

1.3.4 均匀度指数(J)

根据Pielou均匀度指数公式：

J=H′/lnS

式中，H′为Shannon-Wiener多样性指数；S为物种数。

1.3.5 群落相似度(q)

采用Jaccard相似性系数公式进行计算，计算公式：

q=c/(a+b+c)

式中，a为A样地的物种数；b为B样地的物种数；c为2个样地共有的物种数。

采用SPSS 14.0和DPS 7.05等统计软件进行数据的处理与分析。

2 结果与分析

2.1 申家店林区早春植物种类与数量

通过调查及资料的整理，在申家店林区不同生境设置的标准样方内观察并记录植物38种，分别隶属于22科36属，见表1，其中菊科占比最大，为22.7%，其次是豆科为18.2%。植物的优势种包括问荆、灰绿藜、荠菜、车前、小玉竹、粗根鸢尾、披碱草、草地早熟禾，属于7科8属，这些优势种分布在针叶林、灌丛、草甸、阔叶林及针阔混交林不同的生境下，不仅为昆虫提供了栖息和繁殖的环境，也为野生的大型真菌提供了适宜的生长空间。

表1 申家店林区不同生境中植物数量表

2.2 申家店林区早春不同生境植物花果期及应用价值

表2 申家店林区不同生境中植物花果期及应用价值

对观察到的申家店林区早春不同生境中植物的生长环境、花期、果期及其应用价值进行了整理，表明申家店的植物种类较多，大多数植物具有药用价值，但是对其更加深入的研究仍需进一步的探讨。

2.3 申家店林区早春不同生境植物多样性分析

由表3可知，物种多样性指数(H)的大小顺序为阔叶林>灌丛>草甸>针叶林>针阔混交林，阔叶林生境植物种类丰富，人为干扰较少。均匀度指数(J)的大小顺序为草甸>阔叶林>灌丛>针叶林>针阔混交林，草甸生境以禾本科植物为主，有少量的草花分布其中。优势度指数(D)的大小顺序为阔叶林>灌丛>草甸>针叶林>针阔混交林。

表3 申家店林区不同生境植物群落多样性比较

2.4 申家店林区早春不同生境植物相似度比较

本研究采用Jaccard相似性系数对申家店林场早春不同生境的野生植物进行相似度比较，见表4。可以看出，草甸与阔叶林的相似度最高，2种生境的植物种类比较相近，阔叶林与针阔混交林的相似度最低。

表4 申家店林区不同生境植物相似度比较

3 研究展望

申家店位于黑龙江省的东部，早春回暖较晚，4月中旬以后才有植物陆续开花、抽叶，早春植物的种类少，数量也不多，部分植物是先花后叶，木本植物以杨树、樟子松、糖槭、榆树等为主，部分草本植物可以入药，草材的储量较大。后续团队要重点进行野生植物资源调查与引种开发，进行有价值植物的组织培养与药用成分提取、分离与应用等方面的研究，发展北药开发产业。