海拔高度對浙江省天臺山森林生態(tài)系統(tǒng)植物功能群組成的影響

陳海生，丁堅(jiān)鋼

（浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院，浙江 杭州 311231）

海拔高度對浙江省天臺山森林生態(tài)系統(tǒng)植物功能群組成的影響

陳海生，丁堅(jiān)鋼*

（浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院，浙江 杭州 311231）

采用群落生態(tài)學(xué)的方法調(diào)查了浙江省天臺山森林生態(tài)系統(tǒng)植物功能群隨海拔高度的動(dòng)態(tài)變化。結(jié)果表明，隨著海拔高度的上升，喬木、灌木和草本功能群中優(yōu)勢種和伴生種組成均發(fā)生了明顯的變化。

植物功能群；海拔高度；天臺山

植物功能群是指對環(huán)境因子有相似響應(yīng)，在生態(tài)系統(tǒng)中起相似作用的所有植物種的組合[1]。對植物功能群的研究，過去多集中在內(nèi)蒙古草原生態(tài)系統(tǒng)[2~5]和伏牛山森林生態(tài)系統(tǒng)中[6~7]，如白永飛等[2~4]研究了近 20年錫林郭勒羊草草原和針茅草原植物生長型功能群生物量變化與群落生產(chǎn)力的關(guān)系，解釋了典型草原生產(chǎn)力相對穩(wěn)定的機(jī)制。韓梅等[5]分析了中國東北樣帶羊草群落植物生活型功能群多樣性及生物量變化。范玉龍[6]和胡楠[7]分別對伏牛山自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)草本植物和喬木植物進(jìn)行了功能型分類，而關(guān)于浙江省東部天臺山森林生態(tài)系統(tǒng)植物功能群的研究尚未見報(bào)道。

植物在長期對環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)中，在形態(tài)、生理和行為等方面形成了各種適應(yīng)機(jī)制。通過分析森林生態(tài)系統(tǒng)中不同海拔高度植物的功能群組成特點(diǎn)，不僅可以認(rèn)識森林生態(tài)系統(tǒng)對水熱等環(huán)境因子變化的適應(yīng)特點(diǎn)，而且可以認(rèn)識環(huán)境變化對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響及其變化趨勢。浙江省天臺山地處中亞熱帶，位于浙江省東南部，由武夷山、仙霞山脈中支自西向東北延伸而成。天臺山森林植被繁茂、類型多樣，生物資源豐富，蘊(yùn)藏有 600多種樹木和大面積天然次生闊葉林，分布有浙江省少見的原生甜櫧（Castanopsis eyrei）、木荷（Schima superba）林、云錦杜鵑（Rhododondron fortunei）林和浙江七子花（Heptacodium jasminoides）植被群落[8]。本文擬從群落生態(tài)學(xué)角度，以優(yōu)勢種為主體，對浙江省天臺山森林生態(tài)系統(tǒng)植物功能群沿海拔高度動(dòng)態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行研究，以期為該區(qū)域植物資源的合理保護(hù)和利用提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

天臺山地處120° 50' ~ 121° 24' E，29° 09' ~ 29° 25' N，位于浙江省東部，跨天臺、新昌、寧海3個(gè)縣，是仙霞嶺的支脈，境內(nèi)多低丘谷地和山間臺地，主峰蒼上頂座落在整個(gè)區(qū)域的南端，海拔1 113.4 m，屬亞熱帶中部，為季風(fēng)氣侯區(qū)。年平均氣溫16.27℃，最冷月均溫5.1℃，最熱月均溫23.5℃，年均降水量1 320.5 mm。山區(qū)南部的華頂山常年多雨霧，空氣濕度大，年降水達(dá)1 700 mm以上，日均溫≥10℃年積溫為2 858 ~ 5 157℃，植被全年生長期長達(dá)200 ~ 240 d。

本區(qū)地層為前震旦紀(jì)變質(zhì)巖基底，大部為巨厚的中生代火山巖系覆蓋，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以間歇性抬升為主，并伴以火山和巖漿活動(dòng)。白至紀(jì)堆積內(nèi)陸湖盆相紅色砂頁巖、砂礫巖形成了現(xiàn)今海拔200 m以下432.8 km2的天臺盆地。土壤除赤城棲霞一帶分布少量巖成土類外，從山麓到華頂山主峰一線隨海拔的升高，多由紅壤逐漸過渡到黃壤，在海拔780 m以上地帶分布黃壤亞類，在海拔1 000 m以上蒼山頂為山地草甸黃泥土[9]。

1.2 研究方法

采用群落生態(tài)學(xué)的方法于2011年5月和2011年10月對浙江省天臺山不同海拔的森林生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查，在具有代表性的地段，設(shè)置20個(gè)20 m×20 m的樣地，調(diào)查記錄每個(gè)樣方內(nèi)所有喬本和灌木植物的種類和數(shù)量，然后在每個(gè)樣地中設(shè)置面積為40 m2的小樣方，記載草本植物的種類和數(shù)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 海拔高度對喬木層優(yōu)勢種及伴生種分布的影響

隨著海拔高度的升高，喬木層各物種間相互替代現(xiàn)象明顯，在海拔400 m以下，大部分林分以甜櫧和木荷為優(yōu)勢種，伴生種有水青崗（Fagus longipetiolata）、短柄枹樹（Quercus serrata var. brevipetiota）；在寶華林場一帶則以甜櫧、紅楠（Machilus thunbergii）為優(yōu)勢種的功能群，伴生種有小葉青岡（Cyclobalanopsis myrsinifolia）、青榨槭（Acer davidii）、豺皮樟（Litsea rotundifolia var. oblongifolia）。在海拔400 ~ 700 m處，分布有大面積的七子花（Heptacodium miconioides）林，林內(nèi)以七子花為優(yōu)勢種，伴生種為燈臺樹（Bothrocaryum controversum）、鹽膚木（Rhus chinensis）、青榨槭；獅子巖坑一帶則以香果樹（Emmenopterys henryi）為優(yōu)勢種，在方廣、華頂一帶以亮葉樺（Betula luminifera）和木荷為優(yōu)勢種，伴生樹種有錐栗（Castanea henryi）、灰柯（Lithocarpus henryi）和青岡（Cyclobalanopsis glauca）。在海拔700 ~ 800 m處，喬木層以馬尾松（Pinus massoniana）為優(yōu)勢種，楓香（Liquidambar formosana）和木荷為伴生種。海拔 800 m 以上，黃山松（P. taiwanensis）為優(yōu)勢種，馬尾松、杉木（Cunninghamia lanceolata）為伴生種。海拔900 m以上，以白檀（Symplocos panieulata）、云錦杜鵑為優(yōu)勢種，青岡等為伴生種。

2.2 海拔高度對灌木層優(yōu)勢種及伴生種分布的影響

獅子巖坑一帶海拔700 m以下，灌木層物種以杜鵑（Rhododendron simsii）、胡枝子（Lespedeza bicolor）為優(yōu)勢種，柃木（Eurya japonica）、鐵冬青（Ilex rotunda）、蠟瓣花（Corylopsis sinensis）為伴生種；在方廣、華頂一帶，灌木層則以厚皮香（Ternstroemia gymnanthera）為優(yōu)勢種，柃木、紅脈釣樟（Lindera rubronervia）為伴生種。海拔700 ~ 900 m區(qū)域，灌木層物種以紅脈釣樟為優(yōu)勢種。在海拔900 m以上的山頂上，灌木層則以箭竹（Fargesia spathacea）和野山楂（Crataegus cuneata）為優(yōu)勢種，箭竹的伴生種有懸鈴花（Malvaviscus arboreus）、繡線菊（Spiraea salicifolia），野山楂的伴生種有勾兒茶（Berchemia sinica）、忍冬（Lonicera japonica）、鹽膚木、化香樹（Platycarya strobilacea）等。

2.3 海拔高度對草本層優(yōu)勢種及伴生種分布的影響

在草本層中，海拔700 m以下以蕨類植物為主，箬竹（Indocalamus tessellatus）為伴生種；海拔700 ~ 800 m以芒萁（Dicranopteris dichotoma）占優(yōu)勢；海拔800 ~ 900 m則以蕨類為優(yōu)勢種；海拔900 m以上的山頂以野古草（Arundinella anomala）、廣防風(fēng)（Epimeredi indica）、一枝黃花（Solidago decurrens）等為優(yōu)勢種。

3 結(jié)論與討論

浙江天臺山森林生態(tài)系統(tǒng)中，植物種類豐富，科屬組成較為分散，群落各樣地間的相似系數(shù)較低，群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地上成層現(xiàn)象明顯。喬木層由于有較強(qiáng)的光捕獲力，占據(jù)著絕對優(yōu)勢，主導(dǎo)著生態(tài)系統(tǒng)中植物群落的結(jié)構(gòu)和功能。草本層植被屬于適應(yīng)型，與喬木和灌水相比，有較強(qiáng)的氮捕獲力，適應(yīng)性也更強(qiáng)。而灌木層植被則是喬木層植被的第二梯隊(duì)。整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)用不同的植物功能群來適應(yīng)垂直地帶不同的光、水、土壤等自然條件，它們相互組合、構(gòu)成了最佳的資源利用體系。

森林生態(tài)系統(tǒng)是生物多樣性保護(hù)的一個(gè)重要層次，是稀有瀕危動(dòng)植物的主要生存環(huán)境。植物多樣性和功能群組成是影響森林生態(tài)系統(tǒng)群落生產(chǎn)力和穩(wěn)定性的主要因子[10~11]。白永飛等[3]認(rèn)為水、熱因子不僅是影響植物多樣性的主要因素，而且也是影響群落植物功能群多樣性和功能群組成的主要生態(tài)因子。隨著海拔高度的上升，年降水量、年平均氣溫和土壤肥力特征都發(fā)生著有規(guī)律的變化。而植物生活型和生態(tài)群功能群的相對多度主要受干燥度、年平均氣溫和年降水量3個(gè)環(huán)境要素的影響[12]。因此，海拔高度直接影響著森林生態(tài)系統(tǒng)的植物功能群多樣性及其組成，進(jìn)而影響著植物功能群的相互作用和群落的生態(tài)穩(wěn)定性。

[1] Bao Y J，Li Z H，Zhong Y K. Compositional dynamics of plant functional groups and their effects on stability of community ANPP during17yr of mowing succession on leymus chinensisst- eppeof inner Mongolia, China[J]. Acta Bot Sin，2004（46）：1155-1162.

[2] 陳世蘋，白永飛，韓興國. 內(nèi)蒙古錫林河流域植物功能群組成及其水分利用效率的變—依水分生態(tài)類群劃分[J]. 植物學(xué)報(bào)，2003，45（10）：1 251-1 260.

[3] 白永飛，張麗霞，張焱，等. 內(nèi)蒙古錫林河流域草原群落植物功能群組成沿水熱梯度變化的樣帶研究[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，26（3）：308-316.

[4] 白永飛，李凌浩，黃建輝，等. 內(nèi)蒙古高原針茅草原植物多樣性與植物功能群組成對群落初級生產(chǎn)力穩(wěn)定性的影響[J]. 植物學(xué)報(bào)，2001，43（3）：280-287.

[5] 韓梅，楊利民. 中國東北樣帶羊草群落c3和c4植物功能群生物量及其對環(huán)境變化的響應(yīng)[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，26（6）：1 825-1 832.

[6] 范玉龍，胡楠，丁圣彥. 伏牛山自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)草本植物功能群的分類[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，28（7）：3 092-3 101.

[7] 胡楠，范五龍，丁圣彥. 伏牛山自然保護(hù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)喬木植物功能型分類[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，32（5）：1 104-1 115.

[8] 金則新. 浙江天臺山種子植物區(qū)系分析[J]. 廣西植物，1994，14（3）：211-215.

[9] 金則新. 浙江天臺山甜儲群落研究[J]. 武漢植物學(xué)研究，1998，16（4）：317-324

[10] Diaz Barradas M C, Zunzunegui M, Tirade R, et al. Plant functional types and ecosystem function in a Mediterranean shrub land[J]. J Veget Sci，1999, 10（5）：709-716

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[12] Box E O. Plant functional types and climate at the global scale[J]. J Veget Sci, 1996, 7（3）：309-320.

Composition of Plant Functional Groups of Vegetation on Tiantaishan Mountain

CHEN Hai-sheng，DING Jian-gang*
（Zhejiang Tongji Vocational College of Science and Technology, Hangzhou 311231, China）

Composition of plant functional groups of vegetation on Tiantaishan Mountain, Zhejiang province was investigated by community ecological method. The results showed that it had great changes of dominant and accompanying species in plant functional groups including arbor, shrub and herb along with altitude on investigated mountain.

plant functional groups; altitude; Tiantaishan Mountain

S718.55

A

1001-3776（2013）05-0091-03

2013-01-13；

2013-04-05

浙江省科技廳公益性項(xiàng)目（2012C23031）；浙江水利科技計(jì)劃項(xiàng)目（RB1204）

陳海生（1965-），男，浙江臨海人，博士后，副教授，主要從事地理生態(tài)學(xué)研究；*通訊作者。