謝鎮(zhèn)國,余德會,陳紹林,謝 丹
(1.貴州雷公山國家級自然保護區(qū)管理局,貴州雷山 557199;2.湖北星斗山國家級自然保護區(qū)管理局,湖北恩施 445000)
禿杉(Taiwania cryptomerioides Hayata),杉科臺灣杉屬常綠大喬木,為著名的孑遺植物,在我國境內分布區(qū)地理坐標為北緯 24°30′~30°03′,東經 98°30′~109°05′。分布于云南高黎貢山保護區(qū)、蘭坪保護區(qū),貴州雷公山保護區(qū)及周邊等地,福建的古田、屏南和尤溪(共發(fā)現(xiàn)22株),湖北星斗山國家級自然保護區(qū),星斗山區(qū)是華中地區(qū)唯一的禿杉原生種群分布區(qū),此外國外僅緬甸北部的密支那地區(qū)有極少量分布。
星斗山的禿杉主要分布在恩施、利川、咸豐三縣交界處的星斗山國家級自然保護區(qū)境內及周邊區(qū)域,該區(qū)域山脈大致是東北-西南走向,屬云貴高原向東北的延伸部分,系大巴山系巫山余脈。地貌類型復雜,峰巒疊嶂,地勢高低不平。西邊有西北走向的齊岳山脈,山體高聳,齊岳山的最高峰為1893m;西北有東北走向的福寶山,高約1600m,東南邊有西北走向的武陵山脈。20世紀50年代,第一次調查禿杉母樹達300多株,1965年第二次調查只有176株,利川縣人民政府將禿杉列為該縣第一批保護樹種之一,1978年建立了恩施州自然保護區(qū),1988年晉升為省級自然保護區(qū),并進行了第三次禿杉母樹資源進行調查,僅存82株,對區(qū)域內的禿杉母樹資源進行了嚴格的保護,才使得禿杉母樹不斷減少的勢頭得到一定控制。目前經調查僅存禿杉母樹40余株,主要散生于居民點附近和田邊地角。
星斗山保護區(qū)禿杉主要分布在毛壩、沙溪、涼務、元堡 4個鄉(xiāng),10個村的22個組,分布范圍600hm2,其中毛壩鄉(xiāng)的花板村數(shù)量最多,最為集中,共有24株,占保護區(qū)總株數(shù)40株的60%,本次主要對該區(qū)域禿杉及其生境進行了較為詳細的調查。
調查區(qū)位于保護區(qū)內利川市毛壩鄉(xiāng)花板村,海拔850m左右,調查地點地理坐標東經109°05′9.23″,北緯30°03′35.65″及周邊,面積約500公頃,有禿杉24株,胸徑在28~118.8cm,樹高 18~43m,為零星或團狀分布,均分布在村寨、農地邊、通村公路旁,成團狀分布的有8株,當?shù)氐淖匀簧吃獾絿乐仄茐?,主要是由于當?shù)鼐用癜l(fā)展生產造成的,將禿杉生存的自然環(huán)境中的其他林木全部采伐種植了楠竹(Phyllostachys heterocycla),經現(xiàn)地調查,該區(qū)24株禿杉絕大部分均生存在平均胸徑15.3cm,平均高15m,平均每公頃達10500株的楠竹林中,上層喬木第一亞層是禿杉,第二亞層幾乎全是楠竹,零星分布有人工杉木(Cunninghamia lanceolata)、柳杉(Cryptomeria fortunei)等。
林下喬木幼樹有虎皮楠(Daphniphyllum oldhami)、杉木等。
灌木層主要有胡椒(Piper nigrum)、五加科(sp.Araliaceae)、紫麻(Oreocnide frutescenssp)、常山(Dichroa febrifuga)、棕櫚(Trachycarpus fortunei)、山莓 (Rubus corchorifolius)、懸勾子(RubussaxatilisL)、榕屬一種(Ficus)、金英子(Rosa laevigata)、路根星、山茶科一種(Theaceae)、琴色榕(Ficus pandurata)、油茶(Camellia oleiferaAbel)、青牛膽(Tinospora sagittata)、莢迷屬一種(Viburnum)、異葉梁王茶(Nothopanax davidii)、中國荊節(jié)花(Stachyurus chinensis)、穗序鵝掌柴(Schefflera delavayi)、紫金??埔环N(Myrsinaceae)等。
草本層有翠銀草(Selaginella uncinata)、細風輪草(Clinopodium chinensis)、耳蕨屬一種(Polystichum Roth)、珍珠草(Hemianthus micranthemoides)、鶯尾(Iris tectorum)、江南星蕨 (Microsorumfortunei)、蕨 (Pteridium aquilinum)、五節(jié)芒(Miscanthus floridulus)等。
層間植物有單葉鐵線蓮(Clematis henryi)、菝葜(Smilax china)、 常 春 藤 (Hedera nepalensis)、 天 門 冬(Asparagus cochinchinensis)、柔毛雞矢藤(Paederia lanuginosa)、八月瓜屬(Holboellia)一種等。
地被物林下苔蘚、地衣少,枯枝落葉層較厚,約5.5cm。在禿杉分布區(qū)林內、林下、林緣、田邊地角均未發(fā)現(xiàn)禿杉更新幼苗幼樹,表明更新狀況極差。
2.2.1 樣地設置由于禿杉分布區(qū)生境遭到嚴重人為活動及破壞,難以找到禿杉原生生境,本次調查選擇人為活動相對較少,植被保存相對較為原生的林分對禿杉生境進行調查研究,通過實地踏查,設立了一個40m×20m樣地分成10個8m×10m小樣方對樣地中喬木、灌木、草本進行調查。
2.2.2 樣地位置及基本情況所設樣地位于星斗山保護區(qū)毛壩管理站花板村,樣地海拔840m,北緯30°03′35.65″,東經109°05′9.23″,坡度35°,坡向西南坡,度位中部,土層厚度50cm,土壤為黃棕壤,砂頁巖,枯枝落葉厚度5cm,腐殖質厚度10cm,植被總蓋度90%,喬木層郁閉度0.7,灌木層蓋度30%,草本層蓋度40%。
2.2.3 數(shù)據(jù)處理 根據(jù)喬木層樹種的重要值計算公式:IPV=RA+RF+RD
(IPV:樹種重要值,RA:相對密度,RF:相對顯著度,RD:相對頻度)
通過對樣地內的種類調查鑒定后統(tǒng)計,該群落內共有31科42屬62種植物,見表1;其中,蕨類植物3科7屬9種,裸子植物3科2屬3種,被子植物24科32屬50種,在這些植物中,木本植物有43種(不含木質藤本),占種總數(shù)的69.35%;藤本4種,占種總數(shù)的6.45%;草本15種,占種總數(shù)的24.19%;在這些植物中,有4個屬4個種的科有殼斗科(Fagaceae)、有3個屬3個種的科有山茶科(Theaceae),有2個屬 3個種的科有五加科(Araliaceae)、樟科(Lauraceae)和杜鵑花科(Ericaceae),2屬2種的科有杉科(Taxodiaceae)、鱗毛蕨科(Dryopteridaceae)、莎草科(Cyperaceae),其他的科都是 1屬2種或1屬1種。優(yōu)勢的科屬種類不明顯,木本種類的比例較大,說明該群落郁閉度較高,林下散射光比較少,林下蕨類植物較為豐富,達9個種,其中里白(Hicriopteris glauca)占優(yōu)勢、其次為狗蕨(Woodwardia japonica)。
表1 禿杉分布區(qū)物種組成表
該禿杉生境林分垂直結構可分為喬木層、灌木層、層間植物和草本層。
3.2.1 喬木層 喬木層郁閉度0.70,植物共有9科14屬15種61株,可分為3個亞層,第1亞層高度20m以上,有甜櫧(Castanopsis eyrei)、絲栗(castanopsis fargesii)、禿杉、馬尾松(Pinus massoniana)共5株,其中,甜櫧、絲栗、禿杉各1株,馬尾松2株,高度優(yōu)勢明顯;第2亞層高11~20m,有絲栗、杉木、馬尾松、楠竹(Phyllostachys heterocycla)、甜櫧、猴歡喜(Sloanea sinensis)、白背葉 Mallotus apelta共 27株,其中,絲栗 9株、杉木、馬尾松、楠竹各5株、白背葉3株、甜櫧、猴歡喜各1株;第3亞層高4.5~10m,有絲栗10株、杉木3株、甜櫧、猴歡喜、板栗(Castanea mollissima)、樟科植物、虎皮楠科植物(Daphniphyllaceae)各 2株、野牡丹科(Melastomataceae)、白櫟(Quercus fabri)、潤楠屬(Machilus sp.)、山桐子(Idesia polycarpa)各 1 株,共27株。從各樹種所占各層和比例來看,第1亞層有甜櫧、絲栗、禿杉、馬尾松4種5株,占種數(shù)的26.67%,株數(shù)的8.20%,第2亞層有絲栗、杉木、馬尾松、楠竹、甜櫧、猴歡喜、白背葉 7種 29株,占種數(shù) 46.67%,株數(shù)的 47.54%,第 3亞層有絲栗10株、杉木3株、甜櫧、猴歡喜、板栗、樟科植物sp、虎皮楠科sp各2株、野牡丹科、白櫟、潤楠屬sp、山桐子各1株,11種共27株,占種數(shù)73.33%,株數(shù)的44.26%。在15種61株喬木樹種中,絲栗19株,占總株數(shù)的31.15%,杉木9株,占總株數(shù)的14.75%,馬尾樹7株,占總株數(shù)的1.48%;楠竹5株,占總株數(shù)的8.20%;甜櫧4株,占總株數(shù)的6.57%;猴歡喜、白背葉各3株,各占總株數(shù)的4.92%;板栗、樟科sp一種、虎皮楠科sp一種各2株,各占總株數(shù)的3.28%;禿杉、野牡丹科sp一種、白櫟、潤楠屬sp一種、山桐子各1株,各占總株數(shù)的1.64%(見表 2)。
3.2.2 灌木層 灌木層種類較多,覆蓋度30%,共有17科22屬27種,優(yōu)勢種不明顯,以杜鵑花科、鵝掌柴(Schefflera octophylla)相對較多,覆蓋度在為10%左右。其他種類零星分布,數(shù)量較少;說明杜鵑科、鵝掌柴是灌木層的優(yōu)勢種。在該群落中,灌木層種類分布稀疏,主要是由于喬木層郁閉度大,林下光照弱。
3.2.3 層間植物 層間植物有4科5屬5種,分別是木通科(Lardizabalaceae)木通屬(Akebia)的三葉木通(Akebia trifoliata)和八月瓜(Holboellia latifolia),百合科(Liliaceae)菝葜屬(Smilax)的菝葜,豆科(Leguminosae)崖豆藤屬 Millettia的崖豆藤(Millettia speciosa),蝶形花科(Papilionaceae)黃檀屬(Dalbergia)的黃檀(Dalbergia hupeana),為木質攀緣植物。
3.2.4 草本層草本層種類相對較少,有11科13屬14種,覆蓋度40%,主要都是喜濕耐蔭的種類,其中蕨類植物6科7屬8種。主要種類有里白,為優(yōu)勢種,其次為狗蕨,說明該群落的草本層植物的優(yōu)勢種比較單一。草本層植物覆蓋度低,原因主要喬木層郁閉度較大、灌木層覆蓋度較高,不利于草本層的生長。
表2 禿杉生境群落喬木層特征值
從表3可以看出,群落中的個體數(shù)目隨著徑級增大而呈逐漸減少的趨勢,禿杉只有大徑級樹1株,在小徑級中沒有出現(xiàn),在灌木層中未發(fā)現(xiàn)禿杉更新幼苗。
在群落的徑級結構中,在胸徑5~10.9cm有20株,占總株數(shù)的32.79%,其中絲栗6株,杉木3株,甜櫧、虎皮楠科、猴歡喜、樟科各2株,山桐子、楠竹、潤楠屬各1株;11~15.9 cm徑級的有16株,占總株數(shù)的26.23%,其中絲栗5株,楠竹4株,白背葉、馬尾松各2株,甜櫧、野牡丹科、白櫟各1株;16~20.9 cm徑級的有9株,占總株數(shù)的14.75%,其中杉木4株,絲栗3株,馬尾松、猴歡喜各1株;21~25.9cm徑級的有11株,占總株數(shù)的18.03%,其中絲栗4株,馬尾松3株、杉木2株,白背葉、板栗各1株;26~30.9cm徑級的有1株,占總株數(shù)的1.64%,為絲栗1株,胸徑31~35.9cm和36cm以上徑級各有2株,分別是絲栗、馬尾松各1株和禿杉、甜櫧各1株,均占總株數(shù)的3.28%。
從整個喬木層來看,禿杉僅在第1亞層有分布,馬尾松在第1、2亞層有分布,杉木、猴歡喜在第2、3亞層有分布,甜櫧、絲栗在第1、2、3亞層均有分布,楠竹、白背葉只在第2亞層有分布,其余的僅在第3亞層有分布,在整個群落中,絲栗占優(yōu)勢,其次為杉木,再其次為馬尾松,從種群發(fā)展趨勢看會被常綠種類取代,從整個禿杉分布區(qū)域來看,楠竹有逐步擴大的趨勢,該樣地也有5株入侵,在群落中的重要值已排列第4位,如不進行人為干預,禿杉分布區(qū)域將被楠竹林取代,成為以楠竹為壓倒性的優(yōu)勢種。
表3 喬木層徑級和株數(shù)統(tǒng)計表
禿杉生境喬木層主要以絲栗為優(yōu)勢種、其次以杉木、馬尾松,甜櫧等闊葉樹種比例較高,具有常綠落葉針闊混交林的外貌和結構特征,屬于常綠落葉針闊混交林。
由于當?shù)貫榱税l(fā)展經濟,主要是人工種植楠竹,對禿杉生境造成了一定的破壞,建議對楠竹面積的擴大蔓延趨勢進行一定的人為干預,特別是在禿杉母樹分布地,伐除楠竹,為禿杉打造一個良好的生存環(huán)境。