百山祖冷杉林植被恢復技術

百山祖冷杉林植被恢復技術

冷杉是中國特有的古老植物。這是蘇聯(lián)、浙江、安徽、福建和其他省份在第三紀分布了很長一段時間，并在冰期之后在一些地區(qū)發(fā)現(xiàn)了獨特的冷杉。分布在浙江省南部清遠縣白山祖南坂約1500米的林地（當時出版于1976年，當時有8株大小植物），現(xiàn)在只有3棵。1987年被國際物種保護委員會（SSC）列為全球最瀕危的12種植物之一；同年被國家環(huán)保局列為二級保護植物；1999年經(jīng)國務院正式批準被列為我國一級保護樹種。為拯救百山祖冷杉，許多學者已經(jīng)做了不少的試驗和探索。本文就百山祖冷杉所處植物群落學的結構特征作一較詳細的剖析，為保護和拯救百山祖冷杉提供一定的參考依據(jù)。1離子束株間距百山祖冷杉自然生長于百山祖南坡海拔1750m左右的林中，目前僅幸存3株，其中2株相距較近，間距只有5m，一大一小；1株相距較遠，直線距離約80m。根據(jù)對實地的植物群落的初步考察，分別選定以百山祖冷杉為中心的兩個20m×20m面積的標準樣地。1.1各樹種優(yōu)勢度的測定在樣地內進行每木調查，分別記錄樹種名稱、高度、胸高直徑、冠幅，以及喬木層總蓋度、樣地坡度、坡向、海拔高度、枯落物層厚度等。在調查胸高直徑時，遇到一叢多桿的植株，分別每桿量測胸高直徑和冠幅，但當統(tǒng)計密度時，仍按單株計算。根據(jù)調查記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計各樹種的重要值。喬木樹種的優(yōu)勢度按胸高斷面積統(tǒng)計。由于樣地數(shù)量較少，相對頻度的統(tǒng)計意義不大，因此，重要值的計算按“重要值=相對密度+相對優(yōu)勢度”的公式統(tǒng)計。1.2灌木層種優(yōu)勢度計算在樣地的四角和中心點，分別選定5個4m×4m面積的小樣方，分別記錄植物的名稱、高度、株數(shù)或叢數(shù)、蓋度、起源等，以及灌木層的總蓋度。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計灌木層各種類的重要值。灌木樹種的優(yōu)勢度按蓋度統(tǒng)計。重要值的計算按“重要值=相對密度+相對頻度+相對優(yōu)勢度”的公式統(tǒng)計。1.3草本植物的立地條件在調查灌木層的小樣方內，統(tǒng)一在其右下角分別確定2m×2m面積的小樣方，分別記錄草本植物的名稱、高度、株數(shù)或叢數(shù)、蓋度等，以及草本層的總蓋度。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計草本層各種類的重要值。草本植物的優(yōu)勢度按蓋度統(tǒng)計。重要值的計算按“重要值=相對密度+相對頻度+相對優(yōu)勢度”的公式統(tǒng)計。1.4物種豐富度指數(shù)測定物種多樣性的公式很多，形式各異，但實質相似，組成群落的生物種類越多，其多樣性的數(shù)值越大。本文所采用的計算公式為：物種豐富度指數(shù)：Simpson指數(shù)：Shannon-Wiener指數(shù)：均勻度指數(shù)：A、Pielou均勻度指數(shù)：B、Alatalo均勻度指數(shù)：式中，S是植物群落的物種數(shù)，N是所有物種的個體總數(shù)，Ni是第i個物種的個體數(shù)，Pi=Ni/N為第i個物種的相對個體數(shù)。2研究結果2.1氣候條件特征百山祖冷杉植物群落位于浙江南部的百山祖1750m左右的高山林中，僅差百山祖最高峰（海拔1856.7m)100m左右。百山祖保護區(qū)的地理位置：119°353～119°644E,27°4054～27°5013N。全區(qū)屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，溫和濕潤，雨量充沛，四季分明。但特殊的高山地形，具有獨特的高山氣候。據(jù)保護區(qū)駐地海拔1100m地段近10a的氣象觀察資料表明，年平均溫度12.8℃，年平均降水量2341.8mm，年平均相對濕度84.0%，極端最低溫-13.2℃，極端最高溫30.1℃，無霜期187d，≥10℃年積溫為3653.3℃。與當?shù)睾０?50m的慶元縣城氣象觀察資料相比，百山祖冷杉植物群落所處的氣候條件具有溫度低、雨量多、濕度大、無霜期短、年積溫小的氣候特點。據(jù)樣地立地因子的調查表明（表1），百山祖冷杉植物群落位于西北向的中坡地段，坡度較平緩，在15～25°，土層深厚（>80cm），腐殖質層2～3cm，枯枝落葉層厚3～4cm，在1m2內的枯落物風干重達400～1000g，很少或無人為影響，群落的外貌與結構處于原生狀態(tài)。喬木層、灌木層和草本層的總蓋度分別為85%～95%、50%～65%和10%～15%。2.2．百山祖冷杉植物群落的灌木樹種，包括玉杉樹、短柱茶和水杉木樹從表2至表7中可以看出，構成百山祖冷杉植物群落的樹種喬木層優(yōu)勢樹種是厚葉青岡和水青岡，這兩個樹種的重要值之和，無論在樣地1，還是在樣地2，他們的重要值均在50以上。從表2至表7中還可以看出，構成百山祖冷杉植物群落的灌木樹種，是以百山祖玉山竹、箬竹、燈籠樹和短柱茶四種為優(yōu)勢種，其中樣地1以百山祖玉山竹和箬竹占優(yōu)勢，他們的重要值分別為38.59和33.20，樣地2以箬竹和短柱茶占優(yōu)勢，他們的重要值分別為69.53和11.86。構成百山祖冷杉植物群落的草本植物，無論在樣地1，還是在樣地2，均以青綠苔草和芒尖苔草占優(yōu)勢，這2種植物的重要值之和，均在80以上。2.3冷杉植物群落百山樓的外觀和結構2.3.1地不同種類植物的生活型組成植物群落的外貌決定于群落的層片結構（即生活型組成），特別是決定于對群落起著重要作用的主要層片。群落中植物的生活型組成，是群落對外界環(huán)境最為綜合的反映和指示。根據(jù)調查數(shù)據(jù)，采用阮基耶爾（Raunkiner）系統(tǒng)，百山祖冷杉植物群落的生活型組成如表8。從表8看出，無論樣地1，還是樣地2，高位芽植物占有絕對優(yōu)勢，分別占群落植物的84.2%和88.3%。在樣地1中，常綠和落葉高位芽植物分別為52.6%和31.6%，其中常綠中高位芽植物占達26.3%；在樣地2中，常綠和落葉高位芽植物分別為58.9%和29.4%，其中常綠中高位芽植物占達29.4%?？梢姡瑯拥?和樣地2的生活型組成十分相似，是一個以常綠中高位芽植物占優(yōu)勢、落葉高位芽植物為次之的常綠與落葉闊葉混交林。2.3.2主要林冠類型群落中的植物按高度的垂直配置，就形成了群落的層次，即群落的成層現(xiàn)象，通常按植物的生長型可劃分為喬木層、灌木層和草本層。在百山祖冷杉植物群落中，層次結構比較簡單，喬、灌、草3層次比較明顯，草本層高度在30cm左右，灌木層高度在2m左右，喬木層在4～13m，高距相差較大，一般可分3個亞層（表9）。從表9看出，喬木第1亞層，高12m以上，僅有1株百山祖冷杉獨占林冠最上層；第2亞層高8～12m，主要有多脈青岡和亮葉水青岡組成，以及少量的尖萼紫莖和楊梅葉蚊母樹，構成百山祖冷杉植物群落的主要林冠層，高度集中在8～9.9m，如多脈青岡在樣地1和樣地2的8～9.9m高度的立木數(shù)量分別占10.6%和16.5%，其中樣地1中的2株百山祖冷杉與主林冠構成同一層次；第3亞層高4～8m，主要有多脈青岡和亮葉水青岡的幼樹，以及葉萼山礬和擬赤楊等樹種組成。2.4多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)從表10看出，百山祖冷植物群落的物種多樣性組成，樣地1與樣地2比較一致，喬木層的物種組成比木層和草本層要多，灌木層的物種組成比較草本層要多，整個植物群落的物種組成，前者豐富度為19種，后者為17種。根據(jù)多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)的統(tǒng)計分析，喬、灌、草三層次的物種多樣性和均勻度指數(shù)，具有明顯的差別，其中喬木層的多樣性指數(shù)，無論樣地1，還是樣地2，都明顯高于灌木層和草本層，但樣地1和樣地2的灌木層與草本層多樣性指數(shù)并非一致，即樣地1的灌木層多樣性指數(shù)高于草本層，而樣地2卻低于草本層，這主要是由于在樣地2中灌木層中的箬竹分布數(shù)量特別多，以致在灌木層中各物種的分布數(shù)量很不均勻，反映在均勻度指數(shù)特別低，而在樣地2的草本層中，雖然只有2個物種，但分布數(shù)量非常接近，因此均勻度指數(shù)特別高?？梢姡ㄟ^物種豐富度、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)三者的比較分析，就能夠明顯地反映出百山祖冷杉的物種多樣性組成的特點。3單次群落組成分析百山祖冷杉植物群落的結構并不復雜，這是由于受高海拔的低溫、高濕、多雨等特殊立地環(huán)境所制約。構成群落的優(yōu)勢種群是多脈青岡和亮葉水青岡，前者為常綠樹種，后者為落葉樹種，因此，百山祖冷杉是一個比較特殊的常綠與落葉闊葉混交林。在這樣高海拔條件下具有這種植被類型，與高海拔條件下的特殊小氣候環(huán)境有關。在群落中，百山祖冷杉雖然不構成群落的優(yōu)勢種群，但高大挺拔，往往占據(jù)在林冠的最上層，高13m，可謂喬木層中的第1亞層，首當其沖抵御外界不良環(huán)境的侵襲，這給百山祖冷杉的瀕危帶來更大的威脅；第2亞層高8～12m，為主要林冠層，有多脈青岡和亮葉水青岡等優(yōu)勢種群所組成；第