高校植物群落特征及植物多样性研究
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摘要：以贵州师范学院后山稳定的植物群落为研究对象，通过典型抽样方法分析植物群落特征和植物多样性以及区系特征，并利用文献法对群落中的伴人植物进行分析。结果表明，研究区从东北至西南主要有马尾松群落、珊瑚冬青灌丛群落、女贞次生林群落、圆果化香次生林群落和柿树林群落。研究区共有野生种子植物76科154属205种，根据地理成分的不同把属划分为14个大分区类型及变型。伴人植物占全区自然植被30%以上，说明贵州师范学院野生种子植物受人类活动影响较大。
關键词：高校植物;群落特征;植物区系;伴人植物
中图分类号：P935.1
文献标识码：A
文章编号：0439-8114（ 2020）12-0085-05
D01：10.1408 8/j .cnki.issn043 9- 8114.2020.12.019
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
植物群落是任何地段内，具有相同的植物种类组成和空间结构、各种植物之间以及植物与环境之间都存在相互作用的植物组合[1]。物种多样性是生境中物种丰富度及分布均匀性的一个指标，体现群落的结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境差异，具有重要的生态学意义[2]。高校校园是城市绿地生态系统的重要组成部分，是城市物种多样性的重要资源库[3]。高校植物群落及其植物多样性是其自然环境与特殊的干扰过程共同作用的结果，其干扰过程具有一定的规律与特点。一方面由于土地利用强度大，校园的规划建设过程必然伴随着自然植被的破坏过程;另一方面，高校多建设在郊区，通常土地面积较大，加上教学与校园环境建设的需要，在一些地形起伏较大的地段留存部分自然植被。虽然人为活动频繁，但由于人口素质较高，加上学校规划与有意保护，这些自然植被的生态过程虽然受到较大的干扰却能避免破坏性的影响，使得高校也可以成为生物多样性保护的重要场所。由于伴人植物具有较强的抗逆能力，在生理、生态及形态学特征上具有独特之处，对其进行研究有助于了解这类植物的内在规律，也可为城市景观设计提供植物数据[4]。以贵州师范学院后山稳定的植物群落为研究对象，分析高校特殊的干扰条件对植物群落及其植物多样性的影响，以期对高校的生态建设、环境教育及城市生物多样性保护提供一定的理论参考。
1 研究区概况和研究方法
1.1 研究区概况
贵州师范学院位于贵阳市东北郊乌当区，全区气候属于北亚热带湿润气候。土壤以石灰土为主，具有明显的喀斯特地貌特征。校园后山自然植被区以灌丛和次生林为主，由于该区域坡度较大受人为干扰较小，因此，研究区原生植被保存较完整。
1.2 研究方法
1.2.1 植物群落研究方法运用群落生态学分析贵州师范学院后山的木本植物群落特征，设置5个5 mx5 m的样方进行常规群落调查，确定群落的物种数量、株高、基径、胸径等指标。采用生态学植物群落特征的研究方法来分析植物的多样性和重要性，主要利用Shannon-Weiner index[5]分析每个样地的多样性指数，群落的重要值则根据相对密度、相对频度和相对显著度计算，即这三项指标之和等于一个常数[1]，计算公式如下：
式中，H为物种多样性指数，s为群落中物种的数目，Pi为第i种个体在全部个体中的比例。
相对密度=某种植物的个体数/全部植物的个体数×100%
（2）
相对频度=某种群的频度/样地中全部种类的频度总和×100%
（3）
相对显著度=样方中该种个体胸面积和/样方中全部个体胸面积总和×100%
（4）
1.2.2 植物区系研究方法通过实地调查、采集植物标本、利用工具书鉴定和专家咨询等手段分析研究地植物的科、属、种数量并依据所含种数的多少来进行类型的划分。根据吴征镒[6]关于中国种子植物属分布区类型划分方案，对种子植物区系中的野生种子植物属进行类型划分。
1.2.3伴人植物的确定搜集校园面积、天然植被面积、建筑面积、学校规模等数据，根据一些关于伴人植物的研究文献以及分析野生种子植物与人类活动的关系来判断校内存在的伴人植物。
2 结果与分析
2.1 植物群落特征
2.1.1 群落类型与分布通过分析不同群落内的物种组成情况，按照重要值最大的种来对群落进行命名。其中，重要值就是一个用数值来表示群落中不同种重要性的客观指标，按照株数、胸径和频度来进行统计计算[6]。每个植物种在群落中的重要性可从这个常数的大小显示出来，本研究在测量频度时由于没有足够的样方，因此没有计算相对频度，只计算了由相对密度和相对显著度决定的重要值指数。
通过对5个样方重要值指数的统计可知，样地1到样地5重要值指数最大的物种分别是马尾松（重要值指数93.9）、珊瑚冬青（重要值指数63.6）、女贞（重要值指数55.4）、圆果化香（重要值指数62.86）、柿树（重要值指数116.43）。由于5个样方的面积是一定的，因此株数越多、占地面积越大的物种其重要值越大，在群落中所起的作用也越大。根据重要值的不同来对5个样地进行划分，贵州师范学院后山从东北至西南的自然植被依次划分为马尾松林群落、珊瑚冬青灌丛群落、女贞次生林群落、圆果化香次生林群落和柿树林群落。
2.1. 2群落的物种多样性利用Shannon-Weinerindex分析出每个样地的多样性指数（H值）。从图l可知，样地2的H值较其他4个样地的高，而H值越高不确定性越大，物种多样性也越高。通过对该样地内的物种进行分析可知，样地2的物种组成较复杂，受人为干扰的程度较小。而样地5由于靠近校外的果树种植区，可食用的柿树被大量保存了下来，造成样地5物种单一，物种多样性下降。样地2和样地3中有相当一部分的木樨存在，它们的出现证明样地2和样地3都不同程度地受到人类活动的影响。 2.2植物多样性及其区系特征研究
2.2.1种子植物科、属、种的数量统计通过实地调查、采集植物标本并进行鉴定，获得研究区内种子植物名录。经统计可知，在贵州师范学院后山这个范围内野生种子植物共计76科154属205种，其中裸子植物1科1属1种，被子植物75科153属204种。
2.2.2科的组成统计与分析科的数量组成是植物区系的重要组成部分，对其统计分析可揭示占优势地位的科，这种方法在目前区系研究中被普遍应用[7]。根據贵州师范学院后山的植物名录，按照每科所含的种数进行排序，如种数相等，则按照属数多少依次排序。依照此方法将贵州师范学院后山野生种子植物76科排列如下（表1）。
根据表1可以看出，贵州师范学院后山野生种子植物76科中，10种以上的科有2个，分别是菊科Compositae（ 17/28）、蔷薇科Rosaceae（ll/19）;6-9种的科有6个，分别是禾本科Cramineae（ 7/9）、毛莨科Ranunculaceae（ 5/9）、豆科Leguminosae （7/8）、茜草科Rubiaceae（ 5/6）、百合科Liliaceae（ 4/6）和忍冬科Caprifoliaceae（ 3/6）。
以上8个科，仅占贵州师范学院后山植物科数的10.53%，但它们共包含59属91种，分别占总属数的38.31%、占总种数的44.39%。这表明贵州师范学院后山野生种子植物区系既存在多样性又存在种类趋向在少数科的情况。
2.2.3属的多样性及数量组成分析贵州师范学院后山共有种子植物154属，其中裸子植物1属，被子植物153属。这些属中既有较大的属，也有诸多单种属（表2）。本研究区内种数≥3的属有11个，即苦荬菜属（Ixeris）、蒿属（Artemisia）、花椒属（Zanthox-vlum）、悬钩子属（Rubus）、蔷薇属（Rosa）、委陵菜属（Potentilla）、金丝桃属（llypericum）、荚莲属（Viburnum）、毛茛属（Ranunculus）、铁线莲属（Clematis）、菝葜属（Smilax），共有37种，占总属数的7.14%，占总种数的18.05%。寡种属有25属，共有种数50种，占总属数的16.23%，占总种数的24.39%，该类型植物在贵州师范学院后山种子植物区系属的组成成分中占有重要地位。如千里光属（Senecio）、苦苣菜属（Son-chus）、白茅属（Imperata]、鼠李属Rhamnus）、冬青属（Ilex）、栎属（Quercus）、打碗花属（Calystegia）、五加属（Acanthopanax）、车轴草属（Trifolium）、沙参属（Adenophora）、构属（Broussonetia）。单种属有118属118种，占总属数的76.62%，占总种数的57.56%。如胡萝卜属（Daucus）、柳属（Salix）、猕猴桃属（Actin-idia）、木通属（Ahebia）、松树属（Pinus）、扁核桃属（Prinsepia）、梧桐属（Firmiana）、牛至属（Origanum）、一点红属（Emilia）等。可见，贵州师范学院后山种子植物属中寡种属与单种属占绝对优势。
2.2.4属的分布区类型及其分析区系地理成分属的研究有助于进一步探讨植物区系的起源和地理变迁，而且区系成分分布区类型的研究多是以属为单位，因为属具有科和种两者的优点，而无两者的缺点，即属在分类上和地理分布上都是适当的‘8]。根据对贵州师范学院后山野生种子植物属的分布区分析，对比吴征镒[6]关于中国种子植物属分布区类型划分方案，可将贵州师范学院后山种子植物区系中的154个野生种子植物属划分为14个大分布区类型及变型。
表3的统计结果表明，贵州师范学院后山野生种子植物属中北温带属占比最大，有43属，占总数的27.92%;其次为泛热带分布属（30属），占总数的19.48%;世界分布属23属，占总数的14.94%，是仅次于泛热带分布属的第三大分布属。说明贵州师范学院后山植物分布类型具有泛热带分布向北温带分布过渡的特点，与贵州师范学院所在地亚热带季风气候条件下的植被特点相吻合。
2.3 伴人植物分析
狭义的伴人植物指借助人类活动传播和扩大分布区的植物，如稗、鬼针草等;广义的伴人植物指在人类活动过的地方，人为破坏了原有植物或改变了生境条件，靠本身的适应及竞争能力而得以繁衍的一类植物，即跟随人迹而至的植物[9]。高校是人工建筑密度较高、人流密集的场所，其人工绿地和天然植被受人为活动影响的可能性比较大。通过对野生种子植物种的分布进行样方分析可知，贵州师范学院后山存在不少的伴人植物。这些植物主要出现在人为活动较强的地方，如绿化带内和人行道两边，而在大面积自然林内极少出现。就生境而言，有如下几类分布区（表4）。
经统计贵州师范学院后山共有伴人植物63种，占总种数的30.73%，其中林缘草地区的伴人植物有46种，占总种数的22.44%。部分伴人植物因果实质量较轻容易被风吹动传播，属于典型的风媒植物，如蒲公英、野棉花等;部分伴人植物因果实宿存花萼退化为带倒钩的刺芒，从而利用动物毛皮实现种子的传播，如鬼针草;还有的是因果实或苞片能分泌丰富的黏液，从而使自己能够生存和繁衍，如金挖耳、天名精等。这些带钩的毛、芒、刺和黏液很容易钩挂在人的衣服上或者是动物的毛皮上从而得到传播，进而繁衍下来，成为与人类关系密切的植物类群[10]。
3 小结
1）通过对贵州师范学院后山的植物群落进行调查分析，结果表明贵州师范学院后山的自然植被从东北至西南依次为马尾松林群落、珊瑚冬青灌丛群落、女贞次生林群落、圆果化香次生林群落和柿树林群落。在珊瑚冬青灌丛和女贞次生林内，有部分木樨的存在，它们的出现说明该区域受人为活动影响较大。柿树林内物种单一，原因是柿树林接近校外果树种植区，可以食用的属性使其得以大量保存下来。虽然贵州师范学院的自然植物群落不同程度地受到人为干扰，但由于自然植被区地势起伏较大，人类涉足较少，加上人们有意识的保护，所以避免了破坏性干扰。 2）贵州师范学院后山共有野生种子植物76科154属205种及变种，反映出贵州师范学院后山植物种类较多。由于该区域属于城郊，研究区内坡度较大，自然植被区的通达度不高，因此保留了一定面积的自然植被。
3）结合吴征镒[6]的中国种子植物属的分布区类型来看，贵州师范学院后山植物区系除中亚分布区类型以外，其余14个分布区类型都有出现。因此，可以看出贵州师范学院后山各种地理成分联系广泛且分布交错混杂，与当地气候条件下的植被类型相一致。
4）贵州师范学院后山存在不少伴人植物，占研究区植物总种数的30%以上。这些伴人植物多生活在人类活动频繁的区域，如人行道两边和树林边缘，但它们的分布呈现出不均匀性的特点，以分布的小生境来看，多出现在林缘草地区。就伴人植物的属性来说，交通道路区分布的伴人植物最具典型性。
5）高校的选址多选择在城市郊区，在进行校园规划时有意保留了自然植被，而它们的存在又可以为高校的生态建设、环境教育及城市生物多样性的保护作出贡献。因此，学校应尽可能地保护自然植被不受破坏，特别是因人为植树带来的绿色破坏。由于这种破坏将带来不可逆的生态影响，会减少原生自然植物的存在率，使群落朝着单一物种的方向演替。
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基金项目：贵州省教育厅青年科技人才成长项目（ KY2017336）
作者简介：肖冬冬（1991-），女，贵州余庆人，助教，硕士，主要从事水资源研究，（电话）18285100422（电子信箱）850637002@qq.com。
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