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水源区森林植被调查研究范文

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水源区森林植被调查研究

《山东林业科技杂志》2015年第一期

1研究方法

2011年5月中旬和2012年11月下旬,对元阳梯田水源区现有森林状况进行详尽调查,采用代表性样地法布设样地[5]。植物群落垂直结构按乔木层、灌木层和草本层进行测量统计并记录生境因子,即海拔、坡向、坡度、坡位等。在全面踏勘元阳梯田森林群落的基础上布设标准样地15块,每个样地面积为400m2,样地内呈“田”字形布设4个10m×10m的乔木样方进行乔木层调查;林下灌木层和草本层的样方均为4个,分别布设在乔木层样方的4个角上。

2结果与分析

2.1植物种类根据野外调查收集和鉴定的植物标本,整理得到植物种113科,507属,991种;结合已有的相关研究[2-3、6-7],共记录元阳梯田水源区的植物种1158种,隶属于156科,608属。

2.1.1植物区系的科、属、种组成在元阳梯田水源区区系植物中(如表1),蕨类植物和裸子植物比较贫乏,在区系组成中起不到重要作用,但它们中的一些植物种,如鳞毛蕨、蕨菜、卷柏、杉木、云南松等却是构成研究区的主要植被,甚至是森林植被的优势(建群)种或主要组成成分;被子植物最为丰富,故其各科的组成更能反映该区系的特点。

2.1.2研究区植物科的数量统计研究区内种子植物含有30种以上的植物种有10科(见表2),这些科是研究区植物区系的主要代表科,分别是禾本科(Gramiaceae,61属/94种,下同)、菊科(Compositae,40/56)、茜草科(Rubiaceae,26/42)、蝶形花科(Papilionaceae,22/40)、大戟科(Euphorbiaceae,21/46)、蔷薇科(Rosaceae,14/32)、樟科(Lauraceae,11/36)、荨麻科(Urticaceae,11/34)、茶科(Theaceae,7/38)、桑科(Moraceae,6/32)。

2.2森林群落类型植被类型不同,森林群落植物种的组成可能与光照、林分郁闭度及人为干扰有关,因而各层次的组成存在较大差异,其优势种亦不一样[3]。结合野外实际考察和样地资料,主要遵循《云南植被》[8]提出的植被分类原则,把握群落外貌和群落种类组成这两个主要特征,在种类组成中兼顾优势种和特征种的作用,按照“植被型组-植被型-群系-群落”的编号规则,制定出元阳梯田水源区森林植被分类(如表3),划分出7个植被型组,11个植被型,14个群系,22个群落。

2.3森林类型分布特点

2.3.1山地雨林山地雨林热带山地植被垂直带中的代表性类型之一,外貌和结构多具雨林特点,林冠一般较平整,附生苔藓丰富。(1)青皮树林这一群系分布在云南东南部受东南季风控制的迎风面山地,土壤为砂页岩发育的山地黄壤或山地棕黄壤。林冠较为平整,外貌浓绿,群落发育较好,苔藓、地衣附生丰富,植物种类组成较为复杂。(2)赤杨叶、毛叶油丹、白柴果林分布在沟谷和陡坡,植被破坏较为严重,树冠参差不齐,多为复层林,藤本植物丰富,草本植物较多,地表几乎被卷柏(Selaginellahelferi)覆盖。

2.3.2石灰山季雨林这是云南热区受基质影响而形成的一类季雨林,是一类特有性极强且很脆弱的珍贵森林。这类群落的大多数植物组成具有旱生特点,树冠大,板状根十分发育,地表相对空旷。记录一个群系一个群落。大体分布在800~1100m的石灰岩山地,有片段出现,群落结构简单,有常绿与落叶成分混杂生长,形成一种过渡性的混交林。

2.3.3季风常绿阔叶林其分布的海拔高度范围约为1000~2000m,它是反映云南省亚热带南部气候条件的植被类型。在本研究区域,土壤为黄棕壤,有机质分解较快,土壤母岩为砂岩,土层深厚。由于人类的经济活动,特别是林下放牧,使该区域所受的干扰程度较强。(1)五桠果林本群系主要分布在多沙,群落组成和结构较简单,乔、灌、草层次分明。①五桠果、茶树群落分布在沟箐、水塘边、路边坡地边缘,群落高13~16m,乔木层主要优势木为五桠果,伴生有白檀、柃木;灌木层多见薄皮木、悬钩子、叶下珠;主要地被物有卷柏和苔藓。②滇润楠、展毛野牡丹群落森林高大茂密,盖度达98%,群落上层以常绿树种为主,混有部分落叶树,树冠整齐,枯落物为阔叶落叶,灌木层不发达,多为上层乔木的幼树,常见的有尖子木、元江山茶等。草本层草木茂盛,紫茎泽兰成群生长。(2)青冈林这是一类具南亚热带性质的偏湿性山地常绿阔叶林,故也属于季风常绿阔叶林的范畴。本群系无明显优势种,以青冈组成重要的建群树种,分布面积不大,土壤为森林黄壤。(3)灯台树、西畴泡花树、水青树林大体分布在山地雨林的上部,上层乔木高大、树冠伞形、季相明显,有明显的次生性质。

2.3.4半湿润常绿阔叶林本类型是滇中高原区的基本植被类型,分布在海拔约为1700~2500m处。本研究区土壤为黄壤,母岩是片麻岩,土层较厚。受人类干扰程度为中度,主要受砍伐、樵采的影响。(1)元江栲林生长于阴坡、沟谷林中,有时成小片纯林,是该区优势树种之一,也是该区重要的水源涵养树种之一。乔、灌、草层次分明;乔木层繁茂,灌木层多为上层乔木的幼苗,草本层几乎无,多为鳞毛蕨。①元江栲、红果樟群落在近阴坡和沟箐处分布较多,群落组成的植物种类较为丰富,森林茂密,盖度70%左右。乔木层主要优势木为元江栲,高19~28m,另有大叶青冈、君迁子、云树(Garciniacowa)混生。枯落物厚约4~5cm,灌木层发达,多为上层乔木的幼苗。草本层多为耐阴的蕨类植物。②木姜子、羽叶合欢、君迁子群落大体分布在山坡,乔木层郁闭度较高,灌木层覆盖度50%左右,平均高度1.2~1.5m。草本层几乎无,仅见几株鳞毛蕨。

2.3.5山地苔藓常绿阔叶林本类型是湿润热带中山山地的特有植被,是在大气湿度很大的山地生境下形成的森林植被,属于亚热带性植被。主要分布在滇东南红河地区较高山体迎东南季风的坡面上,植被的重要标志是苔藓等附生植物极其丰富,并有茂密的成片竹林。本植被亚型只有一个群系组即:“樟、茶、木兰林”[7]。(1)红花荷、润楠、石栎林群落层次结构复杂,乔木种类多,占优势的种类各处都不一致。林下灌木多为上层乔木的幼苗,草本层有喜阴湿的蕨类层片,附生的高等植物也常见。①金叶含笑、罗浮栲、木瓜红群落分布在海拔1950~2300m的山体的中部,附生植物特别丰富,群落高度为18~22m。②长蕊木兰、贡山木荷、粗梗连蕊茶群落分布在海拔1950~2300m的山体上部许多孤立的小山包上,附生植物特别丰富,群落高约10~14m。③红河木莲、小叶冬青、文山鹅掌柴群落分布在2500~2650m几个更高海拔的较平坦的山顶上,红河木莲的巨大树冠特别引人注目,下木层以玉山竹(Yushanianiitakayamensis)为优势片层。

2.3.6山顶苔藓矮林本类型分布在云南南部热带山地或亚热带南部山地的大小山脊、山顶,是多风多雾生境下的产物。海拔一般在2500m以上。(1)大王杜鹃矮林面积较小,乔木分层不明显,冠幅疏但连接。以乔木层矮生、树干弯曲、分枝多、苔藓附生丰富为基本标志。

2.3.7桤木林对生境条件要求不严,适应性较强,分布较零散,大多为常绿阔叶林砍伐破坏后而形成的次生植被。土壤主要为黄棕壤,土层深厚。在外貌特征上,具有很明显的季相变化。群落构成当地居民重要的薪炭林和经济林,受人们的干扰方式主要为樵采、砍伐和收枯枝等。(1)旱冬瓜林旱冬瓜林作为一种速生的次生植被类型,是当地主要优势树种之一;生活习性偏向于阴性,常以小片纯林出现,缓坡更适宜旱冬瓜植株的自然生长[9],被视为云南省的重要资源之一。①旱冬瓜、蕨菜群落林地土壤为黄壤,林冠较整齐,群落结构简单,乔木层有少量云南松(Pinusyunnanensis)混生,林下灌木极为稀疏,不成层,草本层蕨菜(Pteridiumaquilinum)优势明显。②旱冬瓜、展毛野牡丹群落分布在阴坡及半阴坡的水湿条件较好处,是当地主要薪炭林。群落简单,只分为乔木层和草本层,林下灌木极为稀疏,草本层展毛野杜鹃优势显著。③旱冬瓜、滇常山群落见于沟箐和山脚处,呈小块状分布,群落高14~17m,结构简单。乔木盖度60%左右,主要为旱冬瓜,伴生滇常山。灌木主要为旱冬瓜幼树,草本层稀疏,处于演替前期。④旱冬瓜、盐肤木群落面积不大,常沿山箐及沟谷呈小块状分布,土壤多为山地黄壤。群落结构较简单,有明显的乔、灌、草三个层次,林下灌木及草本层比较发达,种类也较丰富。⑤苦栎、荚莲、芒萁群落在有少量的裸石、公路边缘地段较为常见。群落种类组成简单。

2.3.8暖温性针叶林暖性针叶林遍布于云南亚热带各地,海拔范围为800~2800m。暖温性针叶林以滇中高原山地为主体。土壤为黄壤、棕壤,母岩是片麻岩、砂岩,土层厚约1m。长期受放牧及耕地的影响。(1)杉木林该类型林分内土壤渗透性能较好[4],杉木为研究区常见的水土保持乔木树种。乔、灌、草层次分明。乔木层繁茂,灌木层不发达,草本层发育较好,种类较多。①杉木、红木荷、尖子木群落一般在立地条件优厚的山脚、阴坡、平缓洼地。乔木层以杉木为优势,多为人工林,组成大面积纯林,林下种植草果(Amomumtsao-ko),林地的枯枝落叶层较发达。灌木层较为发达。草本层贫乏,在林木稀疏处有芒萁、蕨菜等。②杉木、旱冬瓜群落分布在坡面平缓的地方,群落盖度达90%。灌木层十分贫乏,仅个别红果樟幼树。草本层有大面积的蕨类植物。

2.3.9暖温性稀树灌木草丛稀树灌木草丛具有明显的次生性质,群落结构不稳定,乔灌草的比例因地而异。暖温性稀树灌木草丛分布在海拔1500~2500m左右,它的原生植被主要为半湿润常绿阔叶林,其次为中山湿性常绿阔叶林。(1)含旱冬瓜、华山松低草草丛①旱冬瓜-画眉草群丛本群落处于平缓的坡面,呈现中草草丛,在放牧之处,常为低草草丛。群落上层有少量稀树,灌木层多被砍伐,散生于草丛中,草类可见竹叶草,紫茎泽兰入侵较为严重。在平坦地形处甚至可见旱冬瓜成为稀疏林成片生长。

2.3.10暖性石灰岩灌丛主要分布在亚热带气候下的各低山丘陵,分布地的气候条件与滇青冈(Cyclobalanopsisglaucoides)林或云南松林近似,但基质干旱的影响十分突出。(1)毛刺花椒灌丛分布在石灰山地的较为干燥的坡地,以毛刺花椒为特征,多为散生成丛的灌木和乔木组成,构成了颇为杂乱的丛林外貌,灌丛在石山上分布不太均匀,多数处较稀疏。3.3.11干热河谷灌丛该灌丛分布在云南亚热带各地的干热河谷的特殊生境下。气候干燥炎热是植被发育的主要控制因子。多数以灌丛为主混生小乔木种类。群落较低矮,结构较一致,具有一定的代表性。(1)单刺仙人掌灌丛以仙人掌属的植物为优势种或标志种组成旱生肉质多刺灌丛。主要分布在干热河谷中局部特别干旱的地段,断断续续地呈现小片、小团块出现,常伴生有霸王鞭。

3结论与讨论

(1)在元阳梯田水源区综合考虑地形、坡向和海拔等因子,采用代表性样地法选取样地进行调查,共记录植物种156科,608属,1158种;蕨类植物和裸子植物比较贫乏,其中蕨类植物7科9属12种,裸子植物4科5属7种;双子叶植物129科481属952种,单子叶植物16科113属187种,因此被子植物各科的组成更能反映该区系的特点。(2)占统计科数比例最大的是含2~9种的科,而含30种以上的科,如禾本科、菊科、茜草科等,是研究区植物区系的主要代表科(或主要科),在研究区各类天然植被中占有重要地位。(3)依据森林植物群落乔、灌、草三个不同植物层次的优势种组成,对元阳梯田水源区森林植被进行了较为系统的分类,其中包含7个植被型组,11个植被型,14个群系,22个群落;研究区植物群落地上部分结构的复杂化,对调控土壤及营养元素的流失具有重要作用,展现了其对元阳梯田的生态水文效益。但随着人类活动的逐渐扩大,群落在人类活动频繁的地方表现出结构较为零乱。(4)元阳梯田植被种类组成丰富且复杂[2],但调查到的植物种较少,一是近几十年人为活动对当地环境影响较大,破坏了森林群落结构,使物种多样性降低;二是受时间和研究条件的限制,野外调查时遗漏了部分植物种。对于元阳梯田水源区森林类型的调查分类研究需待今后进一步深入后加以补充和修正,保护并促进该区森林群落结构的合理布局。

作者:王卓娟宋维峰张小娟彭永刚单位:西南林业大学云南红河州水利局

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