百山祖冷杉林植被恢復(fù)技術(shù)

百山祖冷杉林植被恢復(fù)技術(shù)

冷杉是中國特有的古老植物。這是蘇聯(lián)、浙江、安徽、福建和其他省份在第三紀(jì)分布了很長一段時(shí)間，并在冰期之后在一些地區(qū)發(fā)現(xiàn)了獨(dú)特的冷杉。分布在浙江省南部清遠(yuǎn)縣白山祖南坂約1500米的林地（當(dāng)時(shí)出版于1976年，當(dāng)時(shí)有8株大小植物），現(xiàn)在只有3棵。1987年被國際物種保護(hù)委員會（SSC）列為全球最瀕危的12種植物之一；同年被國家環(huán)保局列為二級保護(hù)植物；1999年經(jīng)國務(wù)院正式批準(zhǔn)被列為我國一級保護(hù)樹種。為拯救百山祖冷杉，許多學(xué)者已經(jīng)做了不少的試驗(yàn)和探索。本文就百山祖冷杉所處植物群落學(xué)的結(jié)構(gòu)特征作一較詳細(xì)的剖析，為保護(hù)和拯救百山祖冷杉提供一定的參考依據(jù)。1離子束株間距百山祖冷杉自然生長于百山祖南坡海拔1750m左右的林中，目前僅幸存3株，其中2株相距較近，間距只有5m，一大一??；1株相距較遠(yuǎn)，直線距離約80m。根據(jù)對實(shí)地的植物群落的初步考察，分別選定以百山祖冷杉為中心的兩個20m×20m面積的標(biāo)準(zhǔn)樣地。1.1各樹種優(yōu)勢度的測定在樣地內(nèi)進(jìn)行每木調(diào)查，分別記錄樹種名稱、高度、胸高直徑、冠幅，以及喬木層總蓋度、樣地坡度、坡向、海拔高度、枯落物層厚度等。在調(diào)查胸高直徑時(shí)，遇到一叢多桿的植株，分別每桿量測胸高直徑和冠幅，但當(dāng)統(tǒng)計(jì)密度時(shí)，仍按單株計(jì)算。根據(jù)調(diào)查記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)各樹種的重要值。喬木樹種的優(yōu)勢度按胸高斷面積統(tǒng)計(jì)。由于樣地?cái)?shù)量較少，相對頻度的統(tǒng)計(jì)意義不大，因此，重要值的計(jì)算按“重要值=相對密度+相對優(yōu)勢度”的公式統(tǒng)計(jì)。1.2灌木層種優(yōu)勢度計(jì)算在樣地的四角和中心點(diǎn)，分別選定5個4m×4m面積的小樣方，分別記錄植物的名稱、高度、株數(shù)或叢數(shù)、蓋度、起源等，以及灌木層的總蓋度。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)灌木層各種類的重要值。灌木樹種的優(yōu)勢度按蓋度統(tǒng)計(jì)。重要值的計(jì)算按“重要值=相對密度+相對頻度+相對優(yōu)勢度”的公式統(tǒng)計(jì)。1.3草本植物的立地條件在調(diào)查灌木層的小樣方內(nèi)，統(tǒng)一在其右下角分別確定2m×2m面積的小樣方，分別記錄草本植物的名稱、高度、株數(shù)或叢數(shù)、蓋度等，以及草本層的總蓋度。根據(jù)記錄數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)草本層各種類的重要值。草本植物的優(yōu)勢度按蓋度統(tǒng)計(jì)。重要值的計(jì)算按“重要值=相對密度+相對頻度+相對優(yōu)勢度”的公式統(tǒng)計(jì)。1.4物種豐富度指數(shù)測定物種多樣性的公式很多，形式各異，但實(shí)質(zhì)相似，組成群落的生物種類越多，其多樣性的數(shù)值越大。本文所采用的計(jì)算公式為：物種豐富度指數(shù)：Simpson指數(shù)：Shannon-Wiener指數(shù)：均勻度指數(shù)：A、Pielou均勻度指數(shù)：B、Alatalo均勻度指數(shù)：式中，S是植物群落的物種數(shù)，N是所有物種的個體總數(shù)，Ni是第i個物種的個體數(shù)，Pi=Ni/N為第i個物種的相對個體數(shù)。2研究結(jié)果2.1氣候條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，僅差百山祖最高峰（海拔1856.7m)100m左右。百山祖保護(hù)區(qū)的地理位置：119°353～119°644E,27°4054～27°5013N。全區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，溫和濕潤，雨量充沛，四季分明。但特殊的高山地形，具有獨(dú)特的高山氣候。據(jù)保護(hù)區(qū)駐地海拔1100m地段近10a的氣象觀察資料表明，年平均溫度12.8℃，年平均降水量2341.8mm，年平均相對濕度84.0%，極端最低溫-13.2℃，極端最高溫30.1℃，無霜期187d，≥10℃年積溫為3653.3℃。與當(dāng)?shù)睾０?50m的慶元縣城氣象觀察資料相比，百山祖冷杉植物群落所處的氣候條件具有溫度低、雨量多、濕度大、無霜期短、年積溫小的氣候特點(diǎn)。據(jù)樣地立地因子的調(diào)查表明（表1），百山祖冷杉植物群落位于西北向的中坡地段，坡度較平緩，在15～25°，土層深厚（>80cm），腐殖質(zhì)層2～3cm，枯枝落葉層厚3～4cm，在1m2內(nèi)的枯落物風(fēng)干重達(dá)400～1000g，很少或無人為影響，群落的外貌與結(jié)構(gòu)處于原生狀態(tài)。喬木層、灌木層和草本層的總蓋度分別為85%～95%、50%～65%和10%～15%。2.2．百山祖冷杉植物群落的灌木樹種，包括玉杉樹、短柱茶和水杉木樹從表2至表7中可以看出，構(gòu)成百山祖冷杉植物群落的樹種喬木層優(yōu)勢樹種是厚葉青岡和水青岡，這兩個樹種的重要值之和，無論在樣地1，還是在樣地2，他們的重要值均在50以上。從表2至表7中還可以看出，構(gòu)成百山祖冷杉植物群落的灌木樹種，是以百山祖玉山竹、箬竹、燈籠樹和短柱茶四種為優(yōu)勢種，其中樣地1以百山祖玉山竹和箬竹占優(yōu)勢，他們的重要值分別為38.59和33.20，樣地2以箬竹和短柱茶占優(yōu)勢，他們的重要值分別為69.53和11.86。構(gòu)成百山祖冷杉植物群落的草本植物，無論在樣地1，還是在樣地2，均以青綠苔草和芒尖苔草占優(yōu)勢，這2種植物的重要值之和，均在80以上。2.3冷杉植物群落百山樓的外觀和結(jié)構(gòu)2.3.1地不同種類植物的生活型組成植物群落的外貌決定于群落的層片結(jié)構(gòu)（即生活型組成），特別是決定于對群落起著重要作用的主要層片。群落中植物的生活型組成，是群落對外界環(huán)境最為綜合的反映和指示。根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，采用阮基耶爾（Raunkiner）系統(tǒng)，百山祖冷杉植物群落的生活型組成如表8。從表8看出，無論樣地1，還是樣地2，高位芽植物占有絕對優(yōu)勢，分別占群落植物的84.2%和88.3%。在樣地1中，常綠和落葉高位芽植物分別為52.6%和31.6%，其中常綠中高位芽植物占達(dá)26.3%；在樣地2中，常綠和落葉高位芽植物分別為58.9%和29.4%，其中常綠中高位芽植物占達(dá)29.4%?？梢?，樣地1和樣地2的生活型組成十分相似，是一個以常綠中高位芽植物占優(yōu)勢、落葉高位芽植物為次之的常綠與落葉闊葉混交林。2.3.2主要林冠類型群落中的植物按高度的垂直配置，就形成了群落的層次，即群落的成層現(xiàn)象，通常按植物的生長型可劃分為喬木層、灌木層和草本層。在百山祖冷杉植物群落中，層次結(jié)構(gòu)比較簡單，喬、灌、草3層次比較明顯，草本層高度在30cm左右，灌木層高度在2m左右，喬木層在4～13m，高距相差較大，一般可分3個亞層（表9）。從表9看出，喬木第1亞層，高12m以上，僅有1株百山祖冷杉獨(dú)占林冠最上層；第2亞層高8～12m，主要有多脈青岡和亮葉水青岡組成，以及少量的尖萼紫莖和楊梅葉蚊母樹，構(gòu)成百山祖冷杉植物群落的主要林冠層，高度集中在8～9.9m，如多脈青岡在樣地1和樣地2的8～9.9m高度的立木數(shù)量分別占10.6%和16.5%，其中樣地1中的2株百山祖冷杉與主林冠構(gòu)成同一層次；第3亞層高4～8m，主要有多脈青岡和亮葉水青岡的幼樹，以及葉萼山礬和擬赤楊等樹種組成。2.4多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)從表10看出，百山祖冷植物群落的物種多樣性組成，樣地1與樣地2比較一致，喬木層的物種組成比木層和草本層要多，灌木層的物種組成比較草本層要多，整個植物群落的物種組成，前者豐富度為19種，后者為17種。根據(jù)多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析，喬、灌、草三層次的物種多樣性和均勻度指數(shù)，具有明顯的差別，其中喬木層的多樣性指數(shù)，無論樣地1，還是樣地2，都明顯高于灌木層和草本層，但樣地1和樣地2的灌木層與草本層多樣性指數(shù)并非一致，即樣地1的灌木層多樣性指數(shù)高于草本層，而樣地2卻低于草本層，這主要是由于在樣地2中灌木層中的箬竹分布數(shù)量特別多，以致在灌木層中各物種的分布數(shù)量很不均勻，反映在均勻度指數(shù)特別低，而在樣地2的草本層中，雖然只有2個物種，但分布數(shù)量非常接近，因此均勻度指數(shù)特別高?？梢?，通過物種豐富度、多樣性指數(shù)和均勻度指數(shù)三者的比較分析，就能夠明顯地反映出百山祖冷杉的物種多樣性組成的特點(diǎn)。3單次群落組成分析百山祖冷杉植物群落的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，這是由于受高海拔的低溫、高濕、多雨等特殊立地環(huán)境所制約。構(gòu)成群落的優(yōu)勢種群是多脈青岡和亮葉水青岡，前者為常綠樹種，后者為落葉樹種，因此，百山祖冷杉是一個比較特殊的常綠與落葉闊葉混交林。在這樣高海拔條件下具有這種植被類型，與高海拔條件下的特殊小氣候環(huán)境有關(guān)。在群落中，百山祖冷杉雖然不構(gòu)成群落的優(yōu)勢種群，但高大挺拔，往往占據(jù)在林冠的最上層，高13m，可謂喬木層中的第1亞層，首當(dāng)其沖抵御外界不良環(huán)境的侵襲，這給百山祖冷杉的瀕危帶來更大的威脅；第2亞層高8～12m，為主要林冠層，有多脈青岡和亮葉水青岡等優(yōu)勢種群所組成；第