百山祖冷杉林植被恢复技术

百山祖冷杉林植被恢复技术

冷杉是中国特有的古老植物。这是苏联、浙江、安徽、福建和其他省份在第三纪分布了很长一段时间，并在冰期之后在一些地区发现了独特的冷杉。分布在浙江省南部清远县白山祖南坂约1500米的林地（当时出版于1976年，当时有8株大小植物），现在只有3棵。1987年被国际物种保护委员会（SSC）列为全球最濒危的12种植物之一；同年被国家环保局列为二级保护植物；1999年经国务院正式批准被列为我国一级保护树种。为拯救百山祖冷杉，许多学者已经做了不少的试验和探索。本文就百山祖冷杉所处植物群落学的结构特征作一较详细的剖析，为保护和拯救百山祖冷杉提供一定的参考依据。1离子束株间距百山祖冷杉自然生长于百山祖南坡海拔1750m左右的林中，目前仅幸存3株，其中2株相距较近，间距只有5m，一大一小；1株相距较远，直线距离约80m。根据对实地的植物群落的初步考察，分别选定以百山祖冷杉为中心的两个20m×20m面积的标准样地。1.1各树种优势度的测定在样地内进行每木调查，分别记录树种名称、高度、胸高直径、冠幅，以及乔木层总盖度、样地坡度、坡向、海拔高度、枯落物层厚度等。在调查胸高直径时，遇到一丛多杆的植株，分别每杆量测胸高直径和冠幅，但当统计密度时，仍按单株计算。根据调查记录数据，统计各树种的重要值。乔木树种的优势度按胸高断面积统计。由于样地数量较少，相对频度的统计意义不大，因此，重要值的计算按“重要值=相对密度+相对优势度”的公式统计。1.2灌木层种优势度计算在样地的四角和中心点，分别选定5个4m×4m面积的小样方，分别记录植物的名称、高度、株数或丛数、盖度、起源等，以及灌木层的总盖度。根据记录数据，统计灌木层各种类的重要值。灌木树种的优势度按盖度统计。重要值的计算按“重要值=相对密度+相对频度+相对优势度”的公式统计。1.3草本植物的立地条件在调查灌木层的小样方内，统一在其右下角分别确定2m×2m面积的小样方，分别记录草本植物的名称、高度、株数或丛数、盖度等，以及草本层的总盖度。根据记录数据，统计草本层各种类的重要值。草本植物的优势度按盖度统计。重要值的计算按“重要值=相对密度+相对频度+相对优势度”的公式统计。1.4物种丰富度指数测定物种多样性的公式很多，形式各异，但实质相似，组成群落的生物种类越多，其多样性的数值越大。本文所采用的计算公式为：物种丰富度指数：Simpson指数：Shannon-Wiener指数：均匀度指数：A、Pielou均匀度指数：B、Alatalo均匀度指数：式中，S是植物群落的物种数，N是所有物种的个体总数，Ni是第i个物种的个体数，Pi=Ni/N为第i个物种的相对个体数。2研究结果2.1气候条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，仅差百山祖最高峰（海拔1856.7m)100m左右。百山祖保护区的地理位置：119°353～119°644E,27°4054～27°5013N。全区属亚热带湿润季风气候区，温和湿润，雨量充沛，四季分明。但特殊的高山地形，具有独特的高山气候。据保护区驻地海拔1100m地段近10a的气象观察资料表明，年平均温度12.8℃，年平均降水量2341.8mm，年平均相对湿度84.0%，极端最低温-13.2℃，极端最高温30.1℃，无霜期187d，≥10℃年积温为3653.3℃。与当地海拔350m的庆元县城气象观察资料相比，百山祖冷杉植物群落所处的气候条件具有温度低、雨量多、湿度大、无霜期短、年积温小的气候特点。据样地立地因子的调查表明（表1），百山祖冷杉植物群落位于西北向的中坡地段，坡度较平缓，在15～25°，土层深厚（>80cm），腐殖质层2～3cm，枯枝落叶层厚3～4cm，在1m2内的枯落物风干重达400～1000g，很少或无人为影响，群落的外貌与结构处于原生状态。乔木层、灌木层和草本层的总盖度分别为85%～95%、50%～65%和10%～15%。2.2．百山祖冷杉植物群落的灌木树种，包括玉杉树、短柱茶和水杉木树从表2至表7中可以看出，构成百山祖冷杉植物群落的树种乔木层优势树种是厚叶青冈和水青冈，这两个树种的重要值之和，无论在样地1，还是在样地2，他们的重要值均在50以上。从表2至表7中还可以看出，构成百山祖冷杉植物群落的灌木树种，是以百山祖玉山竹、箬竹、灯笼树和短柱茶四种为优势种，其中样地1以百山祖玉山竹和箬竹占优势，他们的重要值分别为38.59和33.20，样地2以箬竹和短柱茶占优势，他们的重要值分别为69.53和11.86。构成百山祖冷杉植物群落的草本植物，无论在样地1，还是在样地2，均以青绿苔草和芒尖苔草占优势，这2种植物的重要值之和，均在80以上。2.3冷杉植物群落百山楼的外观和结构2.3.1地不同种类植物的生活型组成植物群落的外貌决定于群落的层片结构（即生活型组成），特别是决定于对群落起着重要作用的主要层片。群落中植物的生活型组成，是群落对外界环境最为综合的反映和指示。根据调查数据，采用阮基耶尔（Raunkiner）系统，百山祖冷杉植物群落的生活型组成如表8。从表8看出，无论样地1，还是样地2，高位芽植物占有绝对优势，分别占群落植物的84.2%和88.3%。在样地1中，常绿和落叶高位芽植物分别为52.6%和31.6%，其中常绿中高位芽植物占达26.3%；在样地2中，常绿和落叶高位芽植物分别为58.9%和29.4%，其中常绿中高位芽植物占达29.4%。可见，样地1和样地2的生活型组成十分相似，是一个以常绿中高位芽植物占优势、落叶高位芽植物为次之的常绿与落叶阔叶混交林。2.3.2主要林冠类型群落中的植物按高度的垂直配置，就形成了群落的层次，即群落的成层现象，通常按植物的生长型可划分为乔木层、灌木层和草本层。在百山祖冷杉植物群落中，层次结构比较简单，乔、灌、草3层次比较明显，草本层高度在30cm左右，灌木层高度在2m左右，乔木层在4～13m，高距相差较大，一般可分3个亚层（表9）。从表9看出，乔木第1亚层，高12m以上，仅有1株百山祖冷杉独占林冠最上层；第2亚层高8～12m，主要有多脉青冈和亮叶水青冈组成，以及少量的尖萼紫茎和杨梅叶蚊母树，构成百山祖冷杉植物群落的主要林冠层，高度集中在8～9.9m，如多脉青冈在样地1和样地2的8～9.9m高度的立木数量分别占10.6%和16.5%，其中样地1中的2株百山祖冷杉与主林冠构成同一层次；第3亚层高4～8m，主要有多脉青冈和亮叶水青冈的幼树，以及叶萼山矾和拟赤杨等树种组成。2.4多样性指数和均匀度指数从表10看出，百山祖冷植物群落的物种多样性组成，样地1与样地2比较一致，乔木层的物种组成比木层和草本层要多，灌木层的物种组成比较草本层要多，整个植物群落的物种组成，前者丰富度为19种，后者为17种。根据多样性指数和均匀度指数的统计分析，乔、灌、草三层次的物种多样性和均匀度指数，具有明显的差别，其中乔木层的多样性指数，无论样地1，还是样地2，都明显高于灌木层和草本层，但样地1和样地2的灌木层与草本层多样性指数并非一致，即样地1的灌木层多样性指数高于草本层，而样地2却低于草本层，这主要是由于在样地2中灌木层中的箬竹分布数量特别多，以致在灌木层中各物种的分布数量很不均匀，反映在均匀度指数特别低，而在样地2的草本层中，虽然只有2个物种，但分布数量非常接近，因此均匀度指数特别高。可见，通过物种丰富度、多样性指数和均匀度指数三者的比较分析，就能够明显地反映出百山祖冷杉的物种多样性组成的特点。3单次群落组成分析百山祖冷杉植物群落的结构并不复杂，这是由于受高海拔的低温、高湿、多雨等特殊立地环境所制约。构成群落的优势种群是多脉青冈和亮叶水青冈，前者为常绿树种，后者为落叶树种，因此，百山祖冷杉是一个比较特殊的常绿与落叶阔叶混交林。在这样高海拔条件下具有这种植被类型，与高海拔条件下的特殊小气候环境有关。在群落中，百山祖冷杉虽然不构成群落的优势种群，但高大挺拔，往往占据在林冠的最上层，高13m，可谓乔木层中的第1亚层，首当其冲抵御外界不良环境的侵袭，这给百山祖冷杉的濒危带来更大的威胁；第2亚层高8～12m，为主要林冠层，有多脉青冈和亮叶水青冈等优势种群所组成；第