石灰?guī)r山地植被恢復與重建的植物種類及群叢特征

石灰?guī)r山地植被恢復與重建的植物種類及群叢特征

山東省擁有150萬hm以上的石灰?guī)r山地，占山東省山地總面積的26%。根據(jù)2000年全省森林資源二類調(diào)查結(jié)果,全省有裸巖荒山約26.7萬hm2,這些地段大多集中在石灰?guī)r山地,其立地因子特點是裸巖較多、土層薄、水分供應狀況差等,造林成活率低,是造林綠化的難點和重點。通過分析研究石灰?guī)r山地的植被資源和結(jié)構(gòu),可為宜林荒山植被恢復、選擇適生的植物種類、提高造林成活率提供理論依據(jù)。為此,我們對淄博市沂源縣和博山區(qū)石灰?guī)r山地植被資源和結(jié)構(gòu)特點進行了初步探討。1山地上3個山地調(diào)查主要在沂源縣和博山區(qū)兩地進行。沂源縣的調(diào)查地點設在南麻鎮(zhèn)中儒林村南3km處,海拔340～416m,土層厚度10～15cm,坡度12°～18°的山地上。博山區(qū)的調(diào)查地點設在山頭鎮(zhèn)水峪村南2km處,海拔290～325m,土層厚度10～15cm,坡度在7°～20°的山地上。這兩處地點均封山育林1年。同為石灰?guī)r山地,土壤為山地粗骨薄層淋溶褐土。屬暖溫帶大陸性季風氣候。全年無霜期189～201d,年均氣溫11.9°～12.8℃,年均降水量在682.4～718.1mm,降雨多集中在7～8月。2小面積地形調(diào)查依立地條件的不同,將沂源縣和博山區(qū)石灰?guī)r山地灌草叢分別劃分為4個類型進行植被調(diào)查。沂源縣的每個類型設2～3個樣方,共設10個樣方。博山區(qū)的每個類型設2～3個樣方,共設9個樣方。根據(jù)植被的類型、性質(zhì)和結(jié)構(gòu)分布的均勻性,采用隨機和典型調(diào)查相結(jié)合的方法,選擇其外貌、季相、種類、結(jié)構(gòu)等有代表性的小面積地形作為樣方調(diào)查。樣方面積為3×3m2。灌木和草本設在同一樣方中,即同一樣方內(nèi)分別調(diào)查灌木和草本,記載其個體數(shù)或多度、覆蓋度、高度、生活型、樣方總蓋度等。喬木的調(diào)查樣地面積為:20×20m2,采用常規(guī)測樹方法進行調(diào)查。存在度的統(tǒng)計共分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級,它們分別表示某物種出現(xiàn)于調(diào)查樣地的比例為1%～20%、21%～40%、41%～60%、61%～80%、81%～100%。多度采用德氏多度七級制:Soc—極多,Cop3—很多,Cop2—多,Cop1-尚多,Sp—(散生)稀少,Sol—(難得發(fā)現(xiàn))很少,Un—1～2株。調(diào)查時間:2001年6月20日至25日。3結(jié)果與分析3.1主要植物群落類型將調(diào)查到的植被資源情況匯總為表1和表2。由表1、表2可以看出,沂源縣的石灰?guī)r山地是以黃荊+酸棗+胡枝子—結(jié)縷草為建群種,并在數(shù)量和功能上占優(yōu)勢的灌草叢。博山區(qū)的石灰?guī)r山地是以黃荊+酸棗+胡枝子—結(jié)縷草+藎草+白羊草為建群種,并在數(shù)量和功能上占優(yōu)勢的灌草叢。由于是在森林和灌叢破壞后產(chǎn)生的次生植被,所以群落中偶爾可見鵝耳櫪、君遷子、杜梨、黑榆等高大喬木。兩地主要植物種數(shù)量共計45種。其中喬木樹種共有8種:沂源縣分布8種,博山區(qū)2種,兩地相同種有2種,占喬木樹種的25%。如果不計偶爾可見的鵝耳櫪、君遷子、杜梨、黑榆等高大喬木,則相同種的比例為50%。藤本植物共2種:沂源縣分布有1種,博山區(qū)有2種,兩地相同種有1種,占藤本植物的50%。灌木共有7種:沂源縣分布6種,博山區(qū)5種,兩地相同種有4種,占灌木種數(shù)的57%。草本植物共計27種:沂源縣分布21種,博山區(qū)有16種,相同種有10種,占草本植物的37%。地被植物只有沂源縣分布1種。3.2植被組的特征分析3.2.1灌木地上芽植物比例群落的外貌和結(jié)構(gòu)是由植被的生活型及物候期所決定的。石灰?guī)r山地灌草叢的生活型譜見表3。表3結(jié)果表明:地面芽植物比例最高(占34.4%～44.0%),其次是高位芽植物(占31.3%～32.0%),地上芽植物比例最低(占3.1%～4.0%)。如果單純統(tǒng)計灌草叢的植物種,不計散生的喬木樹種,則地面芽植物比例會更高。這一統(tǒng)計結(jié)果顯示了灌草叢植物種類的絕大多數(shù)為旱中生植物,反映了石灰?guī)r山地干旱的生境特點。同為石灰?guī)r山地,沂源縣灌草叢中地下芽的比例與博山的基本相當,但地上芽的比例要比博山的低近10個百分點,而1年生植物的比例卻高于博山區(qū)10多個百分點,表明博山區(qū)的植被生境略好于沂源。3.2.2坡向下土草原區(qū)側(cè)柏林下只有黃荊、胡枝子2種灌木分布,不僅蓋度小,且生長低矮,這與側(cè)柏林立地條件差,且又處于近山、低山(離村莊2～3km,海拔340～400m),受到嚴重破壞有關。灌木只有黃荊和胡枝子2種,高度在0.40～0.50m之間,最高不超過0.60m,生長勢中偏弱。草本為牛鞭草、地稍瓜、桃葉鴉蔥、豬殃殃、米口袋等旱中生植物,種類較為貧乏;生長亦不良,高度在10cm左右。蓋度僅為20%。但中華卷柏的數(shù)量卻很高,蓋度達到30%,成為側(cè)柏林下占優(yōu)勢的活地被層(見表4)。這也是石灰?guī)r山地側(cè)柏林的顯著特點之一。側(cè)柏林外緣草本層則出現(xiàn)以結(jié)縷草為建群種的灌草叢。受側(cè)柏林的影響,也出現(xiàn)了較多的中華卷柏地被層。灌木的種類也只有黃荊和胡枝子2種,但生長勢和蓋度不及側(cè)柏林下的黃荊和胡枝子。草本植物的種類要多于側(cè)柏林,出現(xiàn)了結(jié)縷草、長冬草等更耐干旱、瘠薄的植物。反映出該地域比側(cè)柏林更差的生境條件(見表5)。3.3不同立地條件下植物種類群落的多樣性同一山地,因坡向的不同,其生境亦不相同,植被種類數(shù)量的多少也就不同(見表6)。(1)沂源縣坡向Ⅰ(東—東南坡)和Ⅱ(東—東北坡)的植被分別為21種和23種,坡向Ⅲ(西—西南坡)的植被只有12種,這說明立地類型Ⅰ、Ⅱ的生境要優(yōu)于Ⅲ,反映出東南—東—東北坡的土層較厚,土壤濕潤,適宜生長的植物種類多,而西—西南坡的土壤較貧瘠、干旱,只適宜一些耐干旱、瘠薄的植物生長。同一植物種類在Ⅰ、Ⅱ坡向中的密度、優(yōu)勢度(蓋度)、高度等都要比坡向Ⅲ大得多,且其生活力也強。(2)博山區(qū)Ⅰ(北—西北)的植被種類為17種,多于坡向Ⅱ(北—東北)、Ⅲ(東北)的植被數(shù)量(分別為13種),除了Ⅱ、Ⅲ坡向的裸巖多是其原因之一外,土壤貧瘠、干旱是主要的因素。3.4被蓋度的指數(shù)化不同坡向的植被蓋度無明顯規(guī)律,但同一坡向(立地)隨著坡位(海拔)的不同,植被蓋度表現(xiàn)出一定的規(guī)律性(表7)。除了博山Ⅲ坡向的坡上部低于近頂部(坡上部的裸巖多于近頂部的裸巖)外,同一坡向(立地)的植被蓋度隨著坡位(海拔)的升高而減少,這是由于雨水的沖刷使坡上部裸露的巖石較多,即使有土壤的地方其土層也較薄、較貧瘠。4石質(zhì)山地干旱的生境和立地條件4.1由于石灰?guī)r山地土壤質(zhì)地為粗骨薄層淋溶褐土,其灌草叢主要是以黃荊(+酸棗+胡枝子)—結(jié)縷草(+藎草+白羊草+黃背草)為建群種并在數(shù)量和功能上占優(yōu)勢的次生植被,植被處于恢復期,造林時應堅持不破壞或盡量減少對植被的破壞的原則。4.2石灰?guī)r山地的主要植物種數(shù)量有45種,其中喬木樹種8種(包括偶爾見到的4種大喬木),灌木7種,藤本2種,草本植物27種,地被1種。灌草叢中的地面芽植物比例最高,占植物種總數(shù)的34.0%～44.0%,而地上芽比例最低,僅占植物種總數(shù)的3.1%～4.0%。表明絕大多數(shù)種類是旱中生植物,反映了石灰?guī)r山地干旱的生境特點。4.3同一地域的不同坡向?qū)χ参锓N的分布影響較大,其種類數(shù)量分布的一般規(guī)律為:陰坡>半陰坡>半陽坡>陽坡。石灰?guī)r山地的坡位影響植被的蓋度,由山麓至山頂,其植被的蓋度呈減少趨勢。4.4側(cè)柏林下的灌草叢種類較貧乏,且生長低矮,除了立地條件差外,還與人為的破壞有很大的關系。4.5石灰?guī)r山地的植被恢復應選擇適生的鄉(xiāng)土植物種類,因為從生態(tài)學和植被生態(tài)學的角度考慮,鄉(xiāng)土植物的適應性強,是最經(jīng)濟和有效的種類。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,在石灰?guī)r山地上植被中的先鋒種類、建群種類和優(yōu)勢種類是首選的鄉(xiāng)土植物,主要有以下種類:(1)喬木樹種:側(cè)柏、臭椿、君遷子、杜梨、黑榆等。(2)灌木樹種:胡枝子、酸棗、本氏木藍、扁擔桿子、錦雞兒、百里香等。(3)藤本植物:對裸巖較多的地段以藤本植物如杠柳、變色白前、葛藤、爬山虎等為