雷正玉等
摘要:采取典型取樣、線路調(diào)查和衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法,對(duì)湖北大崎山自然保護(hù)區(qū)的植被進(jìn)行本底調(diào)查,按照《中國(guó)植被》的劃分方法,對(duì)本底調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。結(jié)果表明,大崎山自然保護(hù)區(qū)共有7個(gè)植被類型26個(gè)群系;植被分布水平規(guī)律變化界限不明顯,在垂直分布上,隨著海拔高度的不同形成垂直帶譜;大崎山自然保護(hù)區(qū)豐富的植被類型、特殊的地理分布,使其具有重要的保護(hù)與研究?jī)r(jià)值。
關(guān)鍵詞:大崎山自然保護(hù)區(qū);植被類型;垂直分布帶譜
中圖分類號(hào):S759.93文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0439-8114(2012)04-0712-05
自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)和管理作為自然資源、自然環(huán)境和生物多樣性保護(hù)的重要手段和有效措施,日益受到各級(jí)政府和人們的高度重視[1]。建立自然保護(hù)區(qū)的目的是為了更好地保護(hù)生物多樣性和種質(zhì)資源,而植物群落類型的劃分是保護(hù)生物多樣性和種質(zhì)資源的基礎(chǔ)[2]。不同的生態(tài)環(huán)境形成不同的植物群落類型,植被類型是認(rèn)識(shí)一定區(qū)域內(nèi)植被研究的基礎(chǔ)性工作[3]。近年來(lái),對(duì)植物群落結(jié)構(gòu)特征的研究較多,構(gòu)建合理的群落結(jié)構(gòu)是生態(tài)恢復(fù)的有效途徑,因此植被保護(hù)受到各級(jí)政府的高度重視。
湖北大崎山自然保護(hù)區(qū)位于湖北省黃岡市團(tuán)風(fēng)縣北部,地處大別山南麓,長(zhǎng)江北岸,素有“鄂東泰山”之譽(yù),屬華東植物區(qū)系和華中植物區(qū)系的交匯地帶。地理坐標(biāo)為30°48′12″—30°52′51″N,115°04′20″—115°10′06″E,保護(hù)區(qū)總面積為1 745.9 hm2。大崎山為大別山的一支余脈,山體呈東西走向,屬低山地形,海拔大多在400~700 m,最高峰龍王頂海拔1 041 m,最低點(diǎn)杜家沖海拔107 m。大崎山自然保護(hù)區(qū)氣候?qū)儆陂L(zhǎng)江中下游亞熱帶大陸性濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,江淮小氣候區(qū),具有優(yōu)越的山地氣候和森林小氣候特點(diǎn)。得天獨(dú)厚的自然地理環(huán)境,復(fù)雜的地勢(shì)地貌類型,多樣的山地氣候,孕育了大崎山自然保護(hù)區(qū)植物物種和植被類型的多樣性。保護(hù)區(qū)四季光熱界限分明,雨量充沛,森林茂密,林內(nèi)生物多樣性豐富,具有重要的生態(tài)地位和保護(hù)價(jià)值。在對(duì)大崎山自然保護(hù)區(qū)植被進(jìn)行了詳細(xì)的綜合科學(xué)考察基礎(chǔ)上,結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料,對(duì)大崎山自然保護(hù)區(qū)的植被類型進(jìn)行了系統(tǒng)的分析,以期全面了解大崎山自然保護(hù)區(qū)植被的類型、生境和地理分布等情況,為大崎山自然保護(hù)區(qū)的保護(hù)、建設(shè)和管理以及合理開(kāi)發(fā)利用植物資源提供科學(xué)依據(jù)[4]。
1材料與方法
1.1樣線調(diào)查[5]
按照線路設(shè)計(jì)的合理性、均勻性、可行性原則,對(duì)大崎山自然保護(hù)區(qū)沿海拔自下而上共設(shè)計(jì)了16條線路,調(diào)查范圍覆蓋了保護(hù)區(qū)的各種植被類型,并將植被類型勾繪在1∶50 000的地形圖上。
1.2樣方調(diào)查[6]
分別在不同坡向、不同海拔高度和不同群落類型的代表地段上,采取典型選樣的方式設(shè)置樣方28?jìng)€(gè),調(diào)查樣方面積喬木層為20 m×20 m,灌木層為5 m×5 m,草本植物層為1 m×1 m。調(diào)查記錄的內(nèi)容包括樣方內(nèi)所有植物種類、株數(shù)或多度、層蓋度或郁閉度、胸徑及高度,其中喬木樹(shù)種高度小于3 m的歸入灌木;同時(shí)記錄群落的生境特征,如位置(經(jīng)緯度)、地形、坡向、坡度、海拔高度、土壤與地質(zhì)條件等。主要調(diào)查內(nèi)容為:
1)喬木層的調(diào)查。對(duì)樣方中胸徑大于5 cm的所有喬木進(jìn)行每木調(diào)查,記錄其種名、胸徑、高度、冠幅等因子。
2)灌木層的調(diào)查。記錄樣方內(nèi)胸徑小于5 cm、未記錄在喬木層內(nèi)的所有木本植物,包括喬木的幼樹(shù)和真正的灌木,記錄因子包括種名、株(叢)數(shù)、高度、基徑、冠幅等。
3)草本植物層的調(diào)查。記錄因子與灌木層一致。
4)層間植物的調(diào)查。對(duì)樣地中藤本植物和附生植物的種類、數(shù)量及附生高度作詳細(xì)記錄。
1.3數(shù)據(jù)處理[3]
植物種的數(shù)據(jù)采用重要值作為綜合指標(biāo)。在每個(gè)樣方內(nèi)計(jì)算喬木、灌木和草本植物的重要值:
喬木重要值=(相對(duì)多度+相對(duì)頻度+相對(duì)顯著度)/3。
灌木和草本植物重要值=(相對(duì)蓋度+相對(duì)多度)/2。
根據(jù)植物種的數(shù)量特征確定群落的建群種、各層的優(yōu)勢(shì)種及其他成員樹(shù)種,由此確定大崎山自然保護(hù)區(qū)植被的分類系統(tǒng)并對(duì)其分析。
2結(jié)果與分析
2.1植被分類
通過(guò)分析樣方實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)并參考文獻(xiàn)[7],按照《中國(guó)植被》植被分類的原則和系統(tǒng)[8-10],將保護(hù)區(qū)植被劃分為4個(gè)植被型組,7個(gè)植被型,26個(gè)群系(表1)。
2.2主要植被群系概述
大崎山自然保護(hù)區(qū)的植被分為暖性針葉林、溫性針葉林、常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、落葉闊葉林、灌叢、草叢等7個(gè)植被型,各個(gè)植被型以1個(gè)群系為代表概述如下[11-14]:
2.2.1暖性針葉林——馬尾松林(Form. Pinus massoniana)樣地位于堰家垱,海拔477m,地理坐標(biāo)115°06′59.60″E ,30°50′59.61″N,坡向南,坡度28°,郁閉度約70%。馬尾松林林冠疏散,外貌呈翠綠色,層次分明。分析結(jié)果表明,該群系喬木層以馬尾松占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),摻雜有少量的楓香、杉木,喬木層平均高度16 m,蓋度為65%;灌木層以油茶(Camellia oleifera)、映山紅(Rhododendron simsii)、鹽膚木(Rhus chinensis)、紅脈釣樟(Lindera rubronervia)為主;草本植物層有龍芽草(Agrimonia pilosa)、馬銀花(Rhododendron ovatum)、深山堇菜(Viola selkirkii)、香附子(Cyperus rotundus)等,并伴生有鐵線蕨(Adiantum capillus-veneris)、鳳尾蕨(Pteris nervosa)。
2.2.2溫性針葉林——黃山松林(Form. Pinus taiwanensis)保護(hù)區(qū)的溫性針葉林可以分為黃山松林和柳杉林,多為人工栽種的純林。黃山松林是保護(hù)區(qū)主要的森林群系,主要為人工純林,生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)良好,分布于海拔650 m以上地區(qū);柳杉林分布于海拔400~800 m的山谷及山坡中,主要為人工純林。
代表群系黃山松林樣地位于海拔992 m、地理坐標(biāo)115°05′32.80″E、30°51′35.24″N、坡向東南、坡度20°的龍王頂以及海拔803 m、地理坐標(biāo)115°05′38.21″E、30°52′31.91″N、坡向北、坡度24°的塔灣。根據(jù)在龍王頂及塔灣的樣方調(diào)查資料,黃山松林成層現(xiàn)象比較明顯,可分為喬木層、灌木層和草本植物層3個(gè)基本層次。灌木層植物種類最為豐富,主要有綠葉胡枝子(Lespedeza buergeri)、鹽膚木(Rhus chinensis)、野山楂(Crataegus cuneata)等;草本植物主要有辣蓼(Polygonum flaccidum)、虎杖(Polygonum cuspidatum)、深山堇菜(Viola selkirkii)、紫萁(Osmunda japonica)、鐵線蕨(Adiantum capillus-veneris)等。黃山松人工林的物種多樣性沒(méi)有天然林高,但比天然林生長(zhǎng)快、成材早[15]。對(duì)兩個(gè)樣地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn),黃山松林在保護(hù)區(qū)內(nèi)分布于海拔650 m以上地區(qū),其中海拔650~800 m的黃山松生長(zhǎng)不旺,但次生現(xiàn)象明顯;海拔800 m以上的黃山松長(zhǎng)勢(shì)蒼勁,株株挺拔。
在大崎山主峰龍王頂和大崎山林場(chǎng)接天山有大片保護(hù)完好的黃山松古樹(shù)林,均為人工栽種,面積達(dá)42.7 hm2。分布于龍王頂?shù)狞S山松古樹(shù)有306株,最大樹(shù)齡達(dá)284年,樹(shù)高均在18 m以上,胸徑均在30 cm以上,最大的胸徑達(dá)75 cm,黃山松古樹(shù)雖經(jīng)百年風(fēng)雨,仍枝繁葉茂,蒼翠挺拔,枝干遒勁,長(zhǎng)勢(shì)猶健,成為大崎山獨(dú)特而神奇的森林景觀,在清朝年間就被譽(yù)為“崎山八景”之一[13]。
2.2.3常綠闊葉林——青岡櫟林(Form. Cyclobalanopsis glauca)保護(hù)區(qū)的常綠闊葉林分布范圍較廣,由常綠的殼斗科、樟科、山茶科的喬木樹(shù)種為主要建群種,在保護(hù)區(qū)內(nèi)呈鑲嵌狀分布。代表的群系有青岡櫟林,多分布于海拔500~800 m的山谷或山坡下部,沿著溝谷兩側(cè)成帶狀分布。
樣地位于海拔407 m、地理坐標(biāo)115°04′43.09″E、30°51′49.94″N、坡向西北、坡度35°的桂兩尖。根據(jù)在桂兩尖的樣方調(diào)查資料,總蓋度約90%,喬木層蓋度約80%,高約15 m,除建群種青岡櫟外,伴生樹(shù)種有小葉青岡(Cyclobalanopsis gracilis)、楓香(Liquidambar formosana)、冬青(Ilex purpurea)、栓皮櫟(Quercus variabilis)等;灌木層蓋度約40%,高1~3 m,主要由山胡椒(Lindera glauca)、細(xì)齒葉柃(Eurya nitida )、羽脈新木姜子(Neolitsea pinninervis )、野鴉椿(Euscaphis japonica)等組成;草本植物層蓋度8%~10%,草本植物比較貧乏,常見(jiàn)種有虎耳草(Saxifraga stolonifera)、周毛懸鉤子(Rubus amphidasys)、蕨(Pteridium aquilinum var. laliusculum)等。
2.2.4常綠落葉闊葉混交林——青岡櫟-槲櫟-栓皮櫟林(Form. Cyclibalanopsis glauca、Quercus aliena、Quercus variabilis)保護(hù)區(qū)內(nèi)常綠落葉闊葉混交林無(wú)明顯的優(yōu)勢(shì)種,林冠郁茂,參差不齊,呈波狀起伏。該植被型分為栓皮櫟-楓香林和青岡櫟-槲櫟-栓皮櫟林兩個(gè)群系,常常分布于海拔800 m以下的溝谷或溝谷附近的山坡上。常綠闊葉樹(shù)一般在落葉闊葉樹(shù)之下。
代表群系青岡櫟-槲櫟-栓皮櫟林樣地位于海拔499m、地理坐標(biāo)115°05′05.31″E、30°51′19.90″N、坡向東南、坡度25°的邱家里,總蓋度約90%。喬木層蓋度80%~85%,高15~17 m,常綠闊葉樹(shù)種以青岡櫟占優(yōu)勢(shì),此外還有天目木姜子(Litsea auriculata),落葉闊葉樹(shù)種以槲櫟(Quercus aliena)、栓皮櫟(Quereus variabilis)為主,此外還有短柄枹櫟(Q. serrata)、化香(Platycarya strobilacea)、燈臺(tái)樹(shù)(Cornus controversa)、君遷子(Diospyros lotus)、苦木(Picrasma quassioides)等;灌木層蓋度約40%,高1.5~3.0 m,主要組成樹(shù)種有紅果釣樟(Lindera erythrocarpa)、華千金榆(Carpinus cordata)、映山紅(Rhododendron simsii)、山胡椒(Lindera glauca)、綠葉胡枝子(Lespedeza buergeri)、山莓(Rubus corchorifolius)、三椏烏藥(Lindera obtusiloba)等;草本植物層蓋度一般不超過(guò)5%,種類不多,常見(jiàn)種有苔草(Carex tristachya)、三脈紫菀(Aster ageratoides);層間植物有三葉木通(Akebia trifoliata)、雞矢藤(Paederia scandens)和野葛(Pueraria lobata)。
2.2.5落葉闊葉林——楓香林(Form. Liquidambar formosana)大崎山自然保護(hù)區(qū)地處亞熱帶向暖溫帶的過(guò)渡區(qū),落葉闊葉林所占的比例最大,而且種類最多,組成落葉闊葉林的喬木樹(shù)種主要以殼斗科的櫟屬、栗屬、水青岡屬等為主的落葉樹(shù)種,其次是樺木科的榿木屬樹(shù)種、金縷梅科的楓香屬、喜樹(shù)屬等樹(shù)種。保護(hù)區(qū)內(nèi)落葉闊葉林植被型可以分為麻櫟林、短柄枹櫟林、栓皮櫟林、江南榿木林、楓香林、喜樹(shù)林、化香-栓皮櫟-茅栗林等7個(gè)群系。
代表群系楓香林樣地位于海拔430 m、地理坐標(biāo)115°04′49.19″E、30°51′29.5″N、坡向西、坡度35°的長(zhǎng)沖。楓香林外貌呈青綠色,物種組成較復(fù)雜,林冠參差不齊。喬木層平均高16 m,蓋度達(dá)88%,主要樹(shù)種為楓香,喬木亞層平均高9 m,蓋度為10%,主要種類有馬尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cuninghamia lanceolata)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、化香(Platycarya strobilacea);灌木層物種較豐富,平均高5m,蓋度40%,主要有木姜子(Litea pungens)、五葉木通(Akebia quinata)、三椏烏藥(Lindera obtusiloba)、宜昌楠(Machilus ichangensis)、青岡櫟(Quercus glauca)等;草本植物層發(fā)育良好,蓋度65%左右,主要種類有山酢漿草(Oxalis griffithii)、常春藤(Hedera nepalensis)、吉祥草(Reineckea carnea)、中國(guó)繁縷(Stellaria chinensis)。分析其組成與結(jié)構(gòu)可知,楓香的幼樹(shù)較多,更新良好,是一個(gè)正在演替中的種群類型。
2.2.6 竹林——毛竹林(Form. Phyllostachys pubescens)在大崎山自然保護(hù)區(qū),竹林有時(shí)構(gòu)成大面積的單優(yōu)勢(shì)種群落,有時(shí)與其他闊葉樹(shù)種混生,禾本科竹類單優(yōu)勢(shì)種群落外貌整齊,終年常綠,形成單層水平郁閉,林下灌木數(shù)量很少,草本植物層種類也不多。保護(hù)區(qū)內(nèi)的竹林可分為毛竹林、剛竹林和水竹林3個(gè)群系,其代表群系毛竹林主要分布于保護(hù)區(qū)海拔800 m以下的低山丘陵、村旁山坡等處,群系結(jié)構(gòu)單一,生長(zhǎng)旺盛,有時(shí)與青岡櫟、栓皮櫟、化香混生,一般為純林。
代表群系毛竹林樣地位于海拔769 m、地理坐標(biāo)115°05′48.98″E、30°51′51.59″N、坡向西、坡度10°的安基林場(chǎng)。群落中毛竹為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種,偶而零星分布有杉木(Cuninghamia lanceolata)、柳杉(Cuninghamia lanceolata),總蓋度85%~95%,高8~20m,胸徑可達(dá)20 cm,林下空曠,灌木和草本植物較少;灌木層有山胡椒(Lindera glauca)、瓜木(Alangium platanifolium)、茅栗(Castanea seguinii)、野桐(Mallotu japonicus)、菝契(Smilax china)、六月雪(Serissa foetida)等;草本植物層有蕨(Pteridium aquilinum var. latiusculum)、貫眾(Cyrtomium fortunei)、吉祥草(Reineckea carnea)等。
2.2.7灌叢和草叢
1)灌叢——胡枝子灌叢(Form. Lespedeza bicolor)。保護(hù)區(qū)內(nèi)的灌叢主要有兩種類型,一種是在森林線以下的地段,由于人為活動(dòng)的影響以及自然環(huán)境的惡化發(fā)育的一種不穩(wěn)定的次生灌叢;另一種是在山地垂直帶譜中森林線以上,由于熱量、光照、空氣等生態(tài)條件的制約發(fā)育的山地灌叢。保護(hù)區(qū)的灌叢共包括繼木灌叢、胡枝子灌叢、映山紅灌叢、野山楂灌叢、美麗胡枝子-野山楂灌叢和黃荊灌叢6個(gè)群系。
代表群系胡枝子灌叢樣地位于海拔503 m、地理坐標(biāo)115°06′09.50″E、30°51′23.84″N、坡向西、坡度30°的粘山。調(diào)查結(jié)果表明,灌叢的優(yōu)勢(shì)種為綠葉胡枝子、美麗胡枝子等胡枝子屬的植物,偶有杉木(Cuninghamia lanceolata)和柳杉(Cryptomeria fortunei)零星分布,常與山胡椒(Lindera glauca)、胡頹子(Elaeagnus pungens)、白檀(Symplocos paniculata)、短柄枹櫟(Quercus serrata)和李葉繡線菊(Spiraea prunifolia)等伴生;草本植物層常見(jiàn)植物有辣蓼(Polygonum flaccidum)、球米草(Oplismenus undulatifolius)、一年蓬(Erigeron annuus)、蕨(Pteridium aquilinum var. latiusculum)等。胡枝子灌叢分布于保護(hù)區(qū)的山地林緣、林隙或空曠地帶,多是森林人為砍伐后發(fā)育起來(lái)的次生植被,處于植被演替階段。
2)草叢——白茅草叢(Form. Imperata cylindrica var. major)。白茅草叢廣布于大崎山海拔400~800 m的中低山地,多生長(zhǎng)在向陽(yáng)山坡和撂荒地。在白茅組成的單優(yōu)勢(shì)種群落中,其蓋度可達(dá)90%,高度達(dá)90 cm,伴生有少量野大豆(Glycina soja)、藎草(Arthraxon hispidus)和莎草科(Gyperaceae)植物,伴生植物生長(zhǎng)較差。
2.3自然植被分布規(guī)律
大崎山自然保護(hù)區(qū)由于自然條件復(fù)雜,溝谷縱橫,群落間過(guò)渡和變化界限不明顯,加之經(jīng)緯度跨度小,水平分布無(wú)法體現(xiàn)植被分布規(guī)律性。隨著海拔的增高,自然植被依據(jù)山地生態(tài)條件與植被歷史發(fā)生特點(diǎn),演替成不同的植被帶,植被的垂直分布規(guī)律明顯,其垂直帶譜由3個(gè)主要的植被帶組成:海拔600 m以下為常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、暖性針葉林帶;600~800 m為常綠落葉闊葉混交林、溫性針葉林帶;海拔800 m以上為落葉闊葉林、溫性針葉林帶。在大崎山自然保護(hù)區(qū)內(nèi),自然植被的垂直帶譜中以落葉林占重要地位(圖1)。
3討論
通過(guò)對(duì)大崎山自然保護(hù)區(qū)的28塊樣地的分析,根據(jù)生態(tài)外貌及群落特征,將森林群落劃分為4個(gè)植被型組、7個(gè)植被型、26個(gè)群系。
1)大崎山自然保護(hù)區(qū)植物種類豐富,植被類型多種多樣,森林植被保護(hù)完好,其群落結(jié)構(gòu)和組成呈典型的亞熱帶向暖溫帶過(guò)渡的特點(diǎn),有一定的代表性,具有重要的研究?jī)r(jià)值和保護(hù)價(jià)值。
2)黃山松林是大崎山自然保護(hù)區(qū)面積最大的植被類型,均為人工植被和次生植被,面積大而成片,保存完好,黃山松古樹(shù)群落更是大崎山最具特色的植被類型。在海拔650 m的地帶雖不能旺盛生長(zhǎng),但天然更新良好,高海拔的龍王頂,人工栽種的黃山松古樹(shù)雖生長(zhǎng)年代久遠(yuǎn),但長(zhǎng)勢(shì)猶健,不僅證明了大崎山森林生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)良好,而且對(duì)研究當(dāng)?shù)毓艢夂?、古人文、古地理等生態(tài)和植物群落的形成、演替具有重要的意義[16]。
3)大崎山自然保護(hù)區(qū)特殊的地理分布,使植被的水平分布規(guī)律變化界限不明顯,植被的垂直分布規(guī)律明顯,自然植被垂直帶譜中以落葉林占重要地位。
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