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湖北大崎山自然保护区植被类型和垂直分布

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摘要:采取典型取样、线路调查和卫星影像数据相结合的方法,对湖北大崎山自然保护区植被进行本底调查,按照《中国植被》的划分方法,对本底调查结果进行统计与分析。结果表明,大崎山自然保护区共有7个植被类型26个群系;植被分布水平规律变化界限不明显,在垂直分布上,随着海拔高度的不同形成垂直带谱;大崎山自然保护区丰富的植被类型、特殊的地理分布,使其具有重要的保护与研究价值。

关键词:大崎山自然保护区;植被类型;垂直分布带谱

中图分类号:S759.93文献标识码:A文章编号:0439-8114(2012)04-0712-05

自然保护区的建设和管理作为自然资源、自然环境和生物多样性保护的重要手段和有效措施,日益受到各级政府和人们的高度重视[1]。建立自然保护区的目的是为了更好地保护生物多样性和种质资源,而植物群落类型的划分是保护生物多样性和种质资源的基础[2]。不同的生态环境形成不同的植物群落类型,植被类型是认识一定区域内植被研究的基础性工作[3]。近年来,对植物群落结构特征的研究较多,构建合理的群落结构是生态恢复的有效途径,因此植被保护受到各级政府的高度重视。

湖北大崎山自然保护区位于湖北省黄冈市团风县北部,地处大别山南麓,长江北岸,素有“鄂东泰山”之誉,属华东植物区系和华中植物区系的交汇地带。地理坐标为30°48′12″―30°52′51″N,115°04′20″―115°10′06″E,保护区总面积为1 745.9 hm2。大崎山为大别山的一支余脉,山体呈东西走向,属低山地形,海拔大多在400~700 m,最高峰龙王顶海拔1 041 m,最低点杜家冲海拔107 m。大崎山自然保护区气候属于长江中下游亚热带大陆性湿润季风气候,江淮小气候区,具有优越的山地气候和森林小气候特点。得天独厚的自然地理环境,复杂的地势地貌类型,多样的山地气候,孕育了大崎山自然保护区植物物种和植被类型的多样性。保护区四季光热界限分明,雨量充沛,森林茂密,林内生物多样性丰富,具有重要的生态地位和保护价值。在对大崎山自然保护区植被进行了详细的综合科学考察基础上,结合相关文献资料,对大崎山自然保护区的植被类型进行了系统的分析,以期全面了解大崎山自然保护区植被的类型、生境和地理分布等情况,为大崎山自然保护区的保护、建设和管理以及合理开发利用植物资源提供科学依据[4]。

1材料与方法

1.1样线调查[5]

按照线路设计的合理性、均匀性、可行性原则,对大崎山自然保护区沿海拔自下而上共设计了16条线路,调查范围覆盖了保护区的各种植被类型,并将植被类型勾绘在1∶50 000的地形图上。

1.2样方调查[6]

分别在不同坡向、不同海拔高度和不同群落类型的代表地段上,采取典型选样的方式设置样方28个,调查样方面积乔木层为20 m×20 m,灌木层为5 m×5 m,草本植物层为1 m×1 m。调查记录的内容包括样方内所有植物种类、株数或多度、层盖度或郁闭度、胸径及高度,其中乔木树种高度小于3 m的归入灌木;同时记录群落的生境特征,如位置(经纬度)、地形、坡向、坡度、海拔高度、土壤与地质条件等。主要调查内容为:

1)乔木层的调查。对样方中胸径大于5 cm的所有乔木进行每木调查,记录其种名、胸径、高度、冠幅等因子。

2)灌木层的调查。记录样方内胸径小于5 cm、未记录在乔木层内的所有木本植物,包括乔木的幼树和真正的灌木,记录因子包括种名、株(丛)数、高度、基径、冠幅等。

3)草本植物层的调查。记录因子与灌木层一致。

4)层间植物的调查。对样地中藤本植物和附生植物的种类、数量及附生高度作详细记录。

1.3数据处理[3]

植物种的数据采用重要值作为综合指标。在每个样方内计算乔木、灌木和草本植物的重要值:

乔木重要值=(相对多度+相对频度+相对显著度)/3。

灌木和草本植物重要值=(相对盖度+相对多度)/2。

根据植物种的数量特征确定群落的建群种、各层的优势种及其他成员树种,由此确定大崎山自然保护区植被的分类系统并对其分析。

2结果与分析

2.1植被分类

通过分析样方实地调查数据并参考文献[7],按照《中国植被》植被分类的原则和系统[8-10],将保护区植被划分为4个植被型组,7个植被型,26个群系(表1)。

2.2主要植被群系概述

大崎山自然保护区的植被分为暖性针叶林、温性针叶林、常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林、灌丛、草丛等7个植被型,各个植被型以1个群系为代表概述如下[11-14]:

2.2.1暖性针叶林――马尾松林(Form. Pinus massoniana)样地位于堰家,海拔477m,地理坐标115°06′59.60″E ,30°50′59.61″N,坡向南,坡度28°,郁闭度约70%。马尾松林林冠疏散,外貌呈翠绿色,层次分明。分析结果表明,该群系乔木层以马尾松占绝对优势,掺杂有少量的枫香、杉木,乔木层平均高度16 m,盖度为65%;灌木层以油茶(Camellia oleifera)、映山红(Rhododendron simsii)、盐肤木(Rhus chinensis)、红脉钓樟(Lindera rubronervia)为主;草本植物层有龙芽草(Agrimonia pilosa)、马银花(Rhododendron ovatum)、深山堇菜(Viola selkirkii)、香附子(Cyperus rotundus)等,并伴生有铁线蕨(Adiantum capillus-veneris)、凤尾蕨(Pteris nervosa)。

2.2.2温性针叶林――黄山松林(Form. Pinus taiwanensis)保护区的温性针叶林可以分为黄山松林和柳杉林,多为人工栽种的纯林。黄山松林是保护区主要的森林群系,主要为人工纯林,生长态势良好,分布于海拔650 m以上地区;柳杉林分布于海拔400~800 m的山谷及山坡中,主要为人工纯林。

代表群系黄山松林样地位于海拔992 m、地理坐标115°05′32.80″E、30°51′35.24″N、坡向东南、坡度20°的龙王顶以及海拔803 m、地理坐标115°05′38.21″E、30°52′31.91″N、坡向北、坡度24°的塔湾。根据在龙王顶及塔湾的样方调查资料,黄山松林成层现象比较明显,可分为乔木层、灌木层和草本植物层3个基本层次。灌木层植物种类最为丰富,主要有绿叶胡枝子(Lespedeza buergeri)、盐肤木(Rhus chinensis)、野山楂(Crataegus cuneata)等;草本植物主要有辣蓼(Polygonum flaccidum)、虎杖(Polygonum cuspidatum)、深山堇菜(Viola selkirkii)、紫萁(Osmunda japonica)、铁线蕨(Adiantum capillus-veneris)等。黄山松人工林的物种多样性没有天然林高,但比天然林生长快、成材早[15]。对两个样地数据进行比较发现,黄山松林在保护区内分布于海拔650 m以上地区,其中海拔650~800 m的黄山松生长不旺,但次生现象明显;海拔800 m以上的黄山松长势苍劲,株株挺拔。

在大崎山主峰龙王顶和大崎山林场接天山有大片保护完好的黄山松古树林,均为人工栽种,面积达42.7 hm2。分布于龙王顶的黄山松古树有306株,最大树龄达284年,树高均在18 m以上,胸径均在30 cm以上,最大的胸径达75 cm,黄山松古树虽经百年风雨,仍枝繁叶茂,苍翠挺拔,枝干遒劲,长势犹健,成为大崎山独特而神奇的森林景观,在清朝年间就被誉为“崎山八景”之一[13]。

2.2.3常绿阔叶林――青冈栎林(Form. Cyclobalanopsis glauca)保护区的常绿阔叶林分布范围较广,由常绿的壳斗科、樟科、山茶科的乔木树种为主要建群种,在保护区内呈镶嵌状分布。代表的群系有青冈栎林,多分布于海拔500~800 m的山谷或山坡下部,沿着沟谷两侧成带状分布。

样地位于海拔407 m、地理坐标115°04′43.09″E、30°51′49.94″N、坡向西北、坡度35°的桂两尖。根据在桂两尖的样方调查资料,总盖度约90%,乔木层盖度约80%,高约15 m,除建群种青冈栎外,伴生树种有小叶青冈(Cyclobalanopsis gracilis)、枫香(Liquidambar formosana)、冬青(Ilex purpurea)、栓皮栎(Quercus variabilis)等;灌木层盖度约40%,高1~3 m,主要由山胡椒(Lindera glauca)、细齿叶柃(Eurya nitida )、羽脉新木姜子(Neolitsea pinninervis )、野鸦椿(Euscaphis japonica)等组成;草本植物层盖度8%~10%,草本植物比较贫乏,常见种有虎耳草(Saxifraga stolonifera)、周毛悬钩子(Rubus amphidasys)、蕨(Pteridium aquilinum var. laliusculum)等。

2.2.4常绿落叶阔叶混交林――青冈栎-槲栎-栓皮栎林(Form. Cyclibalanopsis glauca、Quercus aliena、Quercus variabilis)保护区内常绿落叶阔叶混交林无明显的优势种,林冠郁茂,参差不齐,呈波状起伏。该植被型分为栓皮栎-枫香林和青冈栎-槲栎-栓皮栎林两个群系,常常分布于海拔800 m以下的沟谷或沟谷附近的山坡上。常绿阔叶树一般在落叶阔叶树之下。

代表群系青冈栎-槲栎-栓皮栎林样地位于海拔499m、地理坐标115°05′05.31″E、30°51′19.90″N、坡向东南、坡度25°的邱家里,总盖度约90%。乔木层盖度80%~85%,高15~17 m,常绿阔叶树种以青冈栎占优势,此外还有天目木姜子(Litsea auriculata),落叶阔叶树种以槲栎(Quercus aliena)、栓皮栎(Quereus variabilis)为主,此外还有短柄栎(Q. serrata)、化香(Platycarya strobilacea)、灯台树(Cornus controversa)、君迁子(Diospyros lotus)、苦木(Picrasma quassioides)等;灌木层盖度约40%,高1.5~3.0 m,主要组成树种有红果钓樟(Lindera erythrocarpa)、华千金榆(Carpinus cordata)、映山红(Rhododendron simsii)、山胡椒(Lindera glauca)、绿叶胡枝子(Lespedeza buergeri)、山莓(Rubus corchorifolius)、三桠乌药(Lindera obtusiloba)等;草本植物层盖度一般不超过5%,种类不多,常见种有苔草(Carex tristachya)、三脉紫菀(Aster ageratoides);层间植物有三叶木通(Akebia trifoliata)、鸡矢藤(Paederia scandens)和野葛(Pueraria lobata)。

2.2.5落叶阔叶林――枫香林(Form. Liquidambar formosana)大崎山自然保护区地处亚热带向暖温带的过渡区,落叶阔叶林所占的比例最大,而且种类最多,组成落叶阔叶林的乔木树种主要以壳斗科的栎属、栗属、水青冈属等为主的落叶树种,其次是桦木科的桤木属树种、金缕梅科的枫香属、喜树属等树种。保护区内落叶阔叶林植被型可以分为麻栎林、短柄栎林、栓皮栎林、江南桤木林、枫香林、喜树林、化香-栓皮栎-茅栗林等7个群系。

代表群系枫香林样地位于海拔430 m、地理坐标115°04′49.19″E、30°51′29.5″N、坡向西、坡度35°的长冲。枫香林外貌呈青绿色,物种组成较复杂,林冠参差不齐。乔木层平均高16 m,盖度达88%,主要树种为枫香,乔木亚层平均高9 m,盖度为10%,主要种类有马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cuninghamia lanceolata)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、化香(Platycarya strobilacea);灌木层物种较丰富,平均高5m,盖度40%,主要有木姜子(Litea pungens)、五叶木通(Akebia quinata)、三桠乌药(Lindera obtusiloba)、宜昌楠(Machilus ichangensis)、青冈栎(Quercus glauca)等;草本植物层发育良好,盖度65%左右,主要种类有山酢浆草(Oxalis griffithii)、常春藤(Hedera nepalensis)、吉祥草(Reineckea carnea)、中国繁缕(Stellaria chinensis)。分析其组成与结构可知,枫香的幼树较多,更新良好,是一个正在演替中的种群类型。

2.2.6 竹林――毛竹林(Form. Phyllostachys pubescens)在大崎山自然保护区,竹林有时构成大面积的单优势种群落,有时与其他阔叶树种混生,禾本科竹类单优势种群落外貌整齐,终年常绿,形成单层水平郁闭,林下灌木数量很少,草本植物层种类也不多。保护区内的竹林可分为毛竹林、刚竹林和水竹林3个群系,其代表群系毛竹林主要分布于保护区海拔800 m以下的低山丘陵、村旁山坡等处,群系结构单一,生长旺盛,有时与青冈栎、栓皮栎、化香混生,一般为纯林。

代表群系毛竹林样地位于海拔769 m、地理坐标115°05′48.98″E、30°51′51.59″N、坡向西、坡度10°的安基林场。群落中毛竹为绝对优势种,偶而零星分布有杉木(Cuninghamia lanceolata)、柳杉(Cuninghamia lanceolata),总盖度85%~95%,高8~20m,胸径可达20 cm,林下空旷,灌木和草本植物较少;灌木层有山胡椒(Lindera glauca)、瓜木(Alangium platanifolium)、茅栗(Castanea seguinii)、野桐(Mallotu japonicus)、菝契(Smilax china)、六月雪(Serissa foetida)等;草本植物层有蕨(Pteridium aquilinum var. latiusculum)、贯众(Cyrtomium fortunei)、吉祥草(Reineckea carnea)等。

2.2.7灌丛和草丛

1)灌丛――胡枝子灌丛(Form. Lespedeza bicolor)。保护区内的灌丛主要有两种类型,一种是在森林线以下的地段,由于人为活动的影响以及自然环境的恶化发育的一种不稳定的次生灌丛;另一种是在山地垂直带谱中森林线以上,由于热量、光照、空气等生态条件的制约发育的山地灌丛。保护区的灌丛共包括继木灌丛、胡枝子灌丛、映山红灌丛、野山楂灌丛、美丽胡枝子-野山楂灌丛和黄荆灌丛6个群系。

代表群系胡枝子灌丛样地位于海拔503 m、地理坐标115°06′09.50″E、30°51′23.84″N、坡向西、坡度30°的粘山。调查结果表明,灌丛的优势种为绿叶胡枝子、美丽胡枝子等胡枝子属的植物,偶有杉木(Cuninghamia lanceolata)和柳杉(Cryptomeria fortunei)零星分布,常与山胡椒(Lindera glauca)、胡颓子(Elaeagnus pungens)、白檀(Symplocos paniculata)、短柄栎(Quercus serrata)和李叶绣线菊(Spiraea prunifolia)等伴生;草本植物层常见植物有辣蓼(Polygonum flaccidum)、球米草(Oplismenus undulatifolius)、一年蓬(Erigeron annuus)、蕨(Pteridium aquilinum var. latiusculum)等。胡枝子灌丛分布于保护区的山地林缘、林隙或空旷地带,多是森林人为砍伐后发育起来的次生植被,处于植被演替阶段。

2)草丛――白茅草丛(Form. Imperata cylindrica var. major)。白茅草丛广布于大崎山海拔400~800 m的中低山地,多生长在向阳山坡和撂荒地。在白茅组成的单优势种群落中,其盖度可达90%,高度达90 cm,伴生有少量野大豆(Glycina soja)、荩草(Arthraxon hispidus)和莎草科(Gyperaceae)植物,伴生植物生长较差。

2.3自然植被分布规律

大崎山自然保护区由于自然条件复杂,沟谷纵横,群落间过渡和变化界限不明显,加之经纬度跨度小,水平分布无法体现植被分布规律性。随着海拔的增高,自然植被依据山地生态条件与植被历史发生特点,演替成不同的植被带,植被的垂直分布规律明显,其垂直带谱由3个主要的植被带组成:海拔600 m以下为常绿阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、暖性针叶林带;600~800 m为常绿落叶阔叶混交林、温性针叶林带;海拔800 m以上为落叶阔叶林、温性针叶林带。在大崎山自然保护区内,自然植被的垂直带谱中以落叶林占重要地位(图1)。

3讨论

通过对大崎山自然保护区的28块样地的分析,根据生态外貌及群落特征,将森林群落划分为4个植被型组、7个植被型、26个群系。

1)大崎山自然保护区植物种类丰富,植被类型多种多样,森林植被保护完好,其群落结构和组成呈典型的亚热带向暖温带过渡的特点,有一定的代表性,具有重要的研究价值和保护价值。

2)黄山松林是大崎山自然保护区面积最大的植被类型,均为人工植被和次生植被,面积大而成片,保存完好,黄山松古树群落更是大崎山最具特色的植被类型。在海拔650 m的地带虽不能旺盛生长,但天然更新良好,高海拔的龙王顶,人工栽种的黄山松古树虽生长年代久远,但长势犹健,不仅证明了大崎山森林生态系统保护良好,而且对研究当地古气候、古人文、古地理等生态和植物群落的形成、演替具有重要的意义[16]。

3)大崎山自然保护区特殊的地理分布,使植被的水平分布规律变化界限不明显,植被的垂直分布规律明显,自然植被垂直带谱中以落叶林占重要地位。

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