system: [SYSTEM]

user: 3. 结果与分析 3.1. 野核桃林群落学特征分析 植物群落的组成与结构是植物群落生态学研究的基础，研究群落结构有利于理解群落的物种组成特点，功能特征，物种与环境之间的关系，是制定植物群落多样性保护与管理措施的重要理论参考和依据 [ 9 ] 。 3.1.1. 群落的物种组成 太宽河保护区野核桃群落共有维管植物32种，隶属于20科28属。其中蕨类植物1科1属1种，种子植物19科27属31种。其中种类最多的为菊科(5种)，其次为堇菜科(3种)、唇形科(3种)，以上3科物种数占本群落所有的34.38%。野核桃重要值达89.30% (表1)，在群落中占据明显优势，是群落的建群种。灌木层中接骨木(Sambucus williamsii)数量较多，其他种类数量较少，多为零星分布。草本层的植物种类共有23种，优势种主要有溪黄草(Rabdosia serra)、蝎子草(Girardinia cuspidate)。 3.1.2. 植物区系地理成分 分析群落的区系组成特点和性质，对于认识群落特点和发生历史具有重要意义，分析植物群落的种属组成和地理成分是认识群落区系特征和生物多样性的基础 [ 10 ] 。根据吴征镒《中国种子植物属的分布区类型》，对组成保护区野核桃群落的种子植物区系地理成分进行分析。由表2可知，保护区热带性质属为9属，温带性质的属为14属，保护区植物区系表现出明显的温带性质，也有一定的热带性质，与热带植物区系具有一定的相互关系。该群落组成的分布类型及其变型 [ 11 ] 以北温带分布占优势，达29.63%。其中主要科有胡桃科，桑科，唇形科，忍冬科等北科植物，北温带分布的属主要有胡桃属，葎草属，活血丹属，接骨木属以及忍冬属。 3.1.3. 群落垂直结构 野核桃群落垂直结构清晰，野核桃在整个乔木层中占有绝对优势，重要值为89.30%，高度在5~20 m之间，其次为君迁子，四照花和栓皮栎在8个样方中各出现1次，说明这些树种只是野核桃林乔木层的 Table 1 The important value of species of Juglans cathayensis forest in Taikuanhe Nature Reserve， Shanxi Provinc 种名 垂直结构 重要值/% 野核桃Juglans cathayensis 亚乔木层 89.30 接骨木Sambucus williamsii 灌木层 53.75 溪黄草Rabdosia serra 草本层 26.33 毛黄栌Cotinus coggygria 灌木层 16.24 连翘Forsythia suspense 灌木层 15.10 蝎子草Girardinia cuspidate 草本层 12.31 荩草Arthraxon hispidus 草本层 9.51 沙梾Swida bretschneideri 灌木层 9.08 牛尾蒿Artemisia roxburghiana 草本层 7.93 金银忍冬Lonicera maackii 灌木层 5.98 君迁子Diospyros lotus 亚乔木层 5.82 蓝萼香茶菜Rabdosia japonica var.glaucocalyx 草本层 5.66 酸浆Physalis alkekengi 草本层 4.65 鸡腿堇菜Viola acuminate 草本层 4.56 三籽两型豆Amphicarpaea trisperma 草本层 4.37 活血丹Glechoma longituba 草本层 3.57 西伯利亚橐吾Ligularia sibirica 草本层 3.02 东风菜Doellingeria scaber 草本层 2.83 栓皮栎Quercus variabilis 林冠层 2.80 铁线莲Clematis florida 灌木层 2.80 葎草Humulus scandens 草本层 2.06 野大豆Glycine soja 草本层 1.58 细距堇菜Viola tenuicornis 草本层 1.31 四照花Dendrobenthamia japonica 亚乔木层 1.05 表1. 山西省太宽河自然保护区野核桃林物种重要值 Table 2 Areal types of Juglans cathayensis forest in Taikuanhe Nature Reserve， Shanxi Provinc 分布类型 属数 占群落总属数% 世界分布 5 14.81 泛热带分布及其变型 4 14.81 旧世界热带分布及其变型 2 7.41 热带亚洲至热带非洲分布及其变型 2 11.11 北温带分布及其变型 8 29.63 东亚和北美洲间断分布及其变型 1 3.70 旧世界温带分布及其变型 3 11.11 温带亚洲分布 2 7.41 表2. 山西省太宽河自然保护区野核桃林种子植物分布区类型 伴生种或偶见种。灌木层高度在1.3~5 m之间，盖度在5%~30%之间，个体较少。草本层高0.02~0.80 m，盖度在2%~50%之间，其中，溪黄草的重要值最大，远高于其他草本植物，是草本层的优势种，亚优势种为蝎子草。 3.2. 野核桃林物种多样性分析 物种水平的生物多样性即为物种多样性，指一个地区内物种的多样化，包括一个群落中物种的数目、各物种的个体数目及均匀程度。它不仅反映群落或生境中物种的丰富度、分布格局，也反映环境因子与群落的相互关系，因此，可以用物种多样性直接和间接地来表征群落和生态系统的特征，包括群落和生态系统的结构类型、组织水平、发展阶段、生境差异及生产力等 [ 12 ] 。一个群落物种多样性与其稳定性和生产力密不可分，与人类生存，物种多样性的空间分布格局以及控制这些格局的生态因子有关，是保护生物学最基础的研究课题，在现代生态学中占有重要地位。 群落结构是群落中植物与植物之间，植物与环境之间相互关系的可见标志，从群落结构的角度分析物种的多样性有重要的意义。以乔木层、灌木层和草本层作为研究对象，可从空间分布上揭示野核桃群落多样性的构成及其变化规律，对于理解群落的性质和发展具有一定的理论意义和实践价值。 由图1可知，群落的草本层物种丰富度指数均高于乔木层和灌木层，因此，该群落的丰富度的指数主要取决于草本层。草本层的丰富度指数在每个样方中均较高，对群落的丰富度贡献最大。 各群落物种多样性指数与丰富度指数呈现较为一致的趋势，以草本植物的多样性最高；乔木层和灌木层的多样性在每个样方中均较低，有些样方中的物种多样性指数为0，可能原因是野核桃为喜阳植物，对资源利用力强，使对土壤和环境资源有相似要求的物种难以进入其群落，而且覆盖度较大，透光性较弱，对土壤肥力要求较高，使得林冠层下的植物难以生存，种类较少。 群落均匀度指数的变化与丰富度指数和多样性指数的变化趋势较不相同。这主要与群落内某个种群的物种个体数量在群落内的分布有关，即群落内个体分布越均匀，均匀度指数越高 [ 13 ] 。乔木层的均匀度指数在样方1、样方4、样方5中均相同，均匀度指数最大。 3.3. 野核桃林群落优势种生态位研究 生态位是指种群在时间、空间的位置以及种群在群落的地位和功能作用 [ 14 ] [ 15 ] ，生态位研究不仅可以从本质上揭示种群的适应性，种群之间相互作用的机理，特别有助于理解种群之间的竞争与协同进化关系 [ 16 ] [ 17 ] 。本研究采用Levins指数和Pianka方法对保护区中野核桃群落优势种的生态位宽度和生态位重叠进行测度。 3.3.1. 生态位宽度 生态位宽度可作为衡量物种对资源利用状况的尺度，其值越大，表示物种对资源的利用就越大 [ 18 ] 。由表3可知，野核桃的生态位宽度最大，表明其对环境资源的利用能力较强。接骨木是灌木层中的优势种，生态位宽度也较大，宽度值达1.722，而连翘、毛黄栌等生态位宽度较小，分布范围也较小，对环境资源的利用力相对较弱。溪黄草、蝎子草和鸡腿堇菜是草本层中的优势种，其分布范围较大，生态位宽度值也较大，对环境的适应能力也较强，在利用资源方面处于有利地位。而牛尾蒿、铁线莲等生态位宽度较小，对环境适应力较弱。 3.3.2. 生态位重叠 当两个种利用同一资源或占有某一资源(如食物、营养成分、空间等)时，就会出现生态位重叠现象 [ 19 ] [ 20 ] 。生态位重叠值越高表明种群之间对环境资源的生态学要求越相似，即生态位重叠是两个种在其与生 图1. 山西省太宽河自然保护区野核桃林物种多样性 Table 3 Niche breadth of dominant species of Juglans cathayensis forest in Taikuanhe Nature Reserve， Shanxi Provinc 物种名 生态位宽度 野核桃 2.061 接骨木 1.722 溪黄草 1.499 君迁子 1.268 蝎子草 1.197 鸡腿堇菜 1.179 荩草 1.083 三籽两型豆 1.024 连翘 1.006 活血丹 0.944 细距堇菜 0.693 葎草 0.666 牛尾蒿 0.662 铁线莲 0.241 表3. 太宽河自然保护区野核桃群落优势种生态位宽度测定结果 态因子联系上的相似性 [ 21 ] 。由表4可以看出，乔木层树种的生态位重叠都较小，生态位重叠的最大值发生于野核桃和君迁子之间，其值为0.544，此外不发生生态位重叠的有三对，在栓皮栎与野核桃、四照花与野核桃之间都有一定的重叠，但都比较小，分析其原因可能有：栓皮栎和四照花均与野核桃一样属于喜阳植物，由于对温度、水分等环境因子的适应性不同，物种本身对环境适应力较差，很难进入以野核桃为建群种的群落，使得他们生态位有所不同，导致了生态位重叠程度降低。灌木层和草本层中物种生态位重叠值普遍大于乔木层(表5和表6)，其中灌木以连翘与接骨木，草本以溪黄草与牛尾蒿的生态位重叠值最大，这是由于他们位于群落的下层，对光照、水分等群落环境有一致的适应性，对资源的利用有较为相似的方式。