河北山地河岸缓冲带群落结构及演替趋势研究

王雄宾 孙杰肖 曹寒 史亚梅

摘要：在河北承德河岸缓冲带设立不同密度油松林标准地、不同密度华北落叶松林标准地、灌木林标准地和草本标准地，调查标准地内乔、灌、草的种类及植被结构，总结各类型植被群落的演替趋势，分析演替趋势对河岸缓冲带污染物削减能力的影响。

Abstract： Different density Pinus tabulaeformis standard land， different density Larix principis standard land， shrub standard land and herb standard land were set up in Chengde River bank buffer zone of Hebei Province. The species and vegetation structure of arbor， shrub and grass in the standard land were investigated. The succession trend of various vegetation communities was summarized， and the influence of succession trend on pollutant reduction capacity of river bank buffer zone was analyzed.

关键词：河岸缓冲带;群落结构;演替趋势，污染物削减能力;河北山地

Key words： riparian buffer zone;community structure;succession trend;pollutant reduction capacity;Hebei mountainous area

中图分类号：X522                                        文献标识码：A                                  文章編号：1006-4311（2020）20-0246-02

0  引言

森林演替是指森林内部各组成成分之间运动变化和发展的过程与结果，演替存在于所有森林之中，在同一地段上一种森林被另一种森林所代替的过程与趋势永远存在[1，2]。通过分析河岸缓冲带植被群落中主要树种的种群年龄结构，能一定程度上预测群落演替趋势[2]，进而能对河岸缓冲带的生态功能起到一定的趋势预测[3]。

1  研究方法

1.1 标准地设置

选择河北省承德市河道两侧不同密度油松林标准地4块（分别设为标准地A、B、C、D，其中标准地A密度为2124/株·hm-2，标准地B密度为1064/株·hm-2，标准地C密度为648/株·hm-2，标准地D密度为388/株·hm-2）、不同密度华北落叶松林标准地4块（分别设为标准地E、F、G、H，其中标准地E密度为1984/株·hm-2，标准地F密度为1036/株·hm-2，标准地G密度为696/株·hm-2，标准地H密度为436/株·hm-2），灌木林标准地1块（设为标准地I）、草本标准地2块（分别设为标准地J、K）。油松林标准地、华北落叶松林标准地大小都为50m×50m，即2500m2，灌木林标准地为10m×50m，草本植被标准地为10m×10m。

1.2 标准地调查方法

1.2.1 乔木型标准地调查方法

乔木调查采用相邻网格法[2，4]，即将50m×50m的标准地划分成25个10m×10m的样方，对各样方内的乔木进行每木检尺，调查每个样方内乔木的胸径、冠幅、树高。将乔木树种分为主林层、演替层和更新层，更新层为主林层以下且树高大于2m的林层，更新层为树高小于2m的林层。根据各林层中乔木树种的数量分配情况，分析其种群动态，进而确定各个标准地的演替趋势。

1.2.2 灌木型标准地调查方法

将标准地划分为5个10m×10m的样方，对样方内所有的灌木树种及乔木树苗进行了调查，主要调查因子有物种名称、高度、地径、盖度及生长状况。

1.2.3 草本型标准地调查方法

在标准地选取4角及正中心，共计5个1m×1m的小样方进行草本调查，主要调查因子有草本种类、高度、盖度。

2  各标准地群落结构及演替趋势分析

2.1 油松林河岸缓冲带群落结构及演替趋势

2.1.1 不同密度油松林河岸缓冲带植被组成

不同密度油松林标准地乔木树种主要有油松、白蜡、蒙古栎、糠椴、山杏等组成，乔木林下除有少量更新苗外还有大叶小檗、虎榛、毛榛等少量灌木。

2.1.2 油松林河岸缓冲带植被演替趋势

油松林河岸缓冲带群落A中主林层乔木数量占绝对优势，其相对密度为96.20%，其演替层和更新层相对密度较低，分别为1.81%和1.99%，由此可知其短期内的自然演替趋势不明显。由于标准地A内油松密度大且阔叶树种源较少，其群落内林下光线较弱，枯落物较厚，这些都阻碍了油松及阔叶树种种子的发育，造成群落演替层和更新层物种数较少且密度较小，如果不对其进行较强的人工干扰，白蜡、糠椴、元宝枫等阔叶树短期内较难对主林层油松的生长造成影响。该群落有可能发展成油松占绝对优势，伴有极少量元宝枫和白蜡等阔叶树种的群落。如果不对密度较大油松林河岸缓冲带进行较强干扰，其净水功能短期内不会有较大变化。

群落B、C、D都有明显的自然演替趋势。在群落B、C、D中，油松在各个林层都有分布，且油松的分布比例随着树龄的降低而逐渐增大。在群落B和群落C中，油松种源丰富，但附近阔叶树种种源较少，其演替层和更新层中油松的相对密度较大，其它阔叶树相对密度较小。群落D中主林层乔木的密度较小，林分郁闭度较小林下枯落物分解较快，演替层和更新层中阔叶树种的种类和密度较群落B及群落C较多。短期内，群落B和群落C会演替成以现有油松大树为主林层，以演替层和更新层中迅速成长的油松及其他阔叶幼树为亚林层的异龄复层林。现存主林层乔木密度较最小的群落D，会逐渐发育成以现在主林层中油松和迅速生长的阔叶树为主林层，以现在演替层和更新层中逐渐长大的幼树为亚林层的异龄复层混交林。群落D主林层和亚林层中都是以油松为优势种，五角枫、白蜡等阔叶树为伴生种。在无较强干扰情况下，随着群落演替不断进行，密度较小油松林河岸缓冲带的净水功能短期内可能会有变化。

2.2 落叶松林河岸缓冲带群落结构及演替趋势

2.2.1 不同密度落叶松林河岸缓冲带植被组成

标准地乔木树种只有华北落叶松，乔木林下灌木生长较少。

2.2.2 落叶松林河岸缓冲带植被演替趋势

群落E、F、G和H中主林层相对密度都为100.00%，各群落中演替层和更新层相对密度都为0%，群落E、F、G和H短期内的自然演替趋势不明显，其群落中乔木物种只有华北落叶松。

所调查标准地在栽植现有华北落叶松前都为天然阔叶林，造林时对原有阔叶树进行皆伐，在所栽植华北落叶松生长过程中多次进行过割灌抚育，对自然演替的阔叶树幼苗及萌生枝条进行过多次割除，华北落叶松成林过程中阔叶树的种源遭受严重破坏。华北落叶松林郁闭后其枯落物较厚影响了种子的发芽生长。在对群落F、G和H进行间伐干扰后，虽然其林下光照强度有所提高，但其林分每年仍有一定量的枯落物凋落，且林下草本植物迅速生长，每年形成的大量华北落叶松枯落物及枯草层使各种乔木的种子难与土壤接触，不能形成演替更新。如不对群落E、F、G和H进行强烈干扰，其林下较难长成幼树，单层华北落叶松纯林的群落短期内将以持续。在无较强干扰情况下，不同密度华北落叶松林河岸缓冲带削减氨氮和全磷功能短期内不会有较大变化。

2.3 灌木型河岸缓冲带植被演替趋势

2.3.1 灌木型河岸缓冲带群落特征分析

灌木型河岸缓冲带的垂直结构分為灌、草两层，灌木群落和草本群落的水平结构斑块性比较明显，共有植物14科52种。灌木树种为杞柳、粉枝柳、蒿柳、忍冬、毛榛、平榛和大叶小檗。草本植物中艾蒿、北京隐子草、荩草等为优势种，还有少量紫菀、鸭跖草和野菊花，没有乔木种幼树。

2.3.2 灌木型河岸缓冲带植被演替趋势

所调查灌木型河岸缓冲带并未有大型乔木幼树出现，粉枝柳和蒿柳以灌木形式存在;不加人为干预，短期内不会向乔木型河岸缓冲带演替。在无较大干扰情况下，灌木型河岸缓冲带的净水功能短期内不会有较大变化，只有通过较大人为干扰如在其内补植乔木幼树、增加灌木树种等，才能大幅提高其对氨氮和全磷的削减功能。

2.4 草木型河岸缓冲带植被演替趋势

2.4.1 草木型河岸缓冲带群落特征分析

草本型河岸缓冲带的草本植物占绝对优势，木本植物只有两株平榛。标准地中草本植物共计10科36种，重要值超过5的种有蒲公英、蓖苞风毛菊、糙苏、柴胡、地榆、鼠掌老鹳草、苔草、小红菊、细叶鸢尾、鸭趾草、昂头风毛菊、鹅冠草、三籽两型豆。

2.4.2 草本型河岸缓冲带植被演替趋势

所调查草本型河岸缓冲带并未有大型乔木幼树出现，不加人为干预，短期内不会向乔木型或灌木型河岸缓冲带演替。在无较大干扰情况下，草本型河岸缓冲带的净水功能短期内不会有较大变化，只有通过较大人为干扰，改变现有植被类型和地形条件才能大幅提高其对氨氮和全磷的削减功能。

3  结论

①林分密度对油松林河岸缓冲群落演替趋势影响明显。高密度油松林群落短期内自然演替趋势不明显，如果不对密度较大油松林河岸缓冲带进行较强干扰，其净水功能短期内不会有较大变化。中低密度油松林河岸缓冲带群落有可能发展成以现有油松大树为主林层，以演替层、更新层中竞争胜出的五角枫、白蜡、油松、蒙古栎等为亚林层的复层异龄混交林。低密度油松林群落发展成以油松和部分迅速成长的阔叶树为主林层，以演替更新层中逐渐长大的幼树为亚林层的异龄复层混交林，主林层和亚林层中都是以油松为优势种。在无较强干扰情况下，随着群落演替不断进行，密度较小油松林河岸缓冲带的净水功能短期内可能会有变化。

②林分密度对华北落叶松人工林群落演替进程影响不大，只对其进行密度干扰，其林下较难生出幼树;在无较强干扰情况下，不同密度华北落叶松林河岸缓冲带削减氨氮和全磷功能短期内不会有较大变化。

③所调查灌木型河岸缓冲带并未有大型乔木幼树出现，粉枝柳和蒿柳以灌木形式存在，不加人为干预，短期内不会向乔木型河岸缓冲带演替，只有通过较强人为干扰才能大幅提高其对氨氮和全磷的削减功能。

④所调查草本型河岸缓冲带草本植物占绝对优势，并未有大型乔木幼树出现，不加人为干预，短期内不会向乔木型或灌木型河岸缓冲带演替，只有通过较强人为干扰，改变现有植被类型和地形条件才能大幅提高其对氨氮和全磷的削减功能。

参考文献：

[1]王君，伊力塔，葛静茹，等.森林群落演替动态研究进展[J].河北林果研究，2007，22（1）：44-48.

[2]石丽丽，王雄宾，徐成立.间伐干扰对冀北山地油松人工林群落演替趋势影响[J].东北林业大学学报，2013，41（4）：43-45.

[3]刘惠勤，陈敬宣，李洁，等.河北山地落叶松林河岸缓冲带去污效果试验研究[J].东北林业大学学报，2019，17（1）：138-143.

[4]田军，张宝祥，徐成立，等.经营干扰对华北落叶松人工林群落演替趋势的影响[J].安徽农业科学，2011，39（27）：16668-16670.