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农林学类论文-长白山北坡亚高山云冷杉林的植物种类组成及重要值.doc

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农林学类论文-长白山北坡亚高山云冷杉林的植物种类组成及重要值.doc

农林学类论文长白山北坡亚高山云冷杉林的植物种类组成及重要值提要采用典型抽样方法,对长白山北坡不同海拔高度带云冷杉林的植物种类组成及重要值进行了初步研究。结果表明,长白山北坡不同海拔高度带云冷杉林的建群种均为臭松、鱼鳞云杉,主要伴生树种有红松、红皮云杉、长白赤松、长白落叶松及岳桦。根据主要伴生树种在各云冷杉林群落的重要值,长白山北坡的云冷杉林可分为三类,即分布于海拔1290m左右的红松云冷杉林,分布于海拔1500m附近的典型云冷杉林及分布于海拔1680m周围直到1820m的岳桦云冷杉林。组成长白山北坡各类云冷杉林的种子植物和蕨类植物共计109种,分属43科88属,其中乔木植物15种,灌木层植物21种,草本植物73种。在所有灌木层和草本层植物中,既有广泛分布于各海拔带云冷杉林中的种类,也有仅限于某一云冷杉林类型中的种类。草本植物的主要组成种类以北方泰加林的常见种为主。关键词亚高山云冷杉林植物种类组成重要值长白山植物种类组成是植物群落的最重要最基本特征之一1,是群落结构形成及植物资源开发利用的基础。植物种类的重要值是由J.T.Curtis和R.P.McIntosh1951在森林群落分析中提出的,其数值大小可作为群落中植物种优势度的一个度量标志,指出群落中每种植物的相对重要性及植物的最适生境。亚高山云冷杉林在长白山地区分布广泛,且随坡向和海拔高度的改变发生一定程度的类型更替。这其中,既有向红松针阔混交林过渡而形成的红松云冷杉林,也有向亚高山岳桦矮曲林过渡而产生的岳桦云冷杉林。陈灵芝等1963,19642、3、王战等19804分别对长白山北坡及西南坡亚高山云冷杉林的植物种类组成进行过研究,并取得部分结果。以往研究工作的侧重点不在北坡随海拔高度改变而发生的各类云冷杉林,有关长白山北坡亚高山云冷杉林植物种类组成与重要值及在随海拔高度改变而发生的不同云冷杉林中变化规律的研究未见有报道。本文拟针对长白山北坡不同海拔带亚高山云冷杉林中的植物种类组成及重要值的变化规律作一初步研究。1研究地点及方法长白山是我国东北部最高山系3。其地理位置为北纬41°58~42°6,东经127°56~128°6,属温带地区2。气候的特点是,降水量丰实,年平均气温低,具有漫长的寒冬和短促的暖夏,冬夏气温相差悬殊,并且随着海拔的升高而使气候要素出现显著的差异,与之相联系的土壤和植被分布都具有明显的垂直分布现象2。长白山山体主要由玄武岩组成2。其主要的土壤类型为棕色森林土,地带性植被是以红松为主的针阔混交林。长白山海拔达2700m,其最高峰2744m2。森林植被主要分布于海拔2000m以下3。自下而上,随海拔升高,气温降低,形成明显的森林垂直分布带。该森林垂直分布带通常可分为红松针阔混交林带、亚高山云冷杉林带和亚高山岳桦矮曲林带。工作地区位于长白山北坡海拔1100~1800m的亚高山云冷杉林带中。本项目采用典型抽样法。分别在海拔1290m、1500m、1680m及1820m处设置4块临时标准地,各标准地面积为50100m2,标准地内又分别划分为50个1010m2样方。在各样方内,对树高≥1.3m的活立木、枯立木及倒木全部检测。所测指标有树种、胸高直径、树高、冠幅、冠长及相对坐标位置(相对标准地边界的位置)。同时还对各标准地内及周边地区相应的环境因子作了调查。灌木层调查在每个标准地内设置4条样线,用机械布点方法各设60个样方,样方面积为55m2。分别记录每个样方内的植物种名、高度、冠幅、株数。草本层调查与灌木层调查类似,在每个标准地内设置4条样线,用机械布点方法各设64个样方,样方面积为12m2。分别记录每个样方内的植物种名、高度、株数。所有外业工作于1990~1995年进行并完成。内业工作主要依据所收集的调查数据,分别不同海拔高度带的云冷杉林类型,计算每种植物的密度、频度、显著度及重要值。其中乔木层植物种的显著度用林木基盖度(即胸高断面积)表示,灌木层植物种的显著度用其植物冠层盖度表示,草本层植物种的显著度用其高度表示。计算相对密度、相对频度、相对显著度及重要值的公式如下第i种植物的相对密度(第i种植物的密度/所有植物的密度和)100第i种植物的相对频度(第i种植物的频度/所有植物的频度和)100第i种植物的相对显著度(第i种植物的显著度/所有植物的显著度和)100重要值相对密度+相对频度+相对显著度2结果分析长白山北坡亚高山云冷杉林共有种子植物和蕨类植物109种,分属43科88属。其中乔木层植物分属5科9属,灌木层植物分属9科13属,草本植物分属33科66属。其科属特点及其在随海拔高度改变而发生的各云冷杉林中的分布特点见表1。表1长白山北坡不同海拔带云冷杉林植物种类组成的科属特点Table1ThecharacteristicsoffamilyandgenusofplantspeciesinsprucefirforestsondifferentaltitudezonesofthenorthernslopeofChangbaiMts.亚层科名各科中的植物种类数海拔1290m海拔1500m海拔1680m海拔1820m乔木层松科Pinaceae6544槭树科Aceraceae3110蔷薇科Rosaceae1111桦木科Betulaceae4211杨柳科Salicaceae1100小计5科151076灌木层柏科Cupressaceae0001木兰科Magnoliaceae1000蔷薇科Rosaceae1222杜鹃花科Ericaceae2115忍冬科Caprifoliaceae3344虎耳草科Saxifragaceae3443瑞香科Thymelaeaceae1100卫矛科Celastraceae1000小檗科Berberidaceae1000小计9科13111115草本层百合科Liliaceae2545堇菜科Violaceae1111菊科Compositae1678鹿蹄草科Pyrolaceae4431莎草科Cyperaceae2332兰科Orchidaceae2323报春花科Primulaceae1111乔本科Gramineae1233蹄盖蕨科Athyriaceae2432忍冬科Caprifoliaceae1111虎耳草科Saxifragaceae1111蔷薇科Rosaceae1212石竹科Caryophyllaceae1213柳叶菜科Oenetheraceae1110酢浆草科Oxalidaceae0100鳞毛蕨科Dryopteridaceae0222败酱科Valerianaceae0111金星蕨科Thelypteridaceae0211风仙花科Balsaminaceae0100伞形科Umbelliferae0102毛莨科Ranunculaceae0446茜草科Rubiaceae0110水龙骨科Polypodiaceae0110铁角蕨科Asplrniaceae0100山茱荑科Cornaceae0100石松科Lycopodiaceae0111牛儿苗科Geraniaceae0011龙胆科Gentianaceae0012豆科Leguminosae0001紫草科Boraginaceae0001玄参科Boraginaceae0001荨麻科Urticaceae0001蓼科Polygonaceae0001小计33科21534555合计43科49746376从表1可以看出,松科、桦木科、忍冬科、杜鹃花科、虎耳草科、蔷薇科、毛茛科、鹿蹄草科、菊科、百合科及蹄盖蕨科的植物种类比较丰富。但这些科属并不是在各个海拔高度带的云冷杉林内都有广泛分布,而是在随海拔高度改变而变化的不同云冷杉林中的表现各有不同。其中,有些科属分布较普遍,如松科、忍冬科、虎耳草科有些科属分布不均匀,如桦木科在海拔1500m以下的云冷杉林内有4个种,杜鹃花科有5个种分布于海拔1800m以上的云冷杉林,草本植物的菊科、毛茛科、百合科的多数种也主要在海拔1500m以上的各类云冷杉林内出现,很少出现于海拔1290m的红松云冷杉林里。长白山北坡随海拔高度改变而变化的不同云冷杉林中乔木植物种类组成及重要值变化见表2。重要值分析表明,构成长白山北坡不同海拔带亚高山云冷杉林的建群种均是臭冷杉及鱼鳞云杉。主要伴生树种为岳桦、长白落叶松和红松,它们在不同海拔高度带亚高山云冷杉林中的表现各有不同,这为长白山北坡亚高山云冷杉林类型的划分提供了很好的依据,在此基础上,可将其分为3种类型,即分布于海拔1300m以下的红松云冷杉林在海拔1500m附近占优势的典型云冷杉林分布于海拔1680m左右,直到海拔1820m的岳桦云冷杉林。这种云冷杉林类型的划分与以往研究略有不同。一般认为,长白山北坡亚高山云冷杉林主要有红松云冷杉林和岳桦云冷杉林两类,并不存在主要伴生树种不明显的典型云冷杉林类型。本研究通过对云冷杉林乔木层的植物种类组成及重要值的分析后认为,在长白山北坡不仅存在红松云冷杉林和岳桦云冷杉林两类,还存在这种无明显伴生树种的云冷杉林类型,尽管在其重要值分析中,岳桦的重要值高居第三位,但其相对密度并不比花楷槭高,这表明岳桦仅仅是以群落演替先锋树种地位出现的,标准地外发现有高大的香杨也证明了这点。相反,岳桦在海拔1680m以上的云冷杉林中的相对密度均较高,尤其是在海拔1820m处。表2长白山北坡不同海拔带云冷杉林乔木层植物种类组成与重要值Table2ThecompositionandimportantvalueoftreespeciesinsprucefirforestsondifferentaltitudezonesofthenorthernslopeofChangbaiMts.植物种名相对密度相对频度ABCDABCD臭松Abiesnephrolepis61.2263.8321.0640.6918.1231.6529.8123.56红松Pinuskoraiensis6.330.070.090.1014.490.630.620.58鱼鳞云杉Piceajezoensis21.0227.0668.5018.9217.7529.7531.0622.99长白赤松Pinussylvestrisvsr.Sylvestriformis2.040.079.420.63红皮云杉Piceakoraiensi1.636.88长白落叶松Larixolgensis0.820.470.5511.603.623.802.4822.99花楷槭Acerukurunduense1.774.520.836.888.864.97花楸Sorbuspohuashansis1.570.272.290.316.522.539.321.72枫桦Betulacostata1.290.475.442.53大黄柳Salixraddeana0.950.204.711.90白桦Betulaplatyphylla0.341.81青楷槭Acertegmentoskii0.542.17小楷槭Acertschonoskii0.201.09岳桦Betulaermanii0.203.066.6928.380.7317.7221.7428.16毛赤杨Alnushirsuta0.070.36植物种名相对显著度重要值ABCDABCD臭松Abiesnephrolepis20.9634.5613.5614.31100.30130.0364.4478.56红松Pinuskoraiensis31.860.1052.680.700.810.68鱼鳞云杉Piceajezoensis13.2144.1869.7510.2551.99100.99169.3052.16长白赤松Pinussylvestrisvsr.Sylvestriformis18.110.9329.581.63红皮云杉Piceakoraiensi7.0715.58长白落叶松Larixolgensis5.365.173.5632.19.809.446.6066.69花楷槭Acerukurunduense0.721.640.099.3815.025.88花楸Sorbuspohuashansis0.490.030.820.038.582.8312.432.06枫桦Betulacostata0.370.507.103.50大黄柳Salixraddeana0.440.046.102.14白桦Betulaplatyphylla1.033.18青楷槭Acertegmentoskii0.212.93小楷槭Acertschonoskii0.091.38岳桦Betulaermanii0.0812.9412.1343.311.0133.7340.5599.85毛赤杨Alnushirsuta0.020.45注A为海拔1290mB为海拔1500mC为海拔1680mD为海拔1820m,下表同。重要值作为一种综合性指标,在衡量某种植物于群落中相对重要性的同时,也指出这种植物分布的最适生境。表2结果显示,臭松在长白山北坡分布的最适海拔高度带为1290~1500m海拔1680m是鱼鳞云杉的最适生境岳桦及长白落叶松在海拔1800m附近的竞争力最强红松、长白赤松、红皮云杉仅在海拔1300m以下占优势,并成为红松云冷杉林的主要组成成分。这一结果对今后长白山北坡不同海拔带造林树种的选择将会有帮助。长白山北坡各海拔带云冷杉林灌木层的植物种类主要由21种植物组成(表3)。其中,有7种植物在各海拔带的云冷杉林中均有分布,是长白山北坡各类云冷杉林内普遍分布的灌木种类。另外14种植物仅局限于个别海拔带的云冷杉林内,其中部分种类原是其它森林群落中的优势种,现以从属种地位出现于云冷杉林与其它森林过渡带中。如长白瑞香、狗奶子、瘤枝卫矛和黄花忍冬等是红松针阔混交林中的常见种类,宽叶杜香、高山桧及笃斯越桔等是落叶松林和岳桦林内的优势种类。在常见的7种灌木植物中,越桔及兰靛果忍冬在群落交错带的云冷杉林中占较大优势,少刺大叶蔷薇重要值最大的群落类型为海拔1500m处的云冷杉林,尖叶茶主要分布于海拔1250~1500m之间的2种云冷杉表3长白山北坡不同海拔带云冷杉林灌木层植物种类组成与重要值Table3ThecompositionandimportantvalueofshrubandlianaspeciesinsprucefirforestsondifferentaltitudezonesofthenorthernslopeofChangbaiMts.植物种名重要值ABCD越桔Vacciniumvitisidaea94.921.714.27105.23兰靛果忍冬Loniceracaeruleavar.Edulis88.9212.689.2032.78尖叶茶藨Ribesmaximowiczianum41.2435.712.740.5少刺大叶蔷薇Ribesmaximowiczianum23.4568.3813.9916.23长白瑞香Daphnekoreana13.900.43瘤枝卫矛Evonymuspauciflorus11.65紫枝忍冬Loniceramaximowiczii10.8045.7220.845.64矮茶藨Ribestriste5.0714.527.801.60狗奶子Berberosamurensis4.78兴安杜鹃Rhododendrondauricum2.50刺果茶藨Riberburejensis1.18104.92203.0749.75五味子Schizandrachinensis0.82黄花忍冬Lonicerachrysantha0.76朝鲜荚迷Viburnumkoreanum8.7412.509.93东北茶藨Ribesmandshuricum4.512.17北悬钩子Rubusarcticus2.684.080.49毛脉黑忍冬Loniceranigravar.Barbinrvis19.343.68高山桧Juniperussibirica21.16笃斯越桔Vacciniumuliginosum6.30牛皮杜鹃Rhododendronaureum4.42宽叶杜鹃Lendumpalustrevar.Dilatatum0.48长白山北坡不同海拔带亚高山云冷杉林下草本植物种类共计73种(见表4),其中16种广布于各类型云冷杉林。它们中的大部分是北方泰加林下的常见种类,其重要值基本位于前列,仅在排列次序上依海拔高度的改变而有不同的

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