黄山风景区生态环境地面植被监测工作进展研究

胡降临, 王以恒

(1.黄山风景区管理委员会, 安徽 黄山245899; 2. 北京林业大学 环境科学与工程学院, 北京 100089)

1 引言

黄山位于安徽省黄山市境内，总面积约1200 km2，其中，黄山风景区(E118°01′～118°17′，N30°01′～30°18′)面积160.6 km2，黄山是世界文化与自然遗产、世界地质公园、世界生物圈保护区，是国家级风景名胜区、全国文明风景旅游区、国家5A级旅游景区。黄山处于亚热带季风气候区内，生态系统稳定平衡，植物群落完整，黄山风景区森林覆盖率约98.29%，是众多的珍稀濒危植物的庇护所和生存繁衍的环境，也是珍贵的绿色植物种质资源库[1，2]。

根据中国环境监测总站“关于印发《2017年生态环境地面监测工作补充方案》的通知”(总站生字[2017]148号)等相关文件要求[3，4]，黄山风景区管理委员会在2017年起，作为典型的森林生态系统被列入全国生态环境地面监测网络。2017年以来，黄山风景区管理委员会以黄山风景区核心景区为中心，以与景区相邻的五镇一场的行政边界为界，在160.6 km2的范围内持续开展了生物、景观、土壤、气象、水质等生态环境指标的监测工作，并获取了大量的黄山风景区生态环境监测数据。

本文对2021年度黄山风景区生态环境地面监测工作的植被监测结果进行了总结和分析，并对在监测工作过程中存在的不足提出了针对性的建议。

2 研究方法

2.1 监测指标及点位

2021年，在总结前几年工作成果和相关研究的基础上，黄山风景区管理委员会将黄山风景区生态环境地面植被监测指标分为三类：核心监测指标、辅助监测指标、黄山特征特色指标[5～10]。核心监测指标中的生物指标属于生物要素，根据黄山风景区植被分布特点，选取6个不同林相特征的植被监测点位，分别为云谷寺(针叶林)、松谷(常绿阔叶林)、钓桥(落叶阔叶林)、浮溪(针阔混交林)、翡翠谷(竹林)、光明顶(高山草甸)。监测指标情况见表1。

表1 黄山植被监测指标

2.2 监测方法

参考《生物多样性观测技术导则：陆生维管植物》(HJ 710.1-2014)，在6个不同林相特征的监测点位内，按照典型取样原则，对不同植被层次分别设置样方进行监测[11]。

2.2.1 乔木层

每个点位设置乔木层样方1个(25 m×25 m)，对个体进行挂牌标记，每一个体有唯一的编号。

(1)基于样方分种监测每个个体的物种名称及密度(株/m2)、高度(m)、频度(%)、胸径(cm)和冠幅(m)：密度为单位面积上某种植物的全部个体数目，用直接计数法或目测估计法进行测定；高度为着根处开始至个体的顶点的距离，用测高仪进行测量；频度为某种植物在群落全部调查样方中出现的百分率；胸径以枝干离地面1.3 m处为测量的标准位置，用胸径尺进行测量；冠幅为个体树冠东西、南北两个方向的宽度，用卷尺测量。

(2)基于多个调查样方统计物种数、优势种、相对频度(%)、相对密度(株/m2)、相对基盖度(%)、乔木层郁闭度(%)和平均胸径(cm)：物种数为调查样方中所有物种的总数；优势种为群落中地位最重要，对群落结构和环境的形成有明显控制作用的物种，通常个体数量多或生物量高；相对频度为某物种频度占所有物种频度总和之百分比；相对密度是指某物种种群密度占所有物种种群密度总和之百分比；相对基盖度为某个种的基盖度占同一层中所有种基盖度总和的百分比；乔木层郁闭度为乔木树冠在阳光直射下在地面的总投影面积(冠幅)与此林地总面积之比，用目测法进行测定，通常郁闭度>0.70的森林为密林，0.20～0.69为中度郁闭，<0.20为疏林；平均胸径为同一物种所有植株胸径的平均值。

(3)凋落物层统计地表凋落物干重(g)、平均厚度(cm)、自然含水率(%)和最大持水率(%)：地表凋落物干重为所收集的凋落物样品自然风干、称量后得到的单位面积凋落物层的干物质量；平均厚度为测量所得的地表凋落物的平均厚度。

自然含水率和最大持水率指标计算公式为[12，13]：

R= (m1-m2)/m2× 100%

(1)

Rmax= (m24-m2)/m2× 100%

(2)

式(1)、式(2)中，R为凋落物自然含水率，Rmax为凋落物最大持水率，m1为凋落物鲜重(g)，m2为凋落物干重(g)，m24为凋落物浸水24 h后的质量(g)。

2.2.2 灌木层

每个点位设置灌木层样方5个(5 m×5 m)，对个体进行挂牌标记，每一个体有唯一的编号。

(1)基于样方分种监测每个个体的物种名称及多度、盖度(%)、丛幅(cm)和高度：多度为同一植物物种在群落中的个体数量，用直接计数法或目测估计法进行测定；盖度为植物枝叶所覆盖土地的垂直投影面积，一般用百分率表示，用目测法进行测定；丛幅为灌木个体树冠东西、南北两个方向的宽度，用卷尺测量；灌丛高度为着根处开始至个体的顶点的距离，用测高仪进行测量。

(2)基于多个调查样方统计物种数、优势种、平均高度、密度、平均丛幅(cm)、盖度和叶面积指数：物种数为调查样方中所有物种的总数；优势种为群落中地位最重要，对群落结构和环境的形成有明显控制作用的物种，通常个体数量最多或生物量最高；平均高度为同一物种所有植株高度的平均值；密度为单位面积上某种植物的全部个体数目，用直接计数法或目测估计法进行测定；平均丛幅为同一物种所有植株丛幅的平均值；群落盖度为植物枝叶所覆盖土地的垂直投影面积，一般用百分率表示，用目测法进行测定；叶面积指数为单位土地面积上植物叶片总面积占土地面积的倍数，根据实际采用可比较的方法测定。

2.2.3 草本层

每个点位设置草本层样方5个(1 m×1 m)，对样方的顶点编号并永久标记，边界用塑料绳或其它材料临时标记。基于样方分种监测每个个体的物种名称及物种数量、群落盖度、多度、高度和生活型(一、二年生草本植物比例)。基于多个调查样方统计物种数量、优势种、密度/多度、相对盖度、相对多度、相对频度和叶面积指数，监测方法同2.2.2。

2.2.4 主要监测工具

手持可折叠的10倍放大镜、手持GPS、望远镜、枝剪、铁锹、标本采集袋、标本夹、瓦楞纸板、挂号牌、野外采集记录本、钢卷尺、长卷尺、测深杆、测高杆、TruPulse激光测高测距仪、防水工作服、高筒胶靴、橡胶手套、铁耙、铅笔、签字笔、数码相机、笔记本电脑、充电器、移动硬盘、防雨、防晒、防虫咬等防护用品，创可贴、消毒酒精等常规药品[11]。

2.2.5 主要鉴定工具书

《黄山植物》《安徽植物志》《中国植物志》《中国珍稀濒危植物图鉴》《中国高等植物彩色图鉴》《中国资源植物》等[2,6,14～16]。

3 研究结果

3.1 不同监测点位监测结果

3.1.1 云谷寺针叶林监测点位

(1)乔木层：云谷寺针叶林监测点位的乔木层有各种乔木200株，隶属于19科34种，平均胸径11.04 cm，密度0.32株/m2，基盖度0.49%，郁闭度96.41%。优势种为马尾松(Pinusmassoniana)，数量为39株，平均高度15 m，平均胸径21.80 cm，平均密度0.062株/m2。凋落物干重330g/m2，厚度2.30 cm，自然含水率40.00%，最大持水率378.79%。

(2)灌木层：灌木层有各种灌木126株，隶属于19科32种，平均高度1.67 m，密度1.01株/m2，平均丛幅0.84 m×0.64 m，盖度50.44%。优势种为柃木(Euryajaponica)，数量为13株，占比10.32%。

(3)草本层：草本层有各种草本植物14科16种，主要为多年生植物(一年生植物1种)，平均高度28.23 cm，盖度18.60%，密度14.20株/m2，鲜重131.30 g/m2，干重59.00 g/m2。优势种为矮小山麦冬(Liriopeminor)，平均高度19.70 cm，密度3.80株/m2，盖度4.26%，频度60.00%。

3.1.2 松谷常绿阔叶林监测点位

(1)乔木层：松谷常绿阔叶林监测点位的乔木层有各种乔木63株，隶属于11科18种，平均胸径11.23 cm，密度0.10株/m2，基盖度0.17%，郁闭度23.20%。优势种为青冈栎(Cyclobalanopsisglauca)和杉木(Cunninghamialanceolata)，数量为25株，平均高度17.16 m，平均胸径13.2 cm，平均密度0.04株/m2。凋落物干重180 g/m2，厚度1.7 cm，自然含水率39.44%，最大持水率250%。

(2)灌木层：灌木层有各种灌木67株，隶属于15科25种，平均高度1.49 m，密度0.54株/m2，平均丛幅0.97 m×0.87 m，盖度35.44%。优势种为青冈栎，数量为7株，占比10.45%。

(3)草本层：草本层有各种草本植物15科17种，均为多年生植物，平均高度14.78 cm，盖度30.10%，密度33.20株/m2，鲜重136.80 g/m2，干重60.80 g/m2。优势种为赤车(Pellioniaradicans)，平均高度9.50 cm，密度22株/m2，盖度6.40%，频度40%。

3.1.3 钓桥落叶阔叶林监测点位

(1)乔木层：钓桥落叶阔叶林监测点位的乔木层有各种乔木103株，隶属于15科24种，平均胸径13.86 cm，密度0.16株/m2，基盖度0.42%，郁闭度98.35%。优势种为甜槠(Castanopsiseyrei)和杉木，数量为27株，平均高度16.10 m，平均胸径24.60 cm，平均密度0.043株/m2。凋落物干重410 g/m2，厚度2.7 cm，自然含水率41.95%，最大持水率314.63%。

(2)灌木层：灌木层有各种灌木181株，隶属于16科27种，平均高度1.72 m，密度1.45株/m2，平均丛幅0.84 m×0.73 m，盖度78.05%。优势种为毛柄连蕊茶(Camelliafraterna)，数量为43株，占比23.76%。

(3)草本层：草本层有各种草本植物11科11种，主要是多年生植物(一年生植物1种)，平均高度29.52 cm，盖度5.49%，密度5.00株/m2，鲜重64.20 g/m2，干重33.80 g/m2。优势种为淡竹叶(Lophatherumgracile)，平均高度25 cm，密度1.80株/m2，盖度1.00%，频度40.00%。

3.1.4 浮溪针阔混交林监测点位

(1)乔木层：浮溪针阔混交林监测点位的乔木层有各种乔木169株，隶属于8科11种，平均胸径11.16 cm，密度0.27株/m2，基盖度0.36%，郁闭度90.90%。优势种为杉木，数量为127株，平均高度12.20 m，平均胸径12.40 cm，平均密度0.203株/m2。凋落物干重350 g/m2，厚度1.50 cm，自然含水率57.14%，最大持水率300%。

(2)灌木层：灌木层有各种灌木58株，隶属于16科21种，平均高度1.27 m，密度0.46株/m2，平均丛幅0.47 m×0.50 m，盖度8.64%。优势种为杉木和青冈栎，数量为21株，占比36.21%。

(3)草本层：草本层有各种草本植物13科17种，均为多年生植物，平均高度25.49 cm，盖度12.80%，密度15.60株/m2，鲜重171.80 g/m2，干重78.20 g/m2。优势种为兔儿伞(Syneilesisaconitifolia)，平均高度13.20 cm，密度2.60株/m2，盖度1.46%，频度80%。

3.1.5 翡翠谷竹林监测点位

(1)乔木层：翡翠谷竹林监测点位的乔木层有各种乔木182株，隶属于3科3种，平均胸径6.97 cm，密度0.29株/m2，基盖度0.13%，郁闭度48.10%。优势种为毛竹(Phyllostachysheterocycla)，数量为167株，平均高度15.90 m，平均胸径6.40 cm，平均密度0.267株/m2。凋落物干重290 g/m2，厚度2.70 cm，自然含水率56.90%，最大持水率258.62%。

(2)灌木层：灌木层有各种灌木129株，隶属于23科37种，平均高度0.80 m，密度1.03株/m2，平均丛幅0.37 m×0.33 m，盖度12.50%。优势种为山胡椒(Linderaglauca)，数量为14株，占比10.85%。

(3)草本层：草本层有各种草本植物12科14种，均为多年生植物，平均高度33.04 cm，盖度13.20%，密度14.80株/m2，鲜重120.30 g/m2，干重53.40 g/m2。优势种为蹄盖蕨(Athyriumfilix-femina)，平均高度33.20 cm，密度2.80株/m2，盖度3.80%，频度40%。

3.1.6 光明顶高山草甸监测点位

(1)乔木层：光明顶高山草甸监测点位的乔木层有各种乔木8株，隶属于2科2种，平均胸径24.81 cm，密度0.01株/m2，基盖度0.07%，郁闭度14.83%。优势种为黄山松(Pinushwangshanensis)，数量为7株，平均高度9.9 m，平均胸径27.7 cm，平均密度0.01株/m2。凋落物干重380 g/m2，厚度3.2 cm，自然含水率26.84%，最大持水率328.95%。

(2)灌木层：未见灌木。

(3)草本层：草本层有各种草本植物3科3种，均为多年生植物，平均高度49.79 cm，盖度100.00%，密度9.60株/m2，鲜重422.40 g/m2，干重186.80 g/m2。优势种为野青茅(Deyeuxiapyramidalis)，平均高度50.90 cm，密度8.80株/m2，盖度99.00%，频度100%。

表2 各植被监测点位监测结果

3.2 不同植被层监测结果

3.2.1 乔木层

云谷寺的乔木物种数量最多，其次为钓桥和松谷，光明顶的物种数量最少，因为光明顶海拔高、气温低，适于生长的物种较少。翡翠谷的平均胸径最小，密度最高，因为翡翠谷多为毛竹，胸径基本一致，相对于高大乔木明显偏小，基盖度也就小，密度反而高。光明顶的平均胸径最大，密度最低，郁闭度和基盖度最低，因为光明顶的物种单一，全部为黄山松，胸径基本一致，都比较大，由于密度低，个体数量少，其郁闭度和基盖度也必然低。频度都一样，因为各监测点位均只测了一个乔木样方，所以频度都是100%，没有变化。各监测点位的优势种指标的变化趋势与平均指标基本一致。凋落物干重以钓桥最高，其次是光明顶，松谷最低；凋落物厚度以光明顶最高，其次是钓桥和翡翠谷，浮溪最低；凋落物自然含水率以浮溪最高，其次为翡翠谷和钓桥，光明顶最低；凋落物最大持水率以云谷寺最高，其次是光明顶，松谷最低。

3.2.2 灌木层

灌木层方面，灌木层的各项指标在各监测点位基本一致，但略有变化(光明顶未见灌木层)。翡翠谷的物种数量最高，平均高度偏低，原因可能是毛竹林的郁闭度相对较低，阳光较为充足，故物种数量略高，但由于竹鞭特别发达，所以其它物种普遍长势不好，高度较低。钓桥的密度与平均丛幅偏高，盖度也最高，主要原因是钓桥的人为干扰小，林下灌木普遍生长的很好。浮溪的密度与平均丛幅偏低，与此点位的人为活动影响较大有关。

3.2.3 草本层

草本层方面，各监测点位的盖度和生物量普遍偏低，主要原因是黄山森林植被郁闭度高，林下缺少阳光，再有凋落物覆盖，导致草本很难生长。但是，光明顶草本层的盖度和生物量均很高，因为该点位乔木稀少、阳光充足，故草本长势良好，也长的高，只是由于海拔高、气温低，导致适于生长的草本种类较少。叶面积指数以钓桥最大，其次为浮溪、云谷寺、翡翠谷、松谷，光明顶最低，很好的反应了各监测点位的乔木层郁闭度，其变化趋势与该点位的乔木层郁闭度是高度一致的。

4 建议与展望

在2021年度黄山风景区生态环境地面监测工作过程中，存在的不足主要体现在监测队伍不够专业、资金渠道不够宽广、数据应用不够及时、科普宣传不够到位等方面。本文结合研究结果和存在的不足对今后黄山风景区地面植被监测工作提出以下建议和展望。

4.1 持续开展生态环境地面监测工作，积极拓展监测资金渠道

生态环境地面监测的主要目标是通过长期观测来研究生态系统发生、发展、演替的内在规律和变化机制，重点关注生态系统在人类影响下的变化过程[5,11,17]。生态环境的变化是一个系统、长期、持续的过程[17]，因此，黄山风景区的生态环境地面监测工作也必须系统、长期、持续地开展。同时，要加大相关资金的投入，建议黄山风景区要积极拓展资金渠道，争取国家、省、市各级政府的财政资金以及相关国际机构和公益组织的专项基金。

4.2 打造本底监测队伍，进一步加强质量控制

生态环境地面监测是一项涉及范围广、专业要求高的工作，特别是生物指标和景观指标的监测对人员的业务水平要求很高。因此，应加强对现有业务人员的技术培训，引进监测专业人才，开展与国内其他生态环境地面监测站的技术交流，努力打造一支黄山本地的生态环境监测专业队伍。此外，要进一步加强森林生态系统样地样方调查的质量控制和安全管理。

4.3 推广应用生态环境监测数据，加强科普宣传

黄山风景区生态环境地面监测工作已经开展5年，积累有大量的基础数据，具有一定的科研价值。然而，目前对这些数据的综合应用却较少。因此，建议集成生态环境监测基础数据以及现有的基础地理、卫星遥感、土地利用、社会经济等多源、多尺度数据，开发相关数据库、信息系统和生态环境变化情景模拟分析平台，开展具有代表性的综合指数的研究并发布[17，18]，有助于提升黄山风景区的旅游服务功能和提高游客的体验感。黄山也是重要的科普教育基地[1]，要加强对黄山生态环境资源的宣传和科普教育，这样既能促进当地居民和游客的科学素养、提升公众的生态环境保护意识，也能更好地宣传黄山、保护黄山，促进自然保护与旅游开发的协调可持续发展。