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喀斯特山地植被分布状况研究

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摘要:选择贵州典型喀斯特山地草地植物群落为研究对象,采用标准样地调查法,对不同海拔的植物群落进行调查,分析喀斯特山地草地植物群落密度特征和种群密度特征,以及群落密度和调查样点共有种与海拔之间的关系,结果表明:喀斯特山地草地植物群落属性是种群属性的综合效应。

关键词:草地植被分布特征;海拔;相关性分析;喀斯特

贵州省属长江、珠江中上游地区,是我国典型喀斯特区域之一,由于其地理位置较特殊,其生态环境的优劣将直接影响到整个长江、珠江流域的生态安全。因此,贵州喀斯特植被研究仍是我国长江、珠江上游地区生态恢复相关研究的重点问题。以往对于喀斯特地区植物恢复研究已有相关报道,但多集中在喀斯特形成机制[1-3]、森林演替[4-5]、森林土壤[6]以及森林生态系统与环境之间的关系和评价等方面[7-8]。喀斯特山地草地相关研究较少,尤其是喀斯特山地草地植物状况研究鲜有报道。

本研究旨在通过对喀斯特山地草地植被现状进行研究,以完善喀斯特山地草地现有植被资料,为喀斯特山地草地植被恢复提供支持,为发展喀斯特地区草地畜牧业奠定基础。

1材料与方法

1.1研究区域概况

研究区域位于云贵高原中段,贵州省睛隆县境内。地处北纬25°33′~26°11′,东经105°1′~105°25′,土地总面积13.31万hm2,耕地面积1.409万hm2,喀斯特面积占土地面积的55%。该地区属高原峡谷喀斯特地貌类型,最高海拔2025m,最低海拔543m,地形起伏大,具有山高、谷深、坡陡的特点,大部分地带属二迭纪岩层风化而成的黄壤土[9]。属于北亚热带湿润季风气候区,雨热同步,其气候垂直分布差异明显,年均日照时数1462h,年降水量1500~1650mm,年平均气温14℃,无霜期320d,光热资源充足,降水量丰富[10]。研究区域自然资源贫乏,自然植被中乔木层发育欠佳,灌草发育较好,生态环境极为脆弱。

1.2样地设置

2011年3月初,在贵州省晴隆县境内,沿海拔梯度布设草地植物群落调查样点。根据西南喀斯特环境和植被状况等特征选择典型样地。分别设置样点Ⅰ(北纬25°51′38.8″,东经105°10′50.1)、样点Ⅱ(北纬25°41′14.8″,东经105°11′8.3″)、样点Ⅲ(北纬25°51′50.7″,东经105°11′52.4″)、样点Ⅳ(北纬25°52′7.2″,东经105°10′54.5″)、样点Ⅴ(北纬25°51′36.8″,东经105°13′49.8″),共计5个调查样点(表1)。

1.3调查方法

采用典型样地法对喀斯特山地草地植物群落进行调查。分别在海拔689、818、1021、1136、1332m共设置5个调查样点。每个调查样点随机设置100cm×100cm具有代表性的典型喀斯特山地草地植物群落样方15个,分别统计每个样方内的草地植物物种及每个种群的密度。

1.4数据处理

均采用SPSS13.0软件和MicrosoftOfficeExcel2003软件完成调查数据的统计分析与整理。

2结果与分析

2.1植被分布特征

对喀斯特山地草地植被群落密度进行分析。从图1a可以看出,群落密度沿垂直地带分布规律呈现出逐步增加趋势。喀斯特山地草地植物样点Ⅰ(689m)的群落密度为38.2株/m2,喀斯特山地草地植物样点Ⅱ(818m)的群落密度为62.5株/m2,喀斯特山地草地植物样点Ⅲ(1021m)的群落密度为80.0株/m2,喀斯特山地草地植物样点Ⅳ(1136m)的群落密度为94.6株/m2,喀斯特山地草地植物样点Ⅴ(1332m)的群落密度为115.0株/m2。

这一结果表明,喀斯特山地草地高海拔地区群落密度较大,低海拔地区群落密度较小,且群落密度变化与海拔呈正相关关系。

对喀斯特山地草地植物种群密度分析发现,矛叶荩草(Arthraxonlanceolatus)、扭黄茅(Heteropogoncontortus)、鼠尾粟(Sporobolusfertilis)种群均出现在所有调查样点中。这一结果表明,研究区域中,矛叶荩草、扭黄茅、鼠尾粟植物适应性强,其分布不受海拔因素的影响。

从图1b可以看出,矛叶荩草种群沿垂直地带分布规律呈现出逐步增加的趋势。其中,调查样点Ⅰ(689m)中矛叶荩草种群落密度为5.8株/m2,调查样点Ⅱ(818m)中矛叶荩草种群落密度为11.8株/m2,调查样点Ⅲ(1021m)中矛叶荩草种群落密度为11.6株/m2,调查样点Ⅳ(1136m)中矛叶荩草种群落密度为12.6株/m2调查样点Ⅴ(1332m)中矛叶荩草种群落密度为18.2株/m2。

从图1c可以看出,扭黄茅种群沿垂直地带分布规律呈现出先增加后降低的趋势。其中,调查样点Ⅰ(689m)中扭黄茅种群落密度为5.0株/m2,调查样点Ⅱ(818m)中扭黄茅种群落密度为5.4株/m2,调查样点Ⅲ(1021m)中扭黄茅种群落密度为23.4株/m2,调查样点Ⅳ(1136m)中扭黄茅种群落密度为20.2株/m2,调查样点Ⅴ(1332m)中扭黄茅种群落密度为18.4株/m2。

从图1d可以看出,鼠尾粟群沿垂直地带分布规律呈现出先增加后降低的趋势。其中,调查样点Ⅰ(689m)中鼠尾粟种群落密度为2.2株/m2,调查样点Ⅱ(818m)中鼠尾粟种群落密度为9.2株/m2,调查样点Ⅲ(1021m)中鼠尾粟种群落密度为2.4株/m2,调查样点Ⅳ(1136m)中鼠尾粟种群落密度为0.8株/m2,调查样点Ⅴ(1332m)中鼠尾粟种群落密度为2.4株/m2。

2.2植被密度与海拔相关系分析

对喀斯特山地草地植被群落密度与海拔进行相关性分析发现,群落密度与海拔达到显著正相关关系。群落密度与海拔回归方程为:

y=-0.76x2+23.16x+17.0(R2=0.99,P<0.01)

对喀斯特山地草地植物种群密度与海拔进行相关性分析发现,矛叶荩草、扭黄茅、鼠尾粟种群密度与海拔没有显著相关关系。

矛叶荩草种群密度与海拔回归方程为:

y=-0.029x2+2.39x+4.52(R2=0.85;P>0.05)

扭黄茅种群密度与海拔回归方程为:

y=-1.83x2+15.13x-10.8(R2=0.73;P>0.05)

鼠尾粟种群密度与海拔回归方程为:y=-0.4x2+1.6x+3(R2=0.20;P>0.05)

这一结果表明,喀斯特山地草地植物群落密度与海拔具有密切关系,而种群密度与海拔没有明显的关系,这一结果恰好说明了,喀斯特山地草地植物群落属性是种群属性的综合效应。

3结论

喀斯特山地草地植物群落密度变化与海拔呈显著正相关关系,其回归方程为:

y=-0.76x2+23.16x+17.0(R2=0.99,P<0.01)

叶荩草、扭黄茅、鼠尾粟的种群密度与海拔没有显著的相关关系。喀斯特山地草地植物群落密度与海拔具有密切关系,而种群密度与海拔没有明显的关系,这一结果恰好说明了,喀斯特山地草地植物群落属性是种群属性的综合效应。