大亮子河国家森林公园典型植物群落物种组成与结构调查

大亮子河国家森林公园典型植物群落物种组成与结构调查

王全波1，张海军2，张淑兰2，王长宝2，薛勇2

(1.黑龙江丰林国家级自然保护区管理局，黑龙江 伊春 153033；2.佳木斯大学，黑龙江 佳木斯 154007)

摘要采用典型取样的方法，对大亮子河国家森林公园内9个主要森林类型植被群落的物种多样性进行了调查。结果表明：9种典型森林植被类型的空间分布结构特征明显，从主要乔木树种的空间聚集分布上可以看出，不同物种对生境具有不同的要求，它们的分布与生境紧密关联，以典型森林群落类型的垂直分布结构规律性突出。

关键词植被类型；植物群落；物种组成；空间分布

收稿日期：2015-04-07

基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究面上项目(12521524)

作者简介：王全波(1966-)，男，黑龙江五营人，硕士，高级工程师，主要从事林业科学技术研究，Email: flwqb@126.com

通讯作者：张海军(1977-)，男，河北涿鹿人，讲师，硕士，主要从事植物群落及生物多样性研究,Email: zhanghaijun0313@126.com

中图分类号：S718.5

文献标识码：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2015.07.006

AbstractThe species diversity of vegetation communities for nine major forest types in Daliangzihe National Forest Park were investigated by adopting the typical sampling method. Result shows that structural features of spatial distribution for nine kinds of typical forest vegetation types are significant. As can be seen from the spatial aggregated distribution of main tree species, different species have different requirements on habitat; their distribution is closely associated with the habitat,which is prominent in the regularity of structure of vertical distribution for typical forest community.

Species Composition and Structure Investigation of

Typical Plant Community in Daliangzihe National Forest Park

Wang Quanbo1, Zhang Haijun2, Zhang Shulan2, Wang Changbao2, Xue Yong2

(1.Heilongjiang Provincial Fenglin National Nature Reserve,Yichun 153033,China;

2. Jiamusi University, Jiamusi 154007,China)

Key wordsvegetation types; plant community; species composition; spatial distribution

典型森林群落物种组成及其多样性研究一直是近年来植物学、生态学、环境科学领域研究的主要内容之一。群落组成是影响森林演替方向的主要因素之一[1]，而群落结构特征和植物多样性又是衡量森林群落健康的基础内容之一[2]。植物群落的种类组成是鉴别不同群落类型的依据，开展对群落种类组成的数量分析，是认识群落变化及发展趋势的基础[3]。物种多样性是物种丰富度和分布均匀性的综合反映，体现群落的结构类型、组织水平、发展阶段、稳定程度和生境变异[4,5]。分析植物群落的结构和物种多样性，对揭示群落的更新、稳定性与演替规律具有极为重要的意义[6]。群落结构是群落中各种生物在空间和时间上的配置状况，是探究群落的分类、分布、演替和合理利用的重要内容[7-9]。

在对研究区全面踏查的基础上，选择了代表不同森林群落类型的地块作为研究样地，比较了不同森林群落的物种组成和结构，旨在为搞好本地生物多样性保护、森林资源的科学经营和管理提供理论依据，为今后进一步探讨小兴安岭南麓生物多样性的形成与群落维持机制提供科学基础资料。

1研究区概况

研究地点位于汤旺河流域下游、小兴安岭南麓汤原县大亮子河国家级森林公园(129°37′11″—129°45′22″ E，46°57′47″—47°03′25″ N)，总面积71.75 km2，海拔在300~700 m左右，属低山丘陵地带。气候属于温带季风气候，四季分明。年平均气温1.5 ℃，无霜期为105~120 d，年平均降水量为650 mm，年平均积温2 400 ℃，年日照数为2 500 h。土壤为暗棕壤、白浆土、沼泽土3个土类，森林土壤以典型暗棕壤为主，森林覆盖率95%，主要植被有原始红松林以及白桦林、臭冷杉林、云杉林等天然次生林及其混交林，并有少量人工林。

2研究方法

2.1　样地设置与调查

主要于2012、2013年的7—8月对该区的森林植被类型进行详细样地调查。森林植被群落结构特征调查采用典型抽样法，根据森林植被群落特征，选择植被保存较完整的半自然群落且能代表各群落类型的地段进行研究。根据研究区森林分布的实际情况，在其各主要群落植被分布区域范围内，各设置3个25 m×25 m乔木样地，每个乔木样地内设5 m×5 m的灌木样方5个，1 m×1 m的草本样方5个。灌木样方设在乔木样地的四角与中心，草本样方随机分布，调查主要森林群落组成与结构[10，11]。根据优势种的差异，这些样地群落结构分属9个群落类型(见表1)。

表1　9种主要森林植被类型研究样地概况

2.2　主要调查因子

典型森林植物群落划分为乔木层、灌木层和草本层，采用生态群落学调查方法。乔木层调查是将胸径2 cm以上、高度1.5 m以上的植被用“每木记账法”进行记录，分别记录乔木种名、株高、胸径、冠幅、盖度。灌木层、草本层记录植被种类、丛数、高度和盖度等。同时，记录各个样地的经纬度、海拔、坡向、坡度、坡位、土壤类型等环境因子。最后，数据汇总处理并统计，各乔木树种平均高、最大高、平均胸径、最大胸径、株数等[11]。

3结果与分析

3.1　白桦林群落物种组成

位于山坡顶部，地势较平坦的缓坡地，坡度2~4°，海拔561~572 m，郁闭度0.4。裸子植物有1科2属3种，被子植物有19科24属26种。白桦林群落总盖度为88%。白桦平均树高18 m，最大胸径42.1 cm，平均胸径29.8 cm，平均冠幅3.2 m。乔木主要分布着白桦(Betulaplatyphylla)、色木槭(Acermono)、水曲柳(Fraxinusmandshurica)、红皮云杉(Piceakoraiensis)等。灌木种类主要有小花溲疏(Deutziaparviflora)、东北山梅花(Philadelphusschrenkii)、刺五加(Acanthopanaxsenticosus)等。草本种类主要有猴腿蹄盖蕨(Athyriummultidentatum)、狭叶荨麻(Urticaangustifolia)、水金凤(Impatiensnolitangere)、兴安升麻(Cimicifugadahurica)、野火球(Trifoliumlupinaster)等。

3.2　原始红松林群落物种组成

位于山坡中上部，坡度10~15°，海拔559~565 m，郁闭度0.5。裸子植物有1科3属4种，被子植物有19科21属23种。原始红松林群落总盖度达96%。原始红松平均树高27 m，最大胸径75.5 cm，平均胸径33.5 cm，平均冠幅3.6 m。乔木种类主要有红松(Pinuskozaiensis)、红皮云杉、臭冷杉(Aliesnephrolepis)、紫椴(Tiliaamurensis)、青楷槭(Acertegmentosum)等。灌木种类主要有狗枣猕猴桃(Actinidiakolomikta)、毛榛(Corylusmandshurica)、山葡萄(Vitisamurensis)、绢毛绣线菊(Spiraeasericea)、东北珍珠梅(Sorbariasorbifolia)等。草本种类主要有掌叶铁线蕨(Adiantumpedatum)、翻白蚊子草(Filipendulaintemedia)、大叶柴胡(Bupleurumlongiradiaatum)、山尖子(Cacaliahastata)、舞鹤草(Maianthemumbifolium)等。

3.3　臭冷杉林群落物种组成

位于山坡上部及近顶部，坡度18~22°，海拔514~533 m，郁闭度0.5。裸子植物有1科3属3种，被子植物有16科20属22种。群落总盖度达94%。臭冷杉林平均树高25 m，最大胸径49.5 cm，平均胸径26.5 cm，平均冠幅3.2 m。乔木种类主要有臭冷杉、红松、色木槭、黑桦(Betuladavurica)等。灌木种类主要有狗枣猕猴桃、刺五加、东北珍珠梅、瘤枝卫矛(Euonymuspauciflorus)等。草本种类主要有粗茎鳞毛蕨(Dryopteriscrassirhizoma)、北重楼(Parisverticillata)、蔓金腰(Chrysospleniumflagelliferum)、林茜草(Rubiasylvatica)等。

3.4　针阔混交林群落物种组成

位于山坡中部，坡度15~18°，海拔463~517 m，郁闭度0.7。裸子植物有1科3属4种，被子植物有16科22属25种。群落总盖度达91%。针阔混交林平均树高22 m，最大胸径58.9 cm，平均胸径23.7 cm，平均冠幅2.2 m。乔木种类主要有红松、臭冷杉、青楷槭、紫椴、山杨(Populusdavidiana)、水冬瓜(Alnussibirica)、花楷槭(A.ukurunduense)等。灌木种类主要有狗枣猕猴桃、瘤枝卫矛、刺五加、绢毛绣线菊等。草本种类主要有粗茎鳞毛蕨、翻白蚊子草、藜芦(Veratrumnigrum)、铃兰(Convallariamajalis)、蔓乌头(Aconitumvolubile)、东风菜(Doellingeriascaber)等。

3.5　阔叶混交林群落物种组成

位于山坡下部，坡度6~8°，海拔478~498 m，郁闭度0.6。裸子植物有1科2属2种，被子植物有20科35属43种。群落总盖度达97%。阔叶混交林平均树高17 m，最大胸径46.5 cm，平均胸径18.5 cm，平均冠幅3.25 m。乔木种类主要有青楷槭、色木槭、紫椴、山桃稠李(Prunusmaackii)等。灌木种类主要有东北山梅花、绢毛绣线菊、瘤枝卫矛等。草本种类主要有肾叶唐松草(Thalictrumpetaloideum)、水杨梅(Geumaleppicum)、风毛菊(S.japonica)、歪头菜(Viciaunijuga)、铃兰等。

3.6　蒙古栎林群落物种组成

位于山坡南部，阳坡，陡峭瘠薄阳坡，坡度22~25°，海拔386~454 m，郁闭度0.6。裸子植物有1科1属1种，被子植物有15科20属22种。群落总盖度达86%。蒙古栎林平均树高12 m，最大胸径35.5 cm，平均胸径16.5 cm，平均冠幅1.35 m。乔木种类主要有蒙古栎、黑桦、紫椴。灌木种类主要有胡枝子(Lespedezabicolor)、平榛(Corylusheterophylla)、兴安杜鹃(Rhododendrondauricum)等。草本种类主要有穿龙薯蓣(Dioscoreanipponica)、地榆(Sangulsorbaofficinales)、土三七(Sedumaizoon)等。

3.7　绢柳林群落物种组成

位于南北两山间的平坦地段，绢柳喜爱水多生境，伴随在河流旁生长。海拔335~345 m。被子植物有12科16属17种。群落总盖度达98%。绢柳林平均树高6 m，平均冠幅3.8 m。乔木种类主要有水冬瓜、大果榆(Ulmusmacrocarpa)。灌木种类主要有绢柳、柳叶绣线菊(S.salicifolia)、东北珍珠梅等。草本种类主要有东北甜茅(Glyceriatriflora)、柳兰(Chamaenerionangustifolium)、黑水当归(Angelicaamurensis)、蹄叶橐吾(Ligulariafischeri)等。

3.8　人工红松林群落物种组成

位于山坡南部，阳坡，坡度8~12°，海拔402~432 m，郁闭度0.5。裸子植物有1科1属1种，被子植物有20科20属22种。群落总盖度达93%。人工红松林平均树高18 m，最大胸径36.6 cm，平均胸径23.85 cm，平均冠幅3.3 m。乔木种类主要有红松，零星有蒙古栎、白桦。灌木种类主要有毛榛、刺五加、东北接骨木(Sambucusmanshurica)等。草本种类主要有肾叶唐松草、轮叶沙参(Adenophoratetraphylla)、轮叶婆婆纳(Veronicasibirica)、宽叶山蒿(Artemisiastolonifera)等。

3.9　人工兴安落叶松林群落物种组成

位于山坡北部，阴坡，坡度8~12°，海拔356~387 m，郁闭度0.5。裸子植物有1科1属1种，被子植物有18科26属28种。群落总盖度达98%。人工兴安落叶松林平均树高17 m，最大胸径30.3 cm，平均胸径18.95 cm，平均冠幅1.6 m。乔木种类主要有兴安落叶松、白桦、山槐(Alliziakalkora)。灌木种类主要有东北珍珠梅、乌苏里鼠李(Rhamnusussuriensis)、刺五加等。草本种类主要有荚果蕨(Matteucciastruthiopteris)、毛蕊老鹳草(Geraniumeriostemon)、狭叶荨麻、北重楼等。

3.10　主要森林群落类型空间结构与物种组成对比分析

9种森林植被类型的空间分布结构特征明显。白桦林主要分布在地势平坦的山坡顶部平地和坡下部河流旁的缓坡地带；原始红松林分布在坡上部，以陡坡上分布数量较多；臭冷杉主要分布在山坡上部及近顶部缓坡地带；针阔混交林位于山坡中部，阔叶混交林多位于山坡下部；蒙古栎林分布在陡峭瘠薄阳坡上，为阳坡先锋树种，原因多为过去森林植被受到严重砍伐破坏或是火烧迹地，天然更新自然演替而来；绢柳林喜水多生境，位于山间沟谷的平坦地段，伴随在河流旁丛生状生长；人工红松林位于阳坡底部，土壤干燥，土层薄的地段，适应性较强；人工兴安落叶松林位于阴坡底部，在土壤较为黏重湿润，且混杂较多石块的地段上生长良好。

由表2看出，森林的郁闭度以针阔混交林最高达0.7，最低的是白桦林郁闭度为0.4，针阔混交林由于物种丰富，结构多样，树木生长发育良好；而白桦林通常是阔叶红松混交林破坏后的次生林，林木分布不均且长势差，林内有零星空地分布，林内卫生状况差造成。9种典型森林类型中，总盖度最大的是绢柳林和人工兴安落叶松林达98%，其次是阔叶混交林为97%，总盖度最小的是蒙古栎林为86%，由所处陡峭阳坡土壤瘠薄造成。乔木层盖度最大的是针阔混交林为65%，最小的是白桦林为35%，绢柳林只零星分布几株乔木。灌木层盖度最大的就是灌木占优势的绢柳林达70%，其次是原始红松林和臭冷杉林灌木都占45%，白桦林中灌木分布数量较少为5%。草本层盖度最大的是绢柳林和人工兴安落叶松林达95%，由于都生长在水边和湿润环境，草本植物长势好，分布数量多；草本层盖度最小的是原始红松林为40%，原因是乔木层和灌木层盖度都大，土壤中每年掉落的松针较多，不适宜草本生长发育；而臭冷杉林草本层盖度较大为77%，这与其所处的多为湿润缓坡地形有关。8种森林类型中，乔木层平均树高大小排列顺序为原始红松林>臭冷杉林>针阔混交林>白桦林和人工红松林>阔叶混交林和人工兴安落叶松林>蒙古栎林。最大胸径树木为红松达75.5 cm，分布在原始红松林中。林场将胸径较粗大的红松每棵树都进行了刷红漆编号挂牌，进行重点保护。最大的红松树王年龄有700 a以上，常见的都在400 a左右。平均胸径最大的林分也是原始红松林达33.5 cm，其次是白桦林(密度小且数量少)，最小的是蒙古栎林为16.5 cm，总体还是原始红松林和臭冷杉林中保存下了一些年龄大、高大挺拔、生长健壮的珍贵天然林木资源。乔木平均冠幅最大的也是原始红松林达3.6 m，最小的是蒙古栎林仅1.35 m。

表2　9种主要森林群落物种组成基本情况

4结论与讨论

4.1通过调查研究，大亮子河主要典型森林植被类型可划分为9种，分别为原始红松林、白桦林、臭冷杉林、针阔混交林、阔叶混交林、蒙古栎林、绢柳林、人工红松林、人工兴安落叶松林。9个森林群落分层明显，除绢柳林只有灌木层和草本层外，其余各群落垂直空间上均为3层结构，即乔、灌、草层，具有我国北方典型森林群落的层次结构特征。

4.29种典型森林植被类型的空间分布结构特征明显，主要乔木树种在空间上呈现聚集分布，是由不同物种对生境的特定要求而自然形成。研究区主要森林群落类型的垂直分布结构规律性突出。在空间分布中从高到低顺序依次为原始红松林>臭冷杉林>针阔混交林>阔叶混交林>绢柳林。

4.39种典型森林植被类型的植物多样性存在明显差异。按植物多样性数量从大到小排序为阔叶混交林>白桦林>人工兴安落叶松林>针阔混交林>原始红松林>人工红松林>臭冷杉林>蒙古栎林>绢柳林。其中郁闭度以针阔混交林最高，以白桦林郁闭度最低；除绢柳林外，原始红松林和臭冷杉林灌木层盖度最大，白桦林灌木层盖度最小；草本层盖度最大的是绢柳林和人工兴安落叶松林，最小的是原始红松林；乔木层平均树高大小排列顺序为原始红松林>臭冷杉林>针阔混交林>白桦林和人工红松林>阔叶混交林和人工兴安落叶松林>蒙古栎林。胸径和平均冠幅2个指标最大的树木都是原始红松，最小的都是蒙古栎。

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