辽西青龙河流域木香薷的灌丛特征与保护技术

2022-08-12 07:42国有凌源市欺天林场辽宁凌源122500
特种经济动植物 2022年8期
关键词:立地条件样地灌木

●隋 丹(国有凌源市欺天林场 辽宁 凌源 122500)

1 自然概况

1.1 自然区域区域

辽西青龙河流域地处辽宁省最西部,行政区划为凌源市所辖的河坎子、大河北等十个乡镇,位于E 118°53'~119°18',N 40°16'~41°7',为冀辽中低山地,自然地貌以山地为主,其中海拔超过1000 m的山峰有6座,属于燕山山脉的东延部分,沟深林密,青龙河干支流遍布全境,自然植被丰富。

1.2 自然气候

本区域在北温带大陆性季风气候区,为半湿润向半干旱地区过渡地带,以半湿润为主,区域总面积1504 km2,林业用地面积974 km2,其中天然林面积523 km2,森林覆盖率64.3%;多年平均降水量540.6 mm,春季干旱多风,夏季酷热多雨,秋季昼暖夜凉,冬季寒冷干燥,全年蒸发量为自然降雨量的3倍以上,全年气候以干旱 为主。

1.3 自然植被

本区域地处华北、长白和蒙古植物区系的过渡演变地带,以华北植物区系为主,长白和蒙古植物区系植物也有大量渗入。独特的地理位置、丰富的河流湿地、多样的地貌特点、相对较少的人为活动影响等,造就了野生植物的生存、生长条件,形成大面积的天然次生林,阳坡以荆条(Vitex negundo)、小叶白蜡(Fraxinus sogdiana)等灌木为主,阴坡以蒙古栎(Quercus mongolica)、毛榛(Corylus mandshurica)等乔灌木为主,各植物类型具有原生性、典型性和代表性,是辽西地区重要的植物种质资源基因库。

2 木香薷的生态特性

木香薷(Elsholtzia stauntcnii),也称柴荆芥,紫荆芥、鸡爪花等,为唇形科(Labiatae)香薷属(Elsholtzia)直立半灌木,高0.7~1.7 m。叶披针形或椭圆状披针形,长8~12 cm,宽2.5~4 cm;穗状花序,长3~12 cm,花冠玫瑰红紫色,长约9 mm,盛花期,花序生长在灌丛顶部,形成大团的紫红花簇,壮观异常;小坚果椭圆形,光滑,花、果期7~10月。

从生长习性看,木香薷喜阳光、耐干旱、不耐水涝、耐寒性强,对土壤要求不严,以通风良好的砂质壤土或土质深厚的壤土生长较好,总体看,其生长对水肥土壤等要求较低,适应性强,自然分布于中国河北、山西、甘肃等多个贫瘠干旱省份,在海拔700~1600 m的谷地溪边或荒坡均有自然生长分布,以种子繁殖为主。

3 木香薷群落调查方法与结果汇总

3.1 调查方法

自2021年7月,采用样地和样线调查相结合的方法进行木香薷灌丛资源调查,在不同的立地条件下选取有代表性地域设定样线,调查记录点位、优势种植物名称,数量分布、形态特征等,选取具有代表性地段进行标准地调查,设定每块灌丛样地面积为10 m×10 m,每个灌丛在样地的四角和中心设置5个1 m×1 m草本样方,分别调查其中灌木、草本植物名称、株数、盖度、平均高等,整理调查结果数据,掌握木香薷群落组成的数量化特征。

3.2 调查结果

青龙河流域样线调查8段,总长度34.5 km; 样地在河坎子乡平顶山阳坡,地理坐标为 E 119°22'9",N 40°41'24",海拔846 m,土层厚度3 cm以下,石灰岩母质,坡度50°~58°,有零星裸岩分布。木香薷为群落的建群种和优势种,高45 cm,冠幅10~45 cm,伴生种为荆条、山杏(Armeniaca sibirica),其他草本有矮丛苔草(Carex callitrichos)、地黄(Rehmannia glutinosa)、白莲蒿(Artemisia sacrorum)、万年蒿(Artemisia sacrorum)、委陵菜(Potentilla chinensis)、披针叶苔草(Carex lanceolata)、长蕊丝石竹(Gypsophila oldhamiana)等,灌丛的郁闭度0.8。群落各种灌木树种及草本植物组成数量特征,见表1。

表1 木香薷伴生群落主要种数量特征

4 木香薷的群落特征评价

4.1 群落建群种的特性

从调查结果可以看出,木香薷群落的建群种和优势种均为木香薷,密度达到26 640株/hm2,并且灌丛盖度高达85%,灌木层的其他伴生品种也较稀少,只有荆条9400株/hm2、山杏60株/hm2, 木香薷在灌木层中的种群数量也占据了灌木总株数的74%以上;样地中诸多草本植物在群落调查中的盖度、频度都远远小于木香薷,优势种在群落中发挥着决定性的生态作用。从立地条件和样地周边环境看,样地立地条件非常恶劣,辽西地区的阳坡,荆条的种群数量一般都比较大,在调查样地中,荆条成为伴生种,从几种灌木的生长看,木香薷的耐贫瘠、耐旱以及自然繁衍生长能力在一定的小气候环境下超过荆条,可作为一种有待开发利用的生态修复优良树种。

4.2 植物与生长环境的相生性

群落内的植物构成了基本完整的灌草生态组合,体现出自然植物与环境适应相生的特性。各种灌木植物首先适应干旱贫瘠的自然环境并逐步生长,虽然立地条件差,但灌木和草本的根系发达,形成完整的根系网络,雨季能最大限度地快速吸收水分及营养成分,有些植物根系可萌孽生长,新生长出更大种群数量;灌木与草本植物的种子也通过动物活动、风雨介质等传播,扩大种子繁殖数量,所有生长的灌木草本都竭力扩大自身种群数量,加大对所处环境的生态影响,植物与自然环境体现出适宜相生的特性;长蕊丝石竹,丛状多年生草本,高60~100 cm,根粗壮,木质化,叶片近革质,花期和结果期均在当地的雨季,根系利于耐旱和保水吸水,叶片水分不易于蒸发,同样与干旱的环境相适应;灌木与草本种群内个体的生长,组合在一起共同构成植被群落的自然演替,使群落整体结构保持相对稳定。人类可利用植被与外界环境的互补性,达到绿化荒山的目的。

4.3 植物多样性影响

调查地块处于立地条件较差的阳坡,土层瘠薄,山坡陡峭,自然降雨量少,相似立地条件的许多地块是以草本为主的荒草地,单位面积内的植物种群和种群数量更低,致使生态环境更加脆弱;建群种木香薷灌丛的逐步生长茂密,在一定程度上改善了灌丛生态环境,林下的光照逐渐减弱,林下也适宜一些耐旱的草本植物生长,如白莲蒿、地黄、长蕊丝石竹等,一些略具耐阴性的草本植物种群及数量都会相应增加,如地黄等;各种植物生长,干枯的茎叶等枯落物相应增加,有利于改善地表土层结构组成,增强了土层保水能力,也有利于植物多样性发展。

4.4 灌丛的生态作用

木香薷灌丛所生长的地块多为高山远山,立地条件差,较难形成其他天然灌丛,因此,这一类型灌丛具有较高的科研价值,同时也发挥了不可替代的生态作用。

4.4.1 涵养水源,保持水土灌丛具有完整的根系网络,盘根错节,深植于浅薄贫瘠的山野荒坡,根系的纵横交错,对土壤起到黏附、固结作用,自然雨水降落,同时起到涵养水源、保持水土的作用。

4.4.2 增加蒸腾,调节小气候植物通过叶面的蒸腾作用来吸收太阳辐射热能,也调节气温和空气湿度,形成植物与人的最佳宜居环境。

4.4.3 制造氧气,净化空气植物通过叶片的光合作用,呼出氧气,吸收二氧化碳,这在全世界碳排放增加、全球气候变暖的今天尤为重要,对生产力发展水平较低的荒山进行封山育林,增加植物的覆被率,是净化空气的有效措施。

4.5 灌丛的生态脆弱性

调查的木香薷灌丛,灌木与草本植物的种群与种群数量均比较低,这和所处的立地条件有直接的关系,正因为灌丛植被种群数量的单一性,群落本身更具有脆弱性,一旦经历人为破坏、火灾等影响,在相同的条件下,再自然发育演变为类似的木香薷灌丛,需要漫长的几十年甚至更长时间,因此,保护好现有的自然环境与自然植被,促进其生态系统进一步向良性循环转化,维护脆弱的木香薷自然灌丛的原生性,具有重要的科学意义。

5 木香薷群落的保护技术

5.1 发挥生态效益,维护生态安全

辽西自然环境先天不足,特别是面积广袤的阳坡恶劣的立地条件下,所生长的木香薷灌丛品种单一、种群数量小、综合生态功能抗逆性较低,因此要发挥木香薷灌丛在涵养水源、保持水土、改善荒漠化自然环境、生物多样性的影响等诸多方面的作用。

5.2 实施必要的人工促进措施

木香薷灌丛生存与自然演替机理,在辽西大面积的退化山地生态系统修复中也可以发挥重要作用。在适宜的环境条件下,可以尝试飞播木香薷适宜生长的原生灌木种子,人工措施促进天然更新进程,达到群落尽早郁闭,发挥出更大生态效益。

5.3 进一步实施封山育林

持续推进封山育林措施,进一步促进生态系统和生态环境的多样性和稳定性,为辽西地区创造天蓝、水清、空气清新的自然环境,奠定当地绿色产业开发的基础。

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