松花湖区白桦-红松模式水源涵养林植被演替效果研究

孙勇，孙雪，刘玉波，吕伟伟，高扬

(1.吉林市林业科学研究院，吉林 吉林 132013；2.吉林灵隆环境科技有限公司，吉林 吉林 132013)



松花湖区白桦-红松模式水源涵养林植被演替效果研究

孙勇1，孙雪2，刘玉波1，吕伟伟1，高扬1

(1.吉林市林业科学研究院，吉林 吉林 132013；2.吉林灵隆环境科技有限公司，吉林 吉林 132013)

摘要在松花湖区域构建以白桦-红松为主的水源涵养林，形成人工促进地带性植被区，通过调查和分析，结果表明：构建区域内乔木11种、灌木9种、草本15种；乔木中红松数量最多，占乔木总数的56.3%；乔木基盖度白桦最大，占总数的84.06%；乔木树冠覆盖面积白桦最大，占乔木总树冠覆盖面积的78.69%；乔木间，树高、胸径、冠幅差异显著；灌木数量以毛脉卫矛、暖木条荚蒾为多；草本植物优势种为苔草、宽叶山蒿。调查区域内白桦、红松生态地位显著，地带性植被种类丰富，群落结构合理，利用白桦、红松构建松花湖水源涵养林，模拟地带性植被效果明显，有利于松花湖区域水土保持。

关键词松花湖；水源涵养林；地带性植被;水土保持；生态群落

松花湖区域地带性植被类型是以红松(Pinuskoraiensis)为主的复层异龄针阔混交林，由于人类经营活动及历史原因，松花湖水源涵养林区地带性植被群落或发生演替，或逐渐消失，生物多样性减少，影响了松花湖生态环境建设，导致局部地区水土流失严重。

为了改善松花湖区域水源涵养林状况，减少水土流失，提高水源涵养功能，我们在水源涵养林区营造白桦(Betulaplatyphylla)，在白桦林冠下引进红松，以期伴生植被朝着地带性针阔混交林演替，逐渐恢复松花湖水源涵养林区地带性植被，为了检验构建效果，我们设样地对白桦-红松构建区域进行调查，对调查结果进行分析。

1试验地概况

试验地位于吉林市林科院实验林场，地理坐标43°40′ N，126°41′ E。构建区域，距松花湖岸1 km，坡位中上、坡向东、坡度15°。

20世纪80年代，在松花湖次生林地选设试验地，全面清林后进行白桦造林，密度为2 m×2 m，而后在白桦林冠下引进红松，密度为1 m×2 m，自然生长。

2试验地调查

2.1　调查方法

样地设置为面积20 m×20 m。调查样地内乔木种类、树高、胸径、冠幅；调查样地内灌木种类、树高、地径、冠幅；在样地内4角及中心设置5个1 m×1 m样方，在样方内调查草本植物种类、高度、数量。

2.2　统计分析方法

统计乔木种类、树高、胸径、冠幅、多度、相对多度、胸高断面积、基盖度、相对基盖度、树冠覆盖面积、相对树冠覆盖面积；灌木种类、多度、高度、地径、冠幅；草本植物种类、高度、多度、相对多度、频度、相对频度、多度比、频度比、综合优势比。

应用SAS统计软件对乔木树高、胸径、冠幅进行方差分析与多重比较。

3结果与分析

3.1　乔木

3.1.1生长因子

(1)生长因子调查结果。对乔木生长因子进行统计，结果见表1。

表1　乔木生长因子

由表1知，样地内有乔木11种，白桦、红松数量多，分别为20株和49株，在乔木数量上占绝对优势，为优势树种；样地内乔木树种平均树高9.34 m，平均胸径10.64 cm，平均冠幅3.03 m。

(2)生长因子差异性检验。为检验乔木间树高、胸径、冠幅差异性，通过SAS软件对11种乔木的树高、胸径和冠幅进行差异显著性分析，分析结果见表2。

表2　 差异显著性分析结果

由表2知，样地内的乔木间树高、胸径、冠幅差异极显著，进而对11种树种的树高、胸径、冠幅进行多重比较，结果见表3。

表3　多重比较结果

由表3多重比较结果可将树高可分为3个层次，胸径可分为2个层次，冠幅可分为2个层次；白桦的树高、胸径、冠幅皆处于最高层次，红松的树高、胸径、冠幅皆处于最低层次，但红松树高与4个树种无显著差异、胸径与6个树种无显著差异、冠幅与8个树种无显著差异。

3.1.2生态因子

对乔木生态因子进行统计，结果见表4。

表4　乔木生态因子

由表4知，样地内乔木多度、相对多度红松最大，白桦次之；胸高断面积、基盖度、相对基盖度白桦最大，胡桃楸次之；树冠覆盖面积，相对树冠覆盖面积白桦最大，红松次之。

白桦基盖度，占乔木总基盖度的84.06%；白桦树冠覆盖面积，占乔木总树冠覆盖面积的78.69%。

3.1.3生长因子与生态因子综合分析

乔木生长因子、生态因子调查表明，样地内白桦、红松在乔木数量上占绝对优势，为优势树种，其他树种为伴生树种。

白桦的树高、胸径、冠幅皆排在首位，且白桦的胸高断面积、基盖度、相对基盖度、树冠覆盖面积、相对树冠覆盖面积最大，白桦在群落内生态优势显著，对环境起主导作用；红松在林冠下生长虽相对缓慢，但红松数量最多，且树高与4个树种、胸径与6个树种、冠幅与8个树种无显著差异，红松在以白桦为主的林冠下生长良好，具发展成顶级群落的趋势。

综合分析表明，利用白桦、红松构建的群落，白桦、红松在其中生长优势、建群优势明显。虽然试验地内红松尚处于幼龄期，但是从高度、胸径以及冠幅的分析来看，红松、白桦以及伴生树种正在形成异龄、复层、混交的结构形态，有利于向天然林结构发展。

3.2　灌木、藤本与草本植物

3.2.1灌木及藤本生长因子、生态因子统计结果见表5。

表5　灌木及藤本统计结果

由表5知，样地内有灌木9种，卫矛个体数量最多，暖木条荚蒾次之，相对多度分别为40.74%和25.93%；灌木高度0.3~3.675 m、地径0.3~2.525 cm、冠幅0.3~3.6 m，藤本仅五味子一种。

3.2.2草本植物草本植物生长因子、生态因子统计结果见表6。

表6　草本植物统计结果

由表6知，5个样方内有草本植物15种，148株，其中苔草个体数量最多，宽叶山蒿次之；宽叶山蒿出现频率最高，苔草次之。通过综合优势比，确定草本植物优势种为苔草、宽叶山蒿。

3.2.3灌木与草本植物调查结果综合分析样地内有灌木9种，皆为地带性灌木，年龄层次明显，数量以卫矛、暖木条荚蒾为多；样地内5个样方有草本植物15种，148株，皆为地带性草本植物，种类丰富，密度合理，优势种为苔草、宽叶山蒿。

地带性灌木与草本植物，在以白桦为主的林冠下生长良好，枝繁叶茂，有效地改善土壤物理性状，增加土壤含水量，截持降雨，调节地表径流，蓄水保土。

通过白桦-红松水源涵养林的模拟构建，为林下地带性灌木与草本生长提供适宜的生存空间，形成了乔、灌、草相结合的多种类复层结构，对于提高松花湖水源涵养林区植被覆盖率，建立持久的生态平衡具有重要作用。

4结语

4.1　通过对松花湖白桦-红松水源涵养林植被区域调查、分析，结果表明，区域内乔木11种、灌木、藤木9种(含藤本1种)、草本植物15种；乔木数量红松最多，占乔木总数的56.3%；乔木基盖度白桦最大，占乔木总基盖度的84.06%；乔木树冠覆盖面积白桦最大，占乔木总树冠覆盖面积的78.69%；乔木间，树高、胸径、冠幅差异显著；灌木数量以毛脉卫矛、暖木条荚蒾为多；草本植物优势种为苔草、宽叶山蒿。调查区域内白桦、红松生态地位显著，地带性乔木、灌木、草本植物丰富，群落结构合理，用白桦、红松模拟构建松花湖水源涵养林地带性植被效果明显。

4.2　人工栽植地带性树种白桦和红松，恢复松花湖水源涵养林地带性植被，营造结构合理、种类多样和稳定性强的森林群落，是改善松花湖生态环境、提高区域生产力、实现可持续发展的关键。白桦、红松是松花湖生态区地带性树种，白桦是先锋树种，红松是顶级群落树种，生态价值重要，白桦林冠覆盖大部分区域，红松在林冠下生长良好，形成稳定的森林生态群落。白桦、红松的引入促进伴生地带性乔、灌、草种类与数量的增加，创造的生态环境有利于自身与伴生植物生长。白桦、红松及其伴生的乔、灌、草正朝着以红松为主的复层异龄针阔混交林演替。

4.3　通过对松花湖区域构建的白桦-红松植被模式进行生态调查与分析，可以看出，人工模拟松花湖地带性植被，建议水源涵养林是可行的。

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Effect of Vegetation Succession in Water Conservation Forest with

Betulaplatyphylla-PinuskoraiensisModel in Songhuahu Region

Sun Yong1，Sun Xue2，Liu Yubo1，Lyu Weiwei1，Gao Yang1

(1.Academy of Forestry, Jilin City,Jilin 132013,China;

2.Jilin Linglong Environmental Technology Co., Ltd,Jilin 132013,China)

AbstractWater Conservation Forest mainly by Betula platyphylla-Pinus koraiensis model in Songhuahu Region were constructed. Zonal vegetation region was formed. Through investigation and analysis, result shows that there are 11 kinds of trees，9 kinds of shrubs，15 kinds of herbs；in the tree，Pinus koraiensis ,which have the largest number, constitute 56.3% of the total；the largest base coverage is Betula platyphylla which constitute 84.06% of the total;the largest canopy cover is Betula platyphylla which constitute 78.69% of the total;significant difference was found in tree height, diameter at breast height, crown breadth;the number of Euonymus alatus var. pubescens and Viburnum burejaeticum are the most in the shrub; Carex tristachya and Artemisia stolonifera are the dominant species in the herb. In survey area, the ecosystem status of Betula platyphylla and Pinus koraiensis is significant，the effect of simulation for zonal vegetation in water conservation forest of Betula platyphylla & Pinus koraiensis in Songhua Lake is significant, which is advantageous to soil and water conservation in Songhua Lake area.

Key wordsSonghua Lake;water conservation forests;zonal vegetation;soil and water conservation；ecological communities

通讯作者：刘玉波(1971-)，男，吉林蛟河人，高级工程师，主要从事林木遗传育种研究.

作者简介：孙勇(1982-)，男，辽宁丹东人，硕士研究生，工程师，主要从事城市林业及植物功能研究.

基金项目：吉林省林业厅科技项目(2009-02)

收稿日期：2015-11-09

中图分类号：S792.153;S791.247

文献标识码：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.01.010

文章编号：1005-5215(2016)01-0025-04