武夷山植物地理學(xué)實(shí)習(xí)論文(109022009003)

1、武夷山植物地理學(xué)野外實(shí)習(xí)報(bào)告學(xué) 生：許慧瓊學(xué) 號(hào)：109022009003指導(dǎo)教師：魏守珍 劉強(qiáng)福建師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院2009級(jí)地理學(xué)基地武夷山植被垂直分布規(guī)律及特殊性研究許慧瓊 福建師范大學(xué)地理科學(xué)院 福州 350108【摘要】本文在實(shí)地考察的基礎(chǔ)上介紹了武夷山的總體概況, 分析武夷山植被的垂直分布規(guī)律; 簡(jiǎn)要對(duì)非地帶性植被毛竹林和中山草甸、 黃山松與馬尾松、 旗狀樹(shù)等特殊性做了分析,并且在遵循武夷山植被與土壤分布規(guī)律的條件下,提出可持續(xù)發(fā)展的保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用意見(jiàn)。關(guān)鍵詞: 武夷山，植被垂直分布規(guī)律，特殊性，可持續(xù)發(fā)展1. 實(shí)習(xí)區(qū)地理環(huán)境概況武夷山位于閩贛兩省交界處，其經(jīng)緯度范圍是2 7

2、°3 3 一 2 7 °5 4 N，l l 7 °2 7一l l 7 °5 l E，呈東北一西南走向，平均海拔 1000 -l100 m，主峰黃崗山高達(dá) 2158 m，是大陸東南部第一高峰，號(hào)稱 “ 東南屋脊” 。武夷山自然保護(hù)區(qū)屬典型的中亞熱帶季風(fēng)氣候，具有氣溫低，降水量多，濕度大，霧日長(zhǎng)和垂直變化顯著等特點(diǎn)。保護(hù)區(qū)內(nèi)的森林覆蓋率達(dá)96.3，區(qū)內(nèi)各地段年平均氣溫在1218之間，年平均降水量14002100mm，相對(duì)濕度70%85。其主峰黃崗山年均溫8.5，年降水量3103.9mm，霧日長(zhǎng)達(dá)120天，是福建省溫度最近、濕度最大、雨量最多、霧日最長(zhǎng)的地方1

3、。武夷山脈受河源一邵武深大斷裂控制，地殼運(yùn)動(dòng)的主要型式就是斷塊的升降活動(dòng)。武夷山脈的西側(cè)(即江西部分)以斷塊下陷為主；東側(cè)(即福建部分)以斷塊上升為主，屬于后加里東運(yùn)動(dòng)隆起帶，地層屬于前震旦系和震旦系，是福建迄今發(fā)現(xiàn)的最古老地層。武夷山保護(hù)區(qū)所在地，是第三紀(jì)末、第四紀(jì)以來(lái)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈上升的地區(qū)，其全部為花崗巖和火山巖所組成。在土壤方面,由于隨著海拔高度的變化引起的土壤成土因子的遞變,武夷山土壤在性狀變異和類型分布上具有明顯的垂直地帶性2, 海拔從低到高依次為紅壤、山地黃紅壤、棕化黃紅壤、普通黃壤、山地草甸土。此外，人類活動(dòng)對(duì)本區(qū)環(huán)境的形成也起著非常重要的作用。該區(qū)雖然植被整體保存完好，但局部

4、原始植被已受到或正瀕于破壞，部分地區(qū)巖石裸露，并存在有嚴(yán)重的水土流失。這些環(huán)境條件對(duì)植被的垂直分布都起了重要作用3。 2. 研究方法通過(guò)對(duì)武夷山實(shí)地考察，觀察黃崗山在不同海拔高度上植被垂直變化分布情況，做好記錄，并重點(diǎn)觀察了毛竹林分布、黃山松和馬尾松分布、旗狀樹(shù)等。在室內(nèi)查閱相關(guān)的植物志和資料，查找在野外觀察到的植物的學(xué)名，并制作植物標(biāo)本。3. 武夷山自然保護(hù)區(qū)植物特征 3.1 物種資源豐富 武夷山自然保護(hù)區(qū)高等植物有267科，1028屬，2466種(包括種下分類等級(jí))；其中苔蘚植物73種，192屬，361種；蕨類植物38科83屬248種；裸子植物7科，l6屬，l9種；種子植物149科，737

5、屬，1838種。武夷山自然保護(hù)區(qū)保存了世界同緯度帶最完整、最典型、面積最大的中亞熱帶原生性森林生態(tài)系統(tǒng)，有近四千種植物，是中國(guó)南方典型的以集體林為主的保護(hù)區(qū)，地處中亞熱帶，有大量亞熱帶的種類，也有從北方溫帶分布到這里的種類和南方熱帶延伸到這里的種類。武夷山現(xiàn)存植物是歐洲整個(gè)木本植物的7倍。 3.2 珍稀物種較多 武夷山自然保護(hù)區(qū)種子植物中，被列入第一批國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)的植物有26種，列入福建省級(jí)重點(diǎn)保護(hù)的植物有127種，合計(jì)156種，占該區(qū)種子植物總種數(shù)的7.4。此外，在區(qū)內(nèi)中山地帶發(fā)育著南方鐵杉林、小葉黃楊闊葉矮林兩個(gè)特殊的森林植被類型，還分布著眾多的古老植物，有銀杏、紅豆杉、鵝掌揪、天女花、鐘

6、萼木、香榧子等4。 3.3 熱帶成分占重要地位 該區(qū)的植物起源于熱帶植物，較為典型的科有：殼斗科、樟科、山茶科等，代表植物有南嶺栲、木栲、杜英等，而杜英在浙江、江西地區(qū)很少見(jiàn)5。 3.4垂直分異明顯隨海拔高度的變化，水熱條件呈明顯的垂直變化，形成垂直氣候帶，影響生物結(jié)構(gòu)和土壤發(fā)育，使它們?cè)诜植忌暇哂忻黠@的垂直地帶性。植被的垂直帶譜較為完整，對(duì)中亞熱帶山地來(lái)說(shuō)具有一定代表性。黃崗山的植被垂直分布十分明顯（見(jiàn)圖1），可分為以下幾個(gè)群落層次5：3.4.1農(nóng)耕地與荒坡灌叢主要分布在海拔200350m或450m，該地區(qū)原始植被為常綠闊葉林，由于人為活動(dòng)影響而成為耕地。主要的農(nóng)耕地植物有水稻、小麥、玉米、

7、番薯、茶樹(shù)、棕櫚、厚樸、油桐和板栗等；在荒坡上分布的植物主要有人工的毛竹、杉木和馬尾松，自然灌叢植物栽植有繼木、白樺、烏飯和映山紅，草本植物芒萁和五節(jié)芒等。植被分布特點(diǎn)表現(xiàn)為受人為作用強(qiáng)烈。3.4.2照葉林帶（常綠闊葉林帶）照葉林帶是武夷山垂直帶的基帶，在該區(qū)分布面積大，主要分布在海拔2001300m。此處森林四季常青，呈深綠色，上層樹(shù)冠呈半圓球形，樹(shù)冠整齊，以殼斗科、樟科、山茶科和木蘭科等為主要組成部分。喬木主要有殼斗科的甜楮、多脈青岡、米櫧、絲栗栲和山茶科的木荷等；灌木有紫金草科的杜莖山、茜草科的雞屎藤等；草本有沙草科的苔草 、芒萁等。 此外，毛竹林也是武夷山自然保護(hù)區(qū)重要的闊葉林植被類型

8、之一，多是人工栽種的，因?yàn)槊裨谶@里是非地帶性植被，在沒(méi)有人為干擾的情況下，毛竹林會(huì)被地帶性植被所取代。竹林在這一分帶內(nèi)大約分布在海拔800m以下，1100m為馬尾松和黃山松的分界線。3.4.3針闊混交林針闊混交林帶主要分布在海拔l200l700m，常綠闊葉林和針葉林交錯(cuò)，并隨海拔的增加落葉闊葉林和針葉林的比例逐漸增多。闊葉林植物主要有多脈青岡、中華槭、月亮樺、石櫟、江南山柳、木荷等；針葉林主要有黃山松、南方鐵杉、柳杉等；灌叢主要有猴頭杜鵑、鹿角杜鵑等。隨著海拔的升高，落葉闊葉和針葉樹(shù)種的比例增多。在溫濕的環(huán)境條件下，地被層發(fā)達(dá)，多為苔蘚、地衣鋪平地表。3.4.4亞熱帶苔蘚矮林苔蘚矮林帶主要分

9、布在黃岡山海拔16001900m，坡度小于45°的緩坡和溝谷中，在該地區(qū)光照較弱，降水量較多，風(fēng)力大，氣溫低，濕度大，并且地表潮濕。在這樣的生境條件下，有利于矮林的生長(zhǎng)繁育林木生長(zhǎng)低矮，樹(shù)干彎曲多分枝，林內(nèi)陰濕，附生苔蘚植物多。植被主要有江南山柳、茶條果、小葉黃楊、巖柃、獼猴頭、玉山竹等，還有草本植被苔草、苔蘚和沿階草等。灌木主要有小葉黃楊等喜陰植物；地表面上生有苔蘚等；喬木灌木層次不明顯。3.4.5亞熱帶高地草甸這一地帶主要分布在海拔19002150m范圍內(nèi)，氣候條件表現(xiàn)為低溫、高降水量、風(fēng)力一般在56級(jí)，在這樣惡劣的環(huán)境下，高大的喬木無(wú)法生長(zhǎng)、只能生長(zhǎng)耐低溫的草本和高耐力的低矮黃

10、山松等。植物群落外觀低矮平整，季節(jié)變化明顯。木本植物主要為黃山松即老頭樹(shù)，波緣紅果樹(shù)和玉山竹等；草本植物主要有芒草、野枯草、野青矛、沼原草、野菊、一枝黃花、地耳草、苔蘚等。植被的主要特點(diǎn)為木本植物低矮、分布少、樹(shù)木枝條彎曲、木質(zhì)好；草本植物分布面積大、并且生長(zhǎng)較茂密，在有草本生長(zhǎng)的土壤里根系密集，草本植物常年覆蓋在黃崗山頂，使山頂土壤的植被覆蓋率可達(dá)到100。因山頂紫外線強(qiáng)烈，使得植物細(xì)胞的原生質(zhì)遭到破壞，莖節(jié)間縮短，組織分化加快，在加上風(fēng)大、霧大、氣溫低等各環(huán)境因子的綜合影響，山頂?shù)狞S山松在形態(tài)上呈現(xiàn)出胸圍大而低矮，故又稱之為“老頭松”。圖14. 特殊性分析4.1 毛竹林存在分析毛竹林在黃河

11、流域一般分布的海拔在800m左右，而在黃崗山卻分布在海拔1000m左右。從地形上看主要分布在坡度較小的坡地上。竹林成條帶狀分布，并由于人為的干擾，在毛竹林內(nèi)沒(méi)有喬木分布，只有少量的灌木和草本。竹子之間排列緊，生長(zhǎng)較高。毛竹林的成因主要是人為作用，竹林所在地是武夷山自然保護(hù)區(qū)，為了滿足當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生活所需，當(dāng)?shù)厝嗽谧裱匀灰?guī)律的條件下，開(kāi)發(fā)部分山體坡面種植毛竹，使得在這地帶中分布了較大片的以毛竹林為主的常綠闊葉林。在開(kāi)發(fā)利用和生態(tài)保護(hù)方面，毛竹林地坡度和地表形態(tài)是影響林地土壤水土流失的2個(gè)主要因子，并隨坡度的升高而加重，尤其是在30°以上的坡度。因此在開(kāi)墾種植毛竹林時(shí)應(yīng)該選擇30

12、6;以下的坡度，在地表種植一些喜陰的草本植物，保護(hù)毛竹林的生物多樣性，防止水土流失。在土壤肥力方面，毛竹林是一種消耗土壤養(yǎng)分的林種，毛竹林自肥作用是無(wú)法維持土壤肥力的，必須人為補(bǔ)充有機(jī)肥料，受人類干擾強(qiáng)烈5。4.2 旗狀樹(shù)的成因分析在黃崗山大約12001700m的懸崖地區(qū)可以發(fā)現(xiàn)一種特殊形態(tài)的樹(shù)，樹(shù)的一側(cè)樹(shù)枝密集，而另一側(cè)則是枝條少或不生長(zhǎng)，下圖分別是我在武夷山保護(hù)區(qū)桐木村和武夷山市玉女峰景點(diǎn)看到的旗狀樹(shù)。其中圖2和圖3為同一株樹(shù)的不同角度所拍攝的。 圖2 圖3 圖4關(guān)于旗狀樹(shù)的成因有很多說(shuō)法，最主要的還是和樹(shù)種本身和環(huán)境因素有關(guān)。4.2.1 樹(shù)種本身因素通過(guò)調(diào)查和研究我們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生旗狀樹(shù)的樹(shù)種

13、主要分布在南方鐵杉、黃山松、柳杉等樹(shù)種中。其原因有：這些樹(shù)種多屬杉科和松科，都是裸子植物，其營(yíng)養(yǎng)體全部為木本，韌皮部不發(fā)達(dá)，輸送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的能力較弱，使兩側(cè)光合作用強(qiáng)度不同，所造成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的差異一步加大，形成旗狀樹(shù)。認(rèn)為植物本身的生長(zhǎng)特性有關(guān)，南方鐵杉為亞熱帶溫性樹(shù)種，在谷地或陰坡土層比較深厚的地段可以發(fā)現(xiàn)大量的這些樹(shù)種，而黃山松是一種強(qiáng)陽(yáng)性溫性長(zhǎng)綠闊葉樹(shù)種，適應(yīng)溫度濕潤(rùn)的山地氣候，這些特性使得這些樹(shù)種容易受到其他環(huán)境因素的影響，與旗狀樹(shù)的形成有一定的關(guān)系。4.2.2 環(huán)境因素通過(guò)考察和分析，可得出以下幾種原因：一是光因子的作用。通過(guò)對(duì)形成旗狀樹(shù)樹(shù)種的調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)這些旗狀數(shù)是喜光植物，枝葉一般

14、向陽(yáng)生長(zhǎng)，在向陽(yáng)一側(cè)得到充足的光照，溫度條件、生長(zhǎng)條件良好，而在背陽(yáng)的一側(cè)由于得到的光照不足，光合作用弱，營(yíng)養(yǎng)消耗大于合成，葉片逐漸萎蔫枝葉子枯死。從而形成旗狀樹(shù)現(xiàn)象。在山體的下坡向或東南側(cè)太陽(yáng)從早晨照射到下午，又在樹(shù)的另一側(cè)由于山體的阻擋無(wú)法照到太陽(yáng)光，從而使樹(shù)木在下坡向或東南側(cè)的樹(shù)枝能夠得到充分的生長(zhǎng)。在另一側(cè)光合作用不強(qiáng)或非常微弱以至達(dá)不到樹(shù)的生長(zhǎng)需求；并在受太陽(yáng)光的照射時(shí)間和光照強(qiáng)度都較大的一側(cè)，植物體內(nèi)的生長(zhǎng)素表現(xiàn)出側(cè)向移動(dòng)，在向光側(cè)積累較少，有利于枝條的生長(zhǎng)，在被光一側(cè)大量積累，對(duì)枝條的生長(zhǎng)表現(xiàn)出抑制作用。經(jīng)過(guò)植物的繁殖變異，有利變異的樹(shù)與環(huán)境表現(xiàn)出適應(yīng)性，得以生長(zhǎng)繁殖，而不利的樹(shù)

15、木不斷被淘汰，最終發(fā)育成旗狀樹(shù)并得以繁殖。 二是風(fēng)的作用。旗狀樹(shù)的主要成因一是海拔高，風(fēng)力大，樹(shù)木面迎盛行風(fēng)向的一側(cè)由于經(jīng)常受較大風(fēng)速吹襲，水分蒸發(fā)大大加速而使新生枝芽生長(zhǎng)緩慢以至枯萎；而背風(fēng)的一側(cè)仍能繼續(xù)生長(zhǎng)，從而使樹(shù)形發(fā)生不對(duì)稱,因而形成了旗狀樹(shù)6。三是地形的作用。地形的影響也對(duì)旗狀樹(shù)生成產(chǎn)生影響，通過(guò)對(duì)實(shí)習(xí)地的觀察可以發(fā)現(xiàn)，旗狀樹(shù)都是處于斷裂帶的懸崖上，并且可以發(fā)現(xiàn)處于不同的位置發(fā)生旗狀樹(shù)現(xiàn)象的頻率也不，因此本文認(rèn)為地形對(duì)旗狀現(xiàn)象的形成也有很大的關(guān)系， 同時(shí)微小坡度的差異， 也可能形成旗狀現(xiàn)象7。通過(guò)觀察我們可以發(fā)現(xiàn)發(fā)生旗狀現(xiàn)象的樹(shù)木相對(duì)于兩旁無(wú)旗狀現(xiàn)象的同種樹(shù)木而言， 所處的位置較高，

16、或是樹(shù)高較高，因此，大膽設(shè)想，倘若旁邊的一些樹(shù)木若是生長(zhǎng)到一定高度后，也會(huì)發(fā)生旗狀現(xiàn)象。4.2.3 人為因素樹(shù)木發(fā)生旗狀現(xiàn)象也可能是受到人為的影響。比如圖2那棵樹(shù)，因?yàn)樘幱陔娋€的附近，可以設(shè)想人們?yōu)榉乐箻?shù)枝的發(fā)育壓斷或干涉到電線，所以把靠近電線一側(cè)的樹(shù)枝全部修剪掉，因此形成我們?cè)趫D2中看到的旗狀樹(shù)。4.3老頭松成因在山地草甸帶中，可以發(fā)現(xiàn)零星散布的黃山松，由于其樹(shù)干粗壯矮小所以又被稱為“老頭松”。其形成的主要成因一是海拔較高，山體頂部紫外線強(qiáng)，植物高生長(zhǎng)受到控制，莖節(jié)間縮短，組織分化加快，形成的植物往往莖稈粗短，以減少對(duì)紫外線的吸收量8。二是此處氣溫低、降水多、霧日多、濕度大等條件使得該處礦質(zhì)

17、化作用較弱，有機(jī)質(zhì)不斷累積，分解較少，從而也導(dǎo)致植物體養(yǎng)分不足，抑制了黃山松的生長(zhǎng)6。4.4 黃山松與馬尾松異同以及界線分析在海拔大約1100m處，有一條馬尾松與黃山松的明顯界線。屬于常綠闊葉林，主干彎曲，分枝多；而黃山松生長(zhǎng)在大約1l00m界線以上，是針葉林，樹(shù)干筆直，分枝較少。從形態(tài)上看，兩種松均為兩針一束，形態(tài)相似，但從表面上觀察，兩種松也存在一定的差異。首先從針葉上看，馬尾松針葉長(zhǎng)，大約在l218cm，顏色較淺，針葉較軟且容易扭曲；黃山松針葉較短，只有712cm左右，針葉顏色較暗且粗硬。并且馬尾松的樹(shù)脂道靠近葉表面，稱其為邊生；黃山松的樹(shù)脂道靠近葉中間，稱其為中生。從球果上看，黃山松整

18、個(gè)球果鱗臍上有凸起的刺，而馬尾松球果鱗臍上半部有凸起的刺，下半部沒(méi)有5。馬尾松是一種獨(dú)特的陽(yáng)性速生樹(shù)種，要求溫暖濕潤(rùn)的氣候條件，在分布區(qū)內(nèi)年平均氣溫為l322，年降水量在800mm以上。它以其抗旱耐瘠的生態(tài)習(xí)性能在荒坡上與其他植物競(jìng)爭(zhēng)并取得優(yōu)勢(shì)，是亞熱帶地區(qū)荒山造林的先鋒樹(shù)種。相對(duì)于馬尾松，黃山松的競(jìng)爭(zhēng)力明顯減弱，由于在海拔低、土層厚、肥力足的優(yōu)越環(huán)境條件下，黃山松天然更新難以進(jìn)行，而在山地海拔較高，氣溫較低，濕度較大的地方，才適合于黃山松的生長(zhǎng)。4.5 中山草甸的成因分析目前關(guān)于中山草甸的成因有兩種觀點(diǎn)，一種主張草甸是次生的，另一種認(rèn)為它是原生的。（1）認(rèn)為黃崗山頂中山草甸是次生的依據(jù)有：海

19、拔19002150m并非森林生長(zhǎng)的上限；氣溫、降水等條件也并不符合森林生長(zhǎng)的上限條件；有人曾在福建省玳瑁山的主體部分梅花山上的草甸土中找到4000多年前的杉樹(shù)根，而梅花山與黃崗山有極其相似的生境條件。 （2）認(rèn)為黃崗山頂中山草甸是原生的依據(jù)主要有：第三紀(jì)及第四紀(jì)時(shí)，武夷山自然保護(hù)區(qū)的地層便已漸趨穩(wěn)定。第四紀(jì)冰期對(duì)保護(hù)區(qū)的影響微弱，降溫幅度小。不存在植被群落演替的可能性；黃崗山中山草甸海拔2000米以上，坡度甚陡，有車輛通行的歷史不會(huì)超過(guò)200年，且據(jù)專家考證，桐木村的建立僅200余年，當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)以耕地林地為主，畜牧很少，故人為因子對(duì)草甸的破壞基本可以忽略不計(jì)；認(rèn)為黃崗山頂溫度低、濕度大、風(fēng)力大，氣候條件不適合喬木層的生存，故只生長(zhǎng)一些密鋪地面呈匍匐狀的草本植物及抗風(fēng)抗冷能力強(qiáng)的灌木植物等。 5.武夷山植被的合理利用與保護(hù) 武夷山現(xiàn)有的植被大多是經(jīng)過(guò)破壞自然恢復(fù)，再破壞再恢復(fù)的演變過(guò)程，故除常綠闊葉林外大部分植被與其所處的自然地理環(huán)境不十分適應(yīng)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)觀點(diǎn)來(lái)看，它們將逐漸演變成為與生境相適應(yīng)的類型9。因此，關(guān)于武夷山植被的開(kāi)發(fā)利用要本著利用和保護(hù)相結(jié)合的原則，不應(yīng)僅僅只考慮目前的經(jīng)濟(jì)利益，還應(yīng)該更加注重其生態(tài)效益和旅游經(jīng)濟(jì)效益。在不違背武夷山土壤和植被垂直分布規(guī)律的基礎(chǔ)下，針對(duì)各植被帶的特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)性、保護(hù)性的利用，因地制宜，如竹林、茶園的開(kāi)辟，以獲得經(jīng)濟(jì)