練發(fā)良,余柏根,洪 震,潘永柱,戴海英,楊平昆
(1.華東藥用植物園科研管理中心,浙江 麗水 323000; 2.紹興市自然資源和規(guī)劃局上虞分局,浙江 上虞 312300;3.麗水市林業(yè)技術(shù)推廣總站,浙江 麗水 323000; 4.浙江省慶元縣自然資源與規(guī)劃局,浙江 慶元 323800)
隨著社會的發(fā)展,森林的林相景觀功能越來越受到人們的重視。近年來麗水市委、市政府在全市范圍內(nèi)開展美麗林相工程建設(shè),就是一個典型的實(shí)例。其目的是通過該項目的實(shí)施,提高麗水森林景觀水平。森林景觀與園林景觀相比,具有觀賞距離遠(yuǎn)、注重林冠整體感觀的特點(diǎn)。一般情況下,森林內(nèi)部和細(xì)部景觀無法感知,因此,在林相建設(shè)中,重要關(guān)注點(diǎn)是林冠層景觀。林相景觀與森林冠層樹種組成及其特征密切相關(guān),分析景觀優(yōu)良的林相樹種組成,對林相景觀建設(shè)具有現(xiàn)實(shí)借鑒意義。森林樹種組成一直是林學(xué)專家學(xué)者的一個重要研究內(nèi)容,但以往的研究都是從生態(tài)學(xué)或生物多樣性方面的角度群生態(tài)開展的,研究的目的是為林分的經(jīng)營利用提供科學(xué)依據(jù)[1-2]、了解典型森林群落組成成分在空間的分布規(guī)律和揭示生物多樣性維持機(jī)制[3]、了解森林樹種演替規(guī)律[4],而對美麗林相建設(shè)有直接借鑒作用的冠層樹種組成研究還鮮見報道。為此,以麗水市具標(biāo)志性林相的天然林——慶元縣馬蹄凹水庫水土保持林為對象,開展林相冠層樹種組成與特征研究,以期為麗水市美麗林相建設(shè)提供樹種配置參考。
慶元縣馬蹄凹庫區(qū)水土保持林位于浙江省慶元縣屏都鎮(zhèn),北緯27°36′, 東經(jīng)118°58′,庫區(qū)溢流面設(shè)計標(biāo)高300.95 m,總面積約98.33 hm2,按空間關(guān)系分為水庫南側(cè)山坡、水庫北側(cè)山坡和插于水庫中間土名叫棋山的山崗等3個片區(qū),其中水庫南側(cè)片區(qū)從1966年電站開建時開始封山,林相景觀最具代表性,是入選麗水市標(biāo)志性林相的樣區(qū),面積28.66 hm2,片區(qū)內(nèi)有1條從東往西方向由下向上的通村公路。氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)區(qū),溫暖濕潤,四季分明,年平均氣溫17.4 ℃,降水量1 740.5 mm,無霜期245 d。
在水庫南側(cè)典型林相區(qū)域,沿公路自東向西按70 m等間距設(shè)置6個臨時調(diào)查樣地,樣地上側(cè)邊線距公路外沿10 m左右,樣地東西寬25 m,南北水平距35 m,并根據(jù)山體坡度換算出斜坡長度,每個樣地的4個轉(zhuǎn)角處設(shè)置4個臨時樣樁,沿樣樁用測繩圍合樣地。以樹冠高度達(dá)到林冠層的樹木作為冠層木的選擇標(biāo)準(zhǔn),由于該林分森林郁閉度高,喬木層突出,灌木層和草本層植物稀少,幾乎無中間林層,林冠層與冠下層分層明顯,冠層木容易確定。冠層木調(diào)查指標(biāo)包括樹種名稱、樹高、冠幅,對枯立木予以登記株數(shù),并予以說明。
分別計算樹種數(shù)量、冠幅面積,常綠喬木種數(shù)、總植株數(shù)與冠幅面積,落葉喬木種數(shù)、總植株數(shù)與冠幅面積,各樹種植株數(shù)量、各樹種的相對多度(Pi,即林分第i個樹種株數(shù)占林分總株數(shù)的比例)、冠幅面積和平均樹高。
經(jīng)統(tǒng)計,6個樣地冠層樹木總數(shù)為318株,分屬20科26 屬37種(見表1),其中常綠樹種21種,落葉樹種16種,常綠與落葉樹種占比為56.76%和43.24%;常綠喬木270株,落葉喬木48株,常綠與落葉喬木株數(shù)占比分別為84.91%和15.09%,呈現(xiàn)出比較典型的常綠闊葉林樹種結(jié)構(gòu)特征。在每個樣地都有分布的樹種只有栲樹和木荷,占冠層樹種種類的5.41%,它們的株數(shù)分別為120株和39株,相對多度Pi值為37.73%和12.26%,這2個樹種株數(shù)合計占比近50%,其中樣地2栲樹多達(dá)32株,占該樣地總株數(shù)53株的60.38%,在群落中栲樹作為優(yōu)勢種的特征非常突出。馬尾松、山烏桕、野漆、細(xì)葉香桂和紅楠5個樹種在其中4個樣地有分布,種類占比為13.51%,各個樹種株數(shù)分別為51,11,7,4,7株,各樹種相對多度Pi值分別為16.04%,3.46%,2.20%,1.26%和2.20%,5個樹種合計株數(shù)占比為25.2%。虎皮楠、南酸棗、木油桐、中華杜英和錐栗等5個種在其中3個樣地有分布,樹種種類占比為13.51%,株數(shù)分別為13,5,3,4,4株,相對多度Pi值分別為4.09%,1.57%,0.94%,1.26%和1.26%。青岡櫟、野桐等9個樹種在其中2個樣地有分布,種類占比為24.32%,合計24株,占比7.55%;短柄枹、浙江樟等16個種僅在1個樣地有分布,種類占比高達(dá)43.24%, 16個樹種合計植株僅為23株,合計株數(shù)占比僅為7.23%,對林分的植物多樣性貢獻(xiàn)大,但對林分景觀貢獻(xiàn)小。
表1 各樣地冠層樹種組成
樹冠是決定林分美景度的直接因子,每個冠層樹種的樹冠空間占比綜合形成了林相的外在感觀。經(jīng)統(tǒng)計,6個樣地單株樹冠冠幅面積合計8 099.75 m2,為樣地面積的1.543倍,這是因為相鄰植株間的樹冠交叉重疊所致,是形成林分外觀豐滿的樹冠基礎(chǔ),平均單株冠幅面積為25.45 m2,各樹種冠幅面積及其占比見圖1,2。其中冠幅面積在500 m2以上的樹種有栲樹、馬尾松、木荷,它們的冠幅總面積分別為3 911.55,1 036.30,804 m2,占總冠幅面積比分別為47.07%,12.47%,9.68%,3個樹種合計冠幅面積占比高達(dá)69.22%,與樹種株數(shù)比例相當(dāng)。這一結(jié)構(gòu)特征對林分特色觀賞期形成起到?jīng)Q定性作用。樣地常綠樹種樹冠面積合計7 182.9 m2,占樹冠總面積的比例達(dá)88.68%,為樣地面積的1.368倍,使得林分周年綠色充分、外觀飽滿,對林分周年優(yōu)質(zhì)景觀形成起到基礎(chǔ)作用;落葉樹合計冠幅面積916.85 m2,占樹冠總面積的11.32%,其中山烏桕、野漆、秀麗槭等秋葉轉(zhuǎn)色后以紅色為主,南酸棗、木油桐、合歡等以黃色為主,這樣就使得該林分在秋冬季和早春萌芽季節(jié)有一定的彩葉效果,豐富了林相的季節(jié)變化,提升了林相景觀變化的多樣性,但因這些樹種冠幅占比較小,秋冬彩色效果不夠強(qiáng)烈。
圖1 樣地各冠層樹種冠幅面積
圖2 樣地各冠層樹種冠幅總面積占比
樹高統(tǒng)計表明,冠層各樹種平均高度在9—15.3 m之間(見圖3),其中均高11 m以下的樹種有黃丹木姜子、香港四照花、乳源木蓮、山礬、羅浮柿、野漆、細(xì)葉香桂、華杜英、青榨槭和刺葉桂櫻等10種,屬于林冠層亞喬木層植物,容易受上層樹種的冠幅遮擋,其對林相觀賞性貢獻(xiàn)受到影響,但可以有效填補(bǔ)林隙,增厚林冠層,提高冠層厚實(shí)度,部分彩化樹種透過林隙呈現(xiàn)色彩,從而提升林相彩化水平。樹高最高的樹種為馬尾松,平均高15.3 m,對林相的彩化沒有直接貢獻(xiàn),其作用更多體現(xiàn)在增強(qiáng)林冠線起伏程度。薯豆、木荷、米櫧、浙江樟、野梧桐、山合歡、栲樹、錐栗、苦櫧、藍(lán)果樹、少葉黃杞,高度都在13—14 m之間,這11個樹種合計冠面面積5 401.55 m2,占樣地面積的86%,是林分主冠面高度,構(gòu)成林相主觀賞面。
圖3 樣地冠層各樹種平均樹高
通過調(diào)查分析,馬蹄凹庫區(qū)水土保持林冠層樹種組成具有以下4個特征。
特征一是冠層樹種豐富多樣。植物多樣性是綠色空間美景度的重要影響因素[5],冠層樹種多樣性對林相美景度產(chǎn)生多方面的積極影響:一是對林相色彩方面的影響,不同樹種的嫩葉色彩與彩化期、落葉樹種的秋冬葉色彩與彩化期、成熟葉片色澤與明暗度等多個方面都有差異,這種差異從時間維度上有利于延長林相斑塊間色相對比度的存續(xù)期,從空間維度上有利于形成多類型多部位多強(qiáng)度的色相對比度水平,從色差強(qiáng)度上有利于增加斑塊間的色彩對比度,而色相對比度與林相美景度相關(guān)系數(shù)較高[6],色彩豐富度與植物的季相相關(guān),在特定季節(jié)中,人們會喜歡具有色彩感的空間[5];二是對林相外貌結(jié)構(gòu)方面的影響,冠幅和樹高是影響外貌結(jié)構(gòu)的決定性因子,冠幅是美景度4大影響因子之一[5],樹冠類型對林冠線的營造產(chǎn)生直接影響,樹高及樹木垂直生長空間對于群落外貌結(jié)構(gòu)(如林冠線的營造)起到關(guān)鍵作用,冠層樹種多樣性帶來了樹冠類型多樣性和樹高的差異,樹木類型的單一化、樹高分布過于均質(zhì)化以及株距的均一化是造成城市園林樹木群落林冠線單一的重要原因[7]。馬蹄凹庫區(qū)水土保持林冠層樹種平均高在9—15.3 m之間,低值與高值差6.3 m,使林相天際線起伏有致,樹高在13—14 m冠幅面積達(dá)林地面積86%,形成厚實(shí)的樹冠層,給人以厚重感。
特征二是不同冠層樹種間的株數(shù)占比和冠幅占比差異大,其中栲樹個體數(shù)量和冠幅面積占比很高,是該林分的絕對優(yōu)勢種和景觀特色種。栲樹為常綠喬木,樹體高大,小枝早期被紅棕色鱗秕[8],枝葉繁密,新芽及葉背呈黃褐色,可全年觀賞[9],嫩葉紅褐色或紅棕色,花淡黃色,花量大,花期集中,嫩葉和花都會產(chǎn)生良好彩化效果;新梢期3—5月,花期明顯晚于春季的展葉期,與葉片生長時間重疊,盛花期集中于5 月下旬[10],春季從展葉到終花持續(xù)時間長,使林相在春夏有較長的特色彩化期。此外,栲樹9—10月會抽發(fā)秋梢,能形成秋季嫩葉彩化期,且其成熟葉葉背的紅銹色蠟鱗層色彩特征明顯,葉片被風(fēng)吹動時能提高色相對比度及紅色占比,也能提高林相在非特色觀賞期的林相美景度。色彩是形式美的構(gòu)成要素之一,對正常視覺的影響超過事物形體要素[11],栲樹的這些色彩特征直接形成了該林相3—5月和9—10月的特色觀賞期,終年繁茂的枝葉與葉背秀褐色鱗秕也使該林分在非特色觀賞期具有較好的色彩背景。同時,栲樹也是浙西南區(qū)域森林群落的重要建群種之一,這類林分生態(tài)穩(wěn)定性與景觀穩(wěn)定性都較高。第2優(yōu)勢種的馬尾松葉片無明顯彩化期,對林相色彩貢獻(xiàn)小,但由于樹高最高,增強(qiáng)了林冠天際線變化程度。木荷為第3優(yōu)勢種,其春季嫩葉多為紅色,5—6月開白色花,對林相春夏景觀也有較大正向作用。浙江樟、梧桐等9個樹種在樣地中僅存1株,其中板栗植株已經(jīng)枯死,這些樹種對林相景觀的貢獻(xiàn)小。
特征三是常綠樹種占比優(yōu)勢突出,落葉樹植株占比和冠幅占比小。從樹種植株數(shù)量和單樹種冠幅面積占比情況看,每個落葉樹種的植株數(shù)量占比和冠幅面積占比都很低,16個落葉樹種總植株占比和總冠幅面積占比僅為15.09%和11.32%,單樹種平均值分別為0.943%和0.701%,其中山烏桕、野漆和藍(lán)果樹等樹種株數(shù)占比分別為3.459%,2.201%和0.943%,冠幅面積占比分別為3.08%,0.71%和0.57%,這些樹種秋冬葉片呈紅色或棕紅色,彩化效果比較突出,是該林分秋冬主要彩化樹種,特別是山烏桕色彩艷麗、樹體形態(tài)優(yōu)雅,對林相秋冬景觀增色作用明顯,是該林分最重要的秋季彩葉樹種,但因植株數(shù)量和冠幅面積占比度低,不能形成一定體量的彩色斑塊,是該林分美中不足的地方。其他落葉樹種落葉前期葉片轉(zhuǎn)為淡黃色、淺褐色或無明顯轉(zhuǎn)色,除羅浮柿、白櫟、木油桐、錐栗、短柄枹等樹種能有一些彩化效果外,其余樹種不能體現(xiàn)彩化效果。從總冠幅面積看,冠層樹種總冠幅面積為林地面積的1.543倍,其中常綠樹種冠幅面積為林地面積的1.368倍,保障了林冠線輪廓飽滿,周年綠量充分,林分秋冬季也不蕭條。
特征四是林分的樹種與當(dāng)?shù)爻S脠@林喬木樹種差異巨大,天然林樹種組成特征突出。麗水市城市園林中應(yīng)用主要喬木樹種為香樟、廣玉蘭、無患子、鵝掌楸、銀杏、懸鈴木、女貞、烏桕、羅漢松、水杉、樸樹、雪松、楓楊、杜英、榆樹、棕櫚、合歡、深山含笑、樂東擬單性木蘭、乳源木蓮、木荷、三角楓、櫻花、黃連木、重陽木、桂花、玉蘭等[12-15],除以上樹種外,楓香樹、黃山欒樹、櫸樹、紫薇、紫葉李等樹種也是麗水城市中應(yīng)用較為廣泛的樹種,鄂西紅豆樹、紅豆杉、珊瑚樸、刨花楠等樹種近年來也有少量應(yīng)用,這些樹種中除木荷是馬蹄凹庫區(qū)水保林的組成樹種外,其他樹種都不是。
基于馬蹄凹庫區(qū)水土保持林樹種組成與特征情況分析,結(jié)合近年來麗水市美麗林相建設(shè)項目實(shí)施情況,就麗水美麗林相建設(shè)項目樹種配置建議 優(yōu)選主栽樹種,注重多科多屬多樹種配置。為保證林相景觀效果,擬優(yōu)選2—3個適應(yīng)性強(qiáng)、色彩效果突出、彩化期長的樹種為主栽樹種,主栽樹種栽植面積占比40%—60%,栲樹、山烏桕等適應(yīng)性與觀賞性俱佳,是美麗林相建設(shè)的理想主栽樹種,值得重視和應(yīng)用,其他如楓香樹、銀杏、無患子、米櫧、木荷、刨花楠、苦櫧、藍(lán)果樹、青榨槭、秀麗槭、木油桐也是一些好的備選樹種。伴生樹種采用多科多屬多樹種配置,從不同水平上體現(xiàn)樹種的多樣化水平。植物種類多樣化是景觀自然化和景觀多樣化的基礎(chǔ),對森林生態(tài)安全也非常有利。
(1)以常綠樹種為主,并與落葉樹種混合配置。常綠樹種對森林冬季綠色景觀的維持具有重要作用,有利于提升林相冬季景觀效益和生態(tài)效益。堅持以常綠樹種為主的樹種組成特征,并配置一定比例的秋色葉樹種,以提高森林秋冬季林相景觀,建議常綠樹種空間占比60%—75%,落葉樹種空間占比25%—40%。
(2)以本土建群種為主,適度配置園林彩化喬木樹種。提倡以本土地帶性樹種作為林相建設(shè)樹種,以營造穩(wěn)定而有地方特色的林相景觀,逐步改變以往單純應(yīng)用園林樹種的配置習(xí)慣,殼斗科、樟科、槭樹科、薔薇科、大戟科、無患子科和木蘭科等都有大量可供開發(fā)利用的林相建設(shè)樹種。同時,可適度配置一些彩化效果好的園林喬木彩化樹種,以提高林相彩化效果,如楓香樹、銀杏、無患子、五角楓、黃山欒樹等。