植物群落類型及結(jié)構(gòu)特征CG

1、遼東山地老禿頂子冰緣地貌植物群落類型及結(jié)構(gòu)特征摘要：關(guān)鍵詞：老禿頂子；冰緣地貌；群落類型；結(jié)構(gòu)特征引言冰緣地貌是由凍脹、熱融蠕流、熱融、雪蝕、風(fēng)力等寒凍風(fēng)化和凍融作用形成的地表形態(tài). 一般指無冰川覆蓋的氣候嚴寒地區(qū)的凍土分布區(qū)和季節(jié)凍土區(qū)發(fā)育的冰緣地貌, 因而冰緣地貌又稱凍土地貌 1遼東地區(qū)凍土環(huán)境屬于季節(jié)性凍土，冰期內(nèi)地表受到強烈的風(fēng)化作用，使得山體巖層崩解分離，散落的巖塊、碎屑常堆積于緩坡或谷地，形成雜亂無章的亂石堆積，故此，當?shù)厝艘矊⒃摰孛卜Q為“亂石窖”或“跳石塘”。目前植被狀況良好，苔蘚、地衣、蕨類和灌木覆蓋嚴密，喬木根系固定在巖石縫隙之間，郁閉度在0.7以上，給公頃蓄積量達300立方

2、米。但這種特殊石質(zhì)生境上的森林植被一旦遭到破壞，不僅恢復(fù)困難，還潛在著發(fā)生泥石流、嘯山等重大地質(zhì)災(zāi)害的危險。加之本區(qū)正好處在我國東部23級生態(tài)敏感帶的邊緣，生態(tài)環(huán)境脆弱，存在著生態(tài)環(huán)境的不穩(wěn)定性。因此，掌握冰緣地貌上覆植被的分布規(guī)律，對提高植物群落的穩(wěn)定性、豐富性。目前國內(nèi)外對于冰緣地貌與植被生態(tài)學(xué)之前的關(guān)系研究還比較少見，1983年陳鵬等研究了長白山冰緣地貌與土壤動物之間的關(guān)系。【6】對于遼東山地老禿頂子冰緣地貌的研究僅限于對其冰緣地貌的形成和冰緣地貌本身單方面的研究，還沒有把遼東山地老禿頂子冰緣地貌與其植被生態(tài)學(xué)聯(lián)系到一起進行研究。本文通過對老禿頂子冰緣地貌上的植物群落類型及結(jié)構(gòu)特征的研究

3、，旨在揭示其冰緣地貌上的植物類型，分布、結(jié)構(gòu)等特征與其所在冰緣地貌環(huán)境之間的關(guān)系，從而為冰緣地貌上的植被保護提供基礎(chǔ)的科學(xué)依據(jù)。1研究區(qū)概況老禿頂子國家級自然保護區(qū)(124°4113125°515 E；41°111141°2134 N)位于遼寧省東部桓仁、新賓兩縣交界處，主峰老禿頂子位于遼寧老禿頂子自然保護區(qū)核心區(qū)內(nèi)，海拔1367.3m，相對高差867m，為遼寧第一峰。其四周群山起伏，各山間谷地均有大量冰緣地貌分布。土壤類型主要以棕壤和暗棕壤為典型代表,多由花崗巖殘積母質(zhì)發(fā)育而成,結(jié)構(gòu)疏松,有機質(zhì)含量高,適宜植被生長【2】。地帶性植被為溫性落葉闊葉林,植

4、物區(qū)系屬長白植物區(qū)系的西南邊緣,兼有華北植物區(qū)系的過渡性，生物多樣性豐富，查明有真菌植物50 科 44 種 , 地衣植物 13 科 84 種 , 苔鮮植物 50 科 204 種 , 維管束植物 120 科 1141 種。維管束植物中有蕨類植物 19 科 60 種 , 裸子植物 4 科 23 種 , 被子植物97 科 1058 種 24 , 主要優(yōu)勢科有菊科(Compositae) 、薔薇科 (Rosaceae) 、毛茛科(Ranun2culaceae) 、禾本科( Gramineae) 、百合科(Liliaceae) 、豆科 (Leguminosae) 、傘形科(Api2aceae) 、楊柳科

5、(Salicaceae) 、莎草科(Cyperaceae) 、唇形科(Labiatae) 等。區(qū)內(nèi)氣候類型屬于北溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均溫6.3，年降水量為870-1060mm，年平均相對濕度67%【4】；年無霜期133d，凍結(jié)期114d，年平均凍土厚度91cm。境內(nèi)水系發(fā)達、河流網(wǎng)布，局部亂石窖之下形成暗河，在巨石平緩淺層處會露出地面。2研究方法2.研究方法2.1樣方調(diào)查法于2013年6月7月，采用樣方調(diào)查法對遼東山地老禿頂子地區(qū)進行調(diào)查。共設(shè)置樣地48個。首先設(shè)置20m*30m的喬木層樣方，共設(shè)置喬木樣方39個。記錄DBH5cm的所有植株的種類、胸徑、樹高和冠幅，并測定林冠郁閉度，共記錄喬

6、木種類38種，隸屬14科23屬。在樣地的四個角處設(shè)置5m*5m的灌木樣方，共取灌木樣方192個。主要測定DBH5cm的所有木本個體（包括喬木幼苗和幼樹）的種類、每個種的分蓋度、基徑、叢高和冠幅，共記錄灌木種類58種，隸屬23科41屬。在樣地的中心和四個角處設(shè)置5個1m*1m草本層樣方。共取草本層樣方240個。記錄植物種類及各植物種的分蓋度、株叢數(shù)和平均高度，共記錄草本種類123種，隸屬43科94屬。同時用GPS、高度表、手持羅盤測定每一個調(diào)查樣地的經(jīng)緯度、海拔高度、坡度、坡向。2.2群落重要值計算及其分類2.2.1群落重要值的計算以樣地為單位，分別計算每個樣地內(nèi)喬木層、灌木層以及草本層每個種的

7、重要值。其中：喬木層物種重要值 IVar =（相對密度+相對優(yōu)勢度+相對高度+相對蓋度）/ 4上式中相對優(yōu)勢度（%）=100×某個種的胸高斷面積/所有種的胸高斷面積之和；灌木層物種重要值 IVsh =（相對密度+相對優(yōu)勢度+相對高度+相對蓋度）/ 4上式中相對優(yōu)勢度（%）=100×某個種的基部斷面積/所有種的基部斷面積之和；草本層物種重要值 IVhe =（相對密度+相對頻度+相對高度+相對蓋度）/ 4上式中相對頻度（%）=100×某個種出現(xiàn)的樣方統(tǒng)計數(shù)/5。2.2.2森林群落分類森林生態(tài)系統(tǒng)中喬木層占據(jù)著重要位置，喬木層的物種組成可以決定其林地灌木層以及草本層的物

8、種組成和格局。在48各樣方中有39個樣方中存在喬木層，共記錄植物38種。以39個喬木樣方的物種重要值構(gòu)建39*38的原始矩陣。由于剩下9個沒有喬木層的樣方以灌木層的物種重要值構(gòu)建9*58的原始矩陣。以樣方為實體，種的重要值為屬性。使用pc-ord軟件， 采用雙向指示種分析法( Two -way Indicator Species Analysis, TWINSPAN)將39個喬木樣方劃分為 32個組, 分別代表個32植物群落類型，將9個灌木樣方劃分為7個組，分別代表個7植物群落類型。但結(jié)合植物群落學(xué) 生態(tài)學(xué)原則 , 老禿頂子北坡森林植被帶最終可歸為6 組 , 代表6 個群落類型。分別為落葉闊葉

9、林、針闊混交林、針葉林、喬灌塊狀混交林、灌叢以及灌草叢。2.3物種多樣性的測度 根據(jù)群落物種多樣性的測度方法，用下列指數(shù)測度遼東山地老禿頂子冰緣地貌物種多樣性的指數(shù)：(1)物種豐富度物種豐富度S=出現(xiàn)在樣地內(nèi)的物種數(shù)(2)多樣性Shannon-Wiener指數(shù)H=-Pi lnPiSimpson指數(shù)(優(yōu)勢度指數(shù))D=1-Pi2式中Pi為物種的相對重要值.用以上各式及S來度量各樣方的多樣性，然后取其平均值來代表各群落的多樣性指數(shù)。3結(jié)果與分析3.1不同冰緣地貌植物群落類型多樣性構(gòu)成特征根據(jù)TWINSPAN與植物群落學(xué)生態(tài)學(xué)原則相結(jié)合將48個樣地的植物群落類型劃分為6類，這6種植物群落類型分布于3個

10、不同的冰緣地貌。表1列出了遼東山地老禿頂子3個不同冰緣地貌類型上分布的植物群落類型。分布海拔、地點、平均土層厚度、群落蓋度、建群種、優(yōu)勢種以及主要的伴生種。在表1中可以看出石流坡和石海的群叢類型均為4種，其次是石河，有3個群落類型，三類不同的冰緣地貌類型兩兩之間存在共有群叢類型。其中落葉闊葉林是三種地貌類型的共有群落類型，針闊葉混交林是石流坡和石河的共有群落類型。喬灌塊狀混交林是是石流坡和石海的共有群落類型。同時三種不同的冰緣地貌也存在專有群落類型，針葉林是石河的專有群落類型。灌草叢是石海的專有群落類型。因此不難看出不同的冰緣地貌植物群落類型有明顯差異，同時有些群叢具有共有性而有些群叢具有專有

11、性。3.2不同冰緣地貌類型多樣性指數(shù)差異分析 計算不同冰緣地貌上喬木層、灌木層、草本層的平均樣方多樣性指數(shù)來代表這種冰緣地貌的綜合群落多樣性指數(shù)表(2)，由表(2)可以看出遼東山地老禿頂子三類冰緣地貌中喬木層層和灌木層的綜合多樣性指數(shù)變化依次為：石河>石流坡>石海。石河的H指數(shù)最高，群落中生物種類增多代表了群落的復(fù)雜程度增高，即H值愈大，群落所含的信息量愈大。從石河的形成上來看，石河是由于高山高原冰緣環(huán)境下碎石在冷生作用和重力的影響下沿斜坡移動而形成的。主要出現(xiàn)在山麓和兩山之間的溝谷里，海拔較低，坡度較低平均坡度為16°。土層厚度2545cm之間，最厚可達100cm，土壤

12、肥沃濕潤，為植物的生長提供了良好的環(huán)境。群落的蓋度和郁閉度都在90%以上。因此石河上喬木層和灌木層的綜合多樣性指數(shù)比較高。為什么草本層指數(shù)低？石海的喬木層，灌木層的H綜合多樣性指數(shù)都是最低的，由于石海是由于水凍結(jié)引起基巖或土體膨脹的過程中它會使基巖沿裂隙脹開，導(dǎo)致巖石崩解，產(chǎn)生巨石原地鋪蓋的現(xiàn)象。坡度小，平均坡度為7°。平均土層厚度為60cm。最大厚度為100cm。石海分布在遼東山地老禿頂子山山頂，平均海拔在1200m以上，由于海拔較高氣候寒冷，風(fēng)力大，不適宜高位芽值物和地上芽植物生長。所以石海的喬木層和灌木層的植物綜合多樣性指數(shù)最低。而草本層多為能夠適應(yīng)低溫的多年生草本和一、二年生

13、草本，分布均勻。群落類型為灌叢、灌草叢、喬灌塊狀混交林和落葉闊葉林。所以石海的喬木層和灌木層的植物綜合多樣性指數(shù)最低。而草本層多為能夠適應(yīng)低溫的多年生草本和一、二年生草本，分布均勻。表1 不同冰緣地貌的群落類型及其生境特征冰緣地貌類型植物群落類型海拔分布地點土層厚度群落蓋度植物種類建群種和優(yōu)勢種主要伴生種石河落葉闊葉林、針闊混交林、針葉林904m1176m場子溝，三道溝，小冰壺溝中部及山麓25-45cm65%85%紫椴(Tilia amurensis)、蒙古櫟(Quercusmongolica)、色木槭(Acermono)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、臭冷杉(Abies

14、 nephrolepi)、大青楊(Populusussuriensis)、大翅衛(wèi)矛(Euonymusmacropterus)、狗棗獼猴桃(Actinidia kolomikta)、酢醬草(Oxalis corniculata)、深山唐松草(Thalictrum.tuberiferum)等石海灌叢、喬灌塊狀混交林、灌草叢、落葉闊葉林1288m1321m老禿頂子山頂部約60cm石流坡落葉闊葉林、針闊混交林、喬灌塊狀混交林、灌叢847m1310m場子溝，三道溝，小冰壺溝山脊表2 不同冰緣地貌的3個層片的綜合群落多樣性指數(shù)地貌類型喬木層多樣性指數(shù)平均值灌木層多樣性指數(shù)平均值草本層多樣性指數(shù)平均值SHD

15、SHDSHD石河241.6540.718371.5420.746831.3980.659石海111.2760.652291.3360.662682.0760.836石流坡231.499O.711381.3720.696961.7350.7463.2不同冰緣地貌類型植物群落生活型特征分析 基于溫度、水分等氣候因子的影響丹麥植物學(xué)家 Raunkiaer 以植物體渡過冬寒或干旱不利生長季節(jié)的適應(yīng)方式作為分類基礎(chǔ),即以植物更新芽(休眠芽)距離土表的位置高低及芽的保護特征為依據(jù),把高等有花植物分5大生活型類群。據(jù)此統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),由于地貌類型的不同導(dǎo)致水、熱環(huán)境存在差異進而會影響植物生活型的分布差異。4總結(jié)參

16、考文獻：(1) CuiZhijiu. The basiccharacteristics of periglacial landforms in Qinghai Tibet Pl at eau J . Sci ence in China, 1981( 6) : 724- 733. 崔之久. 青藏高原冰緣地貌的基本特征 J . 中國科學(xué), 1981( 6) : 724- 733.1 董厚德,唐炯炎.遼東山地“亂石窖”植被演替規(guī)律的初步研究J.植物生態(tài)學(xué)與地植物學(xué)叢刊,1965,3(1):117-130.2 張寶財,張華,祝業(yè)平,等.遼寧老禿頂子南坡植物生活型譜及其海拔變化J.遼寧師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版).2007,30(4):499-502.3 張華,馬延新,武晶,等.遼東山地老禿頂子北坡植被類型及垂直帶譜J.地理研究.2008,27(6):1261-1270.4 趙軍,陳建偉,呂剛.老禿頂子自然保護區(qū)森林植被類型的植物多樣性J.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2009,28(5):849-852. 2