绿化灌溉对扎马台次生植被的影响

绿化灌溉对扎马台次生植被的影响

2005年6月至9月，甘肃省兰州市西固区扎马台对2000年建成的三个森林点及其原生植被进行了植物群落研究。通过分析不同的群落现状，在五年的绿化措施下，植物形态发生了变化，并为兰州市南北两山植被恢复和重建项目提供了报告。1植被区划降水调查区处在黄河南侧的坡地,坡度19~32°,海拔1850m,土壤为灰钙土,植被区划属温带草原区域,西部草原亚区域,年均日照时数2608h,年均日照百分率59%,年均气温9.1℃,1月均温-6.7℃,7月均温22.6℃,≥0℃积温3861℃,≥10℃积温3315℃,年均降水量343mm。2测试方法2.1优势种及建群种种从兰州市南北两山环境绿化工程指挥部所设计的西固区绿化林斑中,选择3个林斑及其背景作为调查样地,各样地间植物优势种和建群种差异明显,故1个样地为1个植物群落(表1)。绿化前各样地基本同质。样地Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ为阳坡,其中Ⅰ为原生植被,样地Ⅱ、Ⅲ以鱼鳞坑分别栽植柠条、柽柳;样地Ⅲ为半阳坡,以水平沟栽植紫穗槐,侧柏和刺槐。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ样地均有上水工程,可实施灌溉。2.2林木层样方采集于2005年7~8月采用分层抽样进行一次性调查。首先沿坡从下到上在每一群落的林木层等距离抽取5个样方,样方面积为10m×20m;然后在每一林木层的样方内沿对角线按等距离抽取4个灌木层样方,样方面积为2m×4m;最后在每个灌木层样方内各抽取2个草本层样方,样方面积为0.5m×0.5m。2.3群落组成及发育状况逐样方计测植物种类组成,各层片平均高度及各种植物的高度、密度、盖度、频度及地上生物量,统计并分析各群落的种类组成、共同度、生活型与水分生态型结构、地上生物量差异及群落发育状况等。3结果与分析从表2可知各群落之间的差异性比较大,说明绿化5年来原生植被已有较大变化。3.1不同群落种类组成调查结果表明,绿化改造的3个群落和原生植被群落之间科、属、种数有明显变化;群落Ⅳ和群落Ⅰ科数相同,群落Ⅱ、Ⅲ比群落Ⅰ分别增加了4科和5科;群落Ⅲ比群落Ⅰ减少了2属,群落Ⅱ、Ⅳ比群落Ⅰ分别增加了9属、4属;群落Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ比群落Ⅰ分别增加了13种,11种和9种植物(图1)。可以看出在绿化条件下各群落种类组成普遍有所增加,这主要是栽植的乔、灌木取代了原生植被的建群种,对植物群落种类组成产生了一定的调控作用。同时绿化灌溉条件改善了植物生境的水分状况,使多数原有植物生长良好,同时有一些中旱生,中生和湿中生植物侵入,使种类组成更趋丰富。3.2群落组成与群落特征各群落种类成分发生了明显变化。以种数较多的前4个科为例,并按种数自多至少排列,群落Ⅰ依次为菊科(Gompositae)11种、禾本科(Gramineae)10种、豆科(Leguminosae)4种,藜科(Chenopadiaceae)和十字花科(Cruciferae)各3种;群落Ⅱ依次为禾本科18种、菊科11种、蓼科(Polygonaceae)4种,豆科、莎草科、蔷薇科(Rosaceae)和十字花科各3种;群落Ⅲ依次为禾本科16种、菊科9种、豆科和蓼科各4种、蔷薇科和莎草科各3种;群落Ⅳ依次为菊科13种、禾本科12种、豆科5种、蓼科和十字花科各3种。其余均为单种科或寡种科。原生植被中的灰枝、紫菀、合头草、小檗、茭蒿、冷蒿、蒙古黄芪、蒙古葶苈、戈壁针茅、金色补血草和落芒草在其他群落均未出现,而垂穗披碱草、走茎苔草等36种植物分别在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ群落中交替出现,却未在原生植被群落中出现。这种量变过程表现出明显的进展演替,并将导致原生植被发生质的变化。3.3群落间的共同度共同度是恒量两种群落及其生境条件相似性的重要测度值。从图2可以看出,科的共同度最大值出现在Ⅲ、Ⅳ两群落间,最小值出现在Ⅰ、Ⅱ两群落间;属的共同度最大值出现在Ⅱ、Ⅲ两群落间,最小值出现在Ⅰ、Ⅳ两群落间;种的共同度最大值出现在Ⅱ、Ⅲ两群落间,最小值出现在Ⅰ、Ⅲ两群落间。观察结果表明这种差异性主要与栽植的乔、灌木种类及其郁蔽度有关。3.4群落结构和群落结构组成4个群落层次结构差异明显,其中群落Ⅰ结构性最简单,分层明显,由小、半灌木层和草本层构成,无明显的亚层分化,各层的种类组成和个体数量均较少,群落Ⅱ和群落Ⅳ层次结构比较复杂,虽由灌木层和草本层组成,但亚层分化明显,如灌木层由较为高大的柠条、柽柳与小、半灌木分别组成2个亚层,草本层亦有类似情况;群落Ⅲ层次结构最为复杂,由乔、灌、草组成3个差异明显的层次,其中灌木层和草本层又都有明显的亚层分化,各层或亚层的种类组成、个体数量变化亦较大,这是群落趋于稳定的重要标志。3.5群落基本成分生活型分析是认识群落层片结构的重要途径。图3表明各群落在生活型上的显著差异主要反映在中高位芽等方面。其主要特点是:各群落均以地面芽植物占优势,从群落Ⅰ~Ⅳ其比例依次为:31.71%、27.78%、26.92%和32.00%;中高位芽植物仅见于群落Ⅲ;地面芽和一年生植物是各群落植物生活型的基本成分,其比例依次为:在群落Ⅰ中占53.66%,群落Ⅱ中占50.00%,群落Ⅲ中占46.00%,群落Ⅳ中占50.00%;3种高位芽生活型在各群落中所占比例在0%~14.63%;地上芽植物为14.00%~17.31%;地上芽、地面芽、地下芽和一年生植物4个生活型的最大值都出现在Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ3个群落中。这些变化说明绿化和灌溉促使了各群落中植物生活型的多样化。3.6群落结构特征调查区植物水分生态型由湿中生、中生、中旱生、旱生和强旱生5个类型组成(表2),其中群落Ⅰ以旱生和强旱生植物所占比例最大,依次占该群落植物总种数的56.10%和19.51%,缺乏湿中生植物;群落Ⅱ旱生和中旱生植物依次占该群落总种数的33.33%、22.22%,中生植物的比例明显增加,所占比例高达33.33%,并出现了5.56%的湿中生植物;群落Ⅲ中生植物占该群落植物总数的34.62%,中旱生植物占28.85%,与前两个群落比较旱生和强旱生植物明显减少,其比例依次为25.00%和5.77%,湿中生植物占5.77%;群落Ⅳ尽管旱生植物比例高达40.00%,但和原生植被植物群落比较,中生植物比例都有较大幅度增加,其比例占26.00%,并有少量湿中生植物出现。各群落植物水分生态型的结构特点表明经过绿化和灌溉以后,原生植物水分生态型有中生化和湿中生化的演变趋势,预示着植物生存环境逐渐良性化。在兰州市西固区扎马台通过栽植乔、灌木和实施灌溉,使原生植被植物群落的科、属、种数增加,种类成分变化表现出明显的进展演替趋势,群落Ⅱ和Ⅲ,Ⅱ和Ⅳ的科、属、种共同度有很大的一致性,其余群落间科、属、种共同度的一致性较差,主要受建群种和灌