陈国蓝冯溪麟刘传明刘荻朱震宇:天目山区域毛竹林优势取代阔叶林所致生物多样性降低的研究 exploitation of the local forest resources Key words: Tianmu Mountain, Moso bamboo forest, ecological succession, phylogenetic diversity 毛竹易于栽培,用途多样,经济效益好,在我国许多山区分布广泛。不过在大范围种植 毛竹林带来经济效益的同时,这些地区也常常面临植物多样性减少的问题,这对于森林资源 或竹林本身的可持续发展都有极大的危害。毛竹具有的较强的根系繁殖能力,这也使得他们 能够在较短的时间内迅速占领大范围的生存空间,并威胁着周围的林地。 阔叶林逐渐演变成纯竹林必定有个过程,通过硏究不同演替过程中的生物多样性情况能 够更好地帮助我们了解群落演替的一些内在原因。由于时间限制,我们以空间变化代替时间 变化,来研究群落演替过程。在研究的生态系统中,林木占主体,森林以整体形式为多种生 物的生存和繁衍提供了环境,又通过物种多样性实现着整个生态系统的功能多样性。竹林与 阔叶林有着极大的不同,这通过它们对生态系统中不同物种的选择能力来更好的体现,了解 竹林和阔叶林不同阶段的物种结构无疑对研究整个演替都有着巨大作用。从理论上来说,如 果能够收集到不同阶段各植物的年龄结构会大有帮助,不过由于时间、条件与能力等因素的 限制,我们还是以研究植物物种多样性为主。 以前的很多研究都注意到了竹林对林下植物幼苗生长存活的影响。毛竹是浅根系植物, 相较于阔叶林的乔木而言,其林下土壤层的储水能力较差。浅根系的竹林的根系活动对于大 多数幼苗也有很大影响。另外,竹叶较高的纤维含量又使得其林下枯叶层微生物群落与阔叶 林有很多不同。许多植物的幼苗生长都很需要相应的土壤条件,诸如含水量、微生物分布等, 毛竹林扩张所带来的这些变化势必会影响许多幼苗的生存。这些研究结果对于我们的调查也 有很大的帮助,这次我们以系统发育树来研究群落演替或许是一个创新。 为了保证研究结果的可靠性,我们小组精心挑选了三块样地,它们都在象鼻山相邻山头 的向阳面,地理条件大致相同。由于采样地点都在山坡上,不宜久留,在实际操作中组员分 别采集,随后再鉴定,并没有当场鉴定 目前最常用的衡量系统发育多样性的统计量是1992年提出的 Faiths Phylogenetic Diversity(PD,raih1992)。PD值的统计对象是系统发育树的整体或者一部分,指的是覆盖 选定对象的某系统发育树的各分支的总长度。需要注意的是,这里的系统发育树是有根阶元 的( rooted) 而目前PD值的计算主要分为两种:一个是Fath提出的PA版本,只考虑物种的存在与 否:另一个是 Barker于202年提出的AW版本,考虑了每个物种在群落中的数量占比(物 种丰富度作为权重)。由于本调研中没有统计同一物种的个体数量,因此采用的是较简单的 PA版本。 1材料和方法 1.1研究区域概括(象鼻山) 象鼻山位于浙江杭州临安市西天目乡天目村北约一公里,海拔两百至三百米,高出地面 约八十米,包括多个山头,阳光条件充足。山下有当地人经营的毛竹林,山上较为陡峭,人 工采伐情况比较少,其竹林应该为自然扩散到山上的。陈国蓝 冯溪麟 刘传明 刘荻 朱震宇：天目山区域毛竹林优势取代阔叶林所致生物多样性降低的研究 exploitation of the local forest resources. Key words：Tianmu Mountain, Moso bamboo forest, ecological succession, phylogenetic diversity 毛竹易于栽培，用途多样，经济效益好，在我国许多山区分布广泛。不过在大范围种植 毛竹林带来经济效益的同时，这些地区也常常面临植物多样性减少的问题，这对于森林资源 或竹林本身的可持续发展都有极大的危害。毛竹具有的较强的根系繁殖能力，这也使得他们 能够在较短的时间内迅速占领大范围的生存空间，并威胁着周围的林地。 阔叶林逐渐演变成纯竹林必定有个过程，通过研究不同演替过程中的生物多样性情况能 够更好地帮助我们了解群落演替的一些内在原因。由于时间限制，我们以空间变化代替时间 变化，来研究群落演替过程。在研究的生态系统中，林木占主体，森林以整体形式为多种生 物的生存和繁衍提供了环境，又通过物种多样性实现着整个生态系统的功能多样性。竹林与 阔叶林有着极大的不同，这通过它们对生态系统中不同物种的选择能力来更好的体现，了解 竹林和阔叶林不同阶段的物种结构无疑对研究整个演替都有着巨大作用。从理论上来说，如 果能够收集到不同阶段各植物的年龄结构会大有帮助，不过由于时间、条件与能力等因素的 限制，我们还是以研究植物物种多样性为主。 以前的很多研究都注意到了竹林对林下植物幼苗生长存活的影响。毛竹是浅根系植物， 相较于阔叶林的乔木而言，其林下土壤层的储水能力较差。浅根系的竹林的根系活动对于大 多数幼苗也有很大影响。另外，竹叶较高的纤维含量又使得其林下枯叶层微生物群落与阔叶 林有很多不同。许多植物的幼苗生长都很需要相应的土壤条件，诸如含水量、微生物分布等， 毛竹林扩张所带来的这些变化势必会影响许多幼苗的生存。这些研究结果对于我们的调查也 有很大的帮助，这次我们以系统发育树来研究群落演替或许是一个创新。 为了保证研究结果的可靠性，我们小组精心挑选了三块样地，它们都在象鼻山相邻山头 的向阳面，地理条件大致相同。由于采样地点都在山坡上，不宜久留，在实际操作中组员分 别采集，随后再鉴定，并没有当场鉴定。 目前最常用的衡量系统发育多样性的统计量是 1992 年提出的 Faith’s Phylogenetic Diversity (PD; Faith 1992)。PD 值的统计对象是系统发育树的整体或者一部分，指的是覆盖 选定对象的某系统发育树的各分支的总长度。需要注意的是，这里的系统发育树是有根阶元 的（rooted）。 而目前 PD 值的计算主要分为两种：一个是 Faith 提出的 PA 版本，只考虑物种的存在与 否；另一个是 Barker 于 2002 年提出的 AW 版本，考虑了每个物种在群落中的数量占比（物 种丰富度作为权重）。由于本调研中没有统计同一物种的个体数量，因此采用的是较简单的 PA 版本。 1 材料和方法 1.1 研究区域概括（象鼻山） 象鼻山位于浙江杭州临安市西天目乡天目村北约一公里，海拔两百至三百米，高出地面 约八十米，包括多个山头，阳光条件充足。山下有当地人经营的毛竹林，山上较为陡峭，人 工采伐情况比较少，其竹林应该为自然扩散到山上的