劉廣全,楊茂生
(1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院,北京 100048;2.國(guó)際泥沙研究培訓(xùn)中心,北京 100048;3.西北農(nóng)林科技大學(xué),陜西 楊凌 712100)
紅樺(Betula albo-sinensisBurk.),別名紅皮樺、紙皮樺、鱗皮樺,隸屬樺木科樺木屬,是中國(guó)特有物種,產(chǎn)于云南、四川、湖北、河北、河南、山西、陜西、甘肅、青海等省區(qū),垂直分布于海拔1000~3800m,分布區(qū)內(nèi)的陰坡、半陰坡、半陽(yáng)坡山地的中上部生長(zhǎng)較為良好。紅樺林為我國(guó)主要森林建群種之一,分布面積大、地域廣,橫跨中亞熱帶、北亞熱帶和南溫帶3個(gè)氣候帶。紅樺多生于山坡雜木林中,與巴山冷杉、青杄、云杉、冷杉、華山松、油松等針葉樹(shù)組成針闊葉混交林,在次生林區(qū)與多種闊葉樹(shù)種組成闊葉混交林,也有部分小片純林,對(duì)涵養(yǎng)水源、保持水土和木材供給以及生物多樣性保護(hù)具有重要意義。其種子數(shù)量多,體積小,輕而有翅,能靠風(fēng)力飛散到1km以外,在適宜的條件下可以借助天然下種,成為針葉林采伐跡地的過(guò)渡樹(shù)種。其適應(yīng)性強(qiáng),病蟲(chóng)害少,容易繁殖,萌蘗力強(qiáng),經(jīng)多次砍伐后仍能萌芽更新。是中高海拔山地森林更新,以及這一帶荒山造林的重要先鋒樹(shù)種。
紅樺木材淡紅褐色,材質(zhì)堅(jiān)韌,紋理致密,結(jié)構(gòu)細(xì),色澤均勻,有彈性,不易割裂,加工性能好,適于單板旋切,為細(xì)木工、家具、槍托、火柴、樂(lè)器等優(yōu)良用材和特種用材,為膠合板工業(yè)的重要原料之一。樹(shù)皮含鞣質(zhì)及芳香油,可以造紙,也可提煉栲膠及蒸樺皮油。樹(shù)液可以熬糖。種子可榨油供工業(yè)使用。
有關(guān)紅樺的研究已經(jīng)開(kāi)展許多。紅樺(中國(guó)樹(shù)木志、陜西樹(shù)木志、種子植物名稱(chēng)、河南),也稱(chēng)鱗皮樺(中國(guó)樹(shù)木志略)、紙皮樺(秦嶺)和紅皮樺(河北),其發(fā)現(xiàn)和命名為Betula albo-sinensisBurk.in Journ.Linn.Soc.Bot.26:497.1899;Scheid.in Sarg.Pl.Wils.2:457.1916 — B.utilis D.Don.var.sinensis H.Winkl.In Engler,pflanzenreich,Heft 19(IV.61):61.1094(Quoad specim.Shensi).劉小林等(2007)、郭壵鑫等(2011)、繆寧等(2009)、林玥等(2008)、劉守江等(2004)對(duì)紅樺種群物種組成、分布格局和更新演替開(kāi)展了研究,馬姜明等(2012)、尹華軍等(2008)、任堅(jiān)毅等(2008)、吳彥等(2004)對(duì)紅樺土壤種子狀況、種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)特性等進(jìn)行了研究,崔麗巍等(2011)對(duì)紅樺林下中小型土壤動(dòng)物多樣性進(jìn)行了研究,莫菲等(2009)對(duì)紅樺林水源涵養(yǎng)功能進(jìn)行了分析,侯穎等(2008)、吳秀臣等(2007)、李青超等(2007)、喬勻周等(2007a,2007b)、肖玲等(2006)基于CO2濃度變化研究了紅樺幼苗養(yǎng)分積累和分配、土壤蔗糖酶活性及根際微生物變化、幼苗根系及苗冠結(jié)構(gòu)影響、蘇建文等(2006)紅樺林林隙特征,等等,獲得了一批研究成果。牛春山等(1990)、朱志誠(chéng)(1991a,1991b)、蔣有緒等(1998)、雷明德等(1999)、鄭萬(wàn)鈞等(2005)、羅偉祥等(2007)、劉廣全等(2012),《山西森林》(1992)、《陜西森林》(1989)、《甘肅森林》(1998)、《寧夏森林》(1990)、《青海森林》(1993)、《中國(guó)森林》(2003)等都涉及黃土高原紅樺林分布問(wèn)題,但全面系統(tǒng)地探討黃土高原紅樺林帶分布及其特點(diǎn)和成因未見(jiàn)報(bào)道,該項(xiàng)研究對(duì)群落研究、生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)以及資源開(kāi)發(fā)利用具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。
黃土高原位于中國(guó)中部偏北,西起日月山、東至太行山、北緣長(zhǎng)城、南界秦嶺,地理坐標(biāo)為北緯34°~40°、東經(jīng)102°~114°、海拔800~2500m,涉及青、甘、寧、陜、內(nèi)蒙古、晉、豫7?。▍^(qū))的46個(gè)地(盟、州、市)282個(gè)縣(旗、市、區(qū)),總面積約為63.50 萬(wàn)km2,占我國(guó)陸地面積的6.4%。這里溝壑密布、干旱少雨、植被稀少、暴雨集中,是我國(guó)生態(tài)環(huán)境最為脆弱的地區(qū),也是我國(guó)水土流失最為嚴(yán)重的地區(qū)之一。該區(qū)是比較完整的地理單元,地貌分為黃土丘陵溝壑區(qū)、高原溝壑區(qū)和風(fēng)沙區(qū)三大類(lèi)型,區(qū)內(nèi)有部分土石山區(qū)。氣候?qū)俚湫痛箨懶詺夂?,處于西風(fēng)帶內(nèi),又受季風(fēng)影響;太陽(yáng)輻射在2200~2850h 之間,由南向北漸增;區(qū)內(nèi)溫差大,≥10℃積溫由4350℃到2500℃,由東南向西北遞減;降水時(shí)空分布不均,由東南向西北遞減,由800mm降到200mm以下;干燥度為1.0~4.0,屬于半濕潤(rùn)半干旱及干旱氣候。植被和土壤成帶狀分布,由東南向西北依次分布著森林植被、森林草原植被、草原植被和荒漠草原植被,區(qū)內(nèi)天然植被存在較少,以人工植被為主,土壤多由黃土母質(zhì)發(fā)育而成。森林植被區(qū)主要為落葉闊葉林,樹(shù)種以遼東櫟、山楊、紅樺、白樺、側(cè)柏為主,四旁植樹(shù)以臭椿、楸、榆、槐、楊樹(shù)為多,土壤為褐土和山地棕壤。森林草原植被區(qū)的土石山區(qū)降水多,較濕潤(rùn),生長(zhǎng)著落葉闊葉林,樹(shù)種以遼東櫟、山楊、油松、紅樺、白樺為常見(jiàn),在海拔較高處有華北落葉松、青扦,灌木常見(jiàn)有胡枝子、檸條、虎榛子、沙棘等,草地多在溝坡常見(jiàn)草種有白羊草、長(zhǎng)芒草、鐵桿蒿;原區(qū)已開(kāi)發(fā)成農(nóng)田;土壤為黑壚土。草原植被區(qū)主要草本有針茅、披堿草、委陵菜、甘草;土壤為灰鈣土,北部邊緣有栗鈣土、棕鈣土?;哪菰瓍^(qū)僅處于黃土高原西北端,降水少,植被稀疏,以草本為主,主要種有針茅、油蒿、苦豆子、干草、貓頭刺等,土壤為灰鈣土或淡灰鈣土。黃土高原處于東部向西部發(fā)展的過(guò)渡地帶,肩負(fù)著“承東啟西”的重任,是國(guó)家生態(tài)環(huán)境建設(shè)重點(diǎn)地區(qū)之一,不僅是我國(guó)重要的優(yōu)質(zhì)水果、畜牧產(chǎn)品及能源化工基地之一,也是我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最具潛力的地區(qū)之一。
紅樺林是中國(guó)天然次生林的重要組成部分,分布面積大、地域廣、類(lèi)型多,東起河南伏牛山,南至云南西北部的橫斷山脈,西達(dá)青藏高原的東部,北至河北北部的山地,橫跨中亞熱帶、北亞熱帶和南溫帶3個(gè)氣候帶。紅樺林由于分布區(qū)的地理位置不同,垂直分布差異較大,在北京百花山分布于海拔1000~2500m,河南伏牛山分布于1600~1800m,湖北神農(nóng)架分布于海拔1600~2300m,陜西秦嶺分布于2000~2300m,青海洮河中游分布于2300~3400m,而在云南西北部的橫斷山脈分布于2400~3500m,甚至更高海拔。
紅樺要求溫涼濕潤(rùn)的山地環(huán)境,其分布區(qū)主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)為:冬季寒冷晴燥,冬有積雪,秋有陰雨,全年濕度較大。年均氣溫2.5℃~10℃,1 月平均氣溫-8℃~-4℃,7 月平均氣溫12℃~20℃,極端最低氣溫-15℃~-25℃,極端最高氣溫30℃~35℃,年平均降水量400~1000mm,相對(duì)大氣濕度65%~85%,干燥度K值一般在0.66~1.00,屬于濕潤(rùn)型。紅樺林林下土壤多為山地棕壤、暗棕壤或山地淋溶褐土,以及山地棕褐土等,土層較厚,一般在60cm 以上,地表枯枝落葉層分解良好,腐殖質(zhì)厚達(dá)20cm 以上,土壤肥沃,呈弱堿性、中性或弱酸性反應(yīng),有機(jī)質(zhì)含量豐富。
紅樺林在黃土高原山地分布也很廣,東起太行山,南至秦嶺和伏牛山,西達(dá)孟達(dá)山,北界至森林草原帶的山體,如關(guān)帝山、六盤(pán)山等。紅樺在黃土高原主要分布于山西的關(guān)帝山、中條山和霍山,陜西的秦嶺和關(guān)帝山,以及寧夏的六盤(pán)山。紅樺的垂直分布特別奇特,由于紅樺比較耐寒和喜濕潤(rùn),所以在黃土高原多位于山地落葉闊葉林帶之上。如在秦嶺太白山分布在海拔2200~2600m,位于遼東櫟林和牛皮樺林之間,在山體較小的山頭,其下限可低至1800m;在中條山位于海拔2000~2200m的山地森林最上限,在霍山位于海拔2000~2150m的山地森林上限,在六盤(pán)山位于糙皮樺矮曲林的下部(表1)。
表1 黃土高原紅樺林的分布和組成
在秦嶺太白山分布在海拔2200~2600m,在山體較小的山頭,其下限可低至1800m。在孟達(dá)山,紅樺林帶分布在3000~3400m,這是黃土高原同一樹(shù)種越向西北,則分布海拔升高的又一例證,也說(shuō)明紅樺對(duì)溫度的適應(yīng)范圍很寬,大概由年均氣溫6℃到年均氣溫-3℃都可成林。然而最奇特,也是最令人注意的是,紅樺在孟達(dá)山的分布竟在青杄和紫果云杉之上。經(jīng)典理論認(rèn)為自山下到山上的垂直分布與低緯度到高緯度的水平分布相似,所以闊葉林帶應(yīng)在針葉林帶之下。孟達(dá)山紅樺林帶為什么在針葉林帶之上呢?孟達(dá)山紅樺林帶,分布在海拔3000m以上。在這個(gè)海拔高度上,沒(méi)有適生樹(shù)種可以更替紅樺,耐寒的紫果云杉林帶上限只能分布在海拔3000m,它是青海分布最高的云杉。該山?jīng)]有冷杉,紅樺適應(yīng)溫度的幅度很寬,只有它可以在海拔3000~3400m形成林帶。在該海拔高度上,沒(méi)有更替它的樹(shù)種,所以紅樺就是頂極,就像許多地方的落葉松一樣,它雖是陽(yáng)性樹(shù)種,但在嚴(yán)酷的山頂,沒(méi)有更替它的樹(shù)種,它就成了頂極。
黃土高原紅樺林無(wú)論是純林還是混交林,均由喬木層、灌木層和草本層構(gòu)成,部分林分具有苔蘚層,還有層間植物。喬木層主要樹(shù)種有華山松、油松、白杄、青海云杉、云杉、祁連圓柏、山楊、白樺、椴樹(shù)、槭樹(shù)、柳、遼東櫟、漆、榆樹(shù)等;灌木層主要物種有箭竹、杜鵑、忍冬、茶藨子、莢蒾、小檗丁香、六道木、山柳、薄皮木、山梅花、山楂、栒子、繡線菊、五加、小檗、峨嵋薔薇、栒子、茶藨子、薔薇、紅葉柳、花楸、八仙花、鬼箭錦雞兒、金露梅、剛毛忍冬、冰川茶藨子、山生柳、杜鵑等,平均株高0.5~1.5m,覆蓋度30%~45%;草本層主要物種有苔草、糙蘇、碎木薺、細(xì)辛、升麻、淫羊霍、披針苔、香豌豆、小紅菊、老鸛草、橐吾、煙鍋草、珠茅蓼、高山黃華、馬先蒿、唐松草、銳果鳶尾等,樹(shù)高25~50cm,最高者可達(dá)80cm,覆蓋度20%~45%;層間植物主要有菝葜、絡(luò)石、五味子、藤山柳、黃花鐵線蓮、盤(pán)葉忍冬和三葉木通等;林中苔蘚層發(fā)育良好,常與草本相間分布。不同地區(qū)生長(zhǎng)的紅樺林林分結(jié)構(gòu)和物種組成存在一定的差異(表1)。
紅樺早期生長(zhǎng)較快,樹(shù)高速生期10~30年間,直徑速生期30~50年間,一般20年生可采伐利用,樹(shù)齡一般50~70年,最大樹(shù)齡可達(dá)100年以上。陜西秦嶺南坡紅樺林分一般在40~60年間,樹(shù)高16~18m,胸徑16~18cm。生長(zhǎng)較好的紅樺林,75年生樹(shù)高19.5m,胸徑24.5cm,單株材積0.4036m3。在甘肅關(guān)山箭竹—樺木林年齡30~80年,平均胸徑12~20cm,平均樹(shù)高10~16m,蓄積量80~200m3/hm2,而甘肅祁連山灌木—樺木林年齡50~140年,平均胸徑16~30cm,平均樹(shù)高15~20m,蓄積量70~150m3/hm2。在寧夏六盤(pán)山47年生樺木林,平均胸徑29cm,平均樹(shù)高13.9m。在青海大通河50年生樺木林,平均胸徑11.0cm,平均樹(shù)高11.9m,單株材積0.06m3;100年生時(shí),平均胸徑16.3cm,平均樹(shù)高179m,單株材積0.14m3。
在一般情況下,紅樺林多為云冷杉等暗針葉林破壞后演替的次生林,是森林演替過(guò)程的過(guò)渡階段,也是一個(gè)不穩(wěn)定的植物群落,而且為一些耐蔭針葉林恢復(fù)創(chuàng)造林下更新的重要庇蔭條件。在自然演替中,如果有云冷杉等充足種源,最終會(huì)被云冷杉取代形成穩(wěn)定的頂級(jí)云冷杉林。但是,在黃土高原卻有其他情況發(fā)生(朱志誠(chéng)1991b)。
在黃土高原與紅樺生態(tài)學(xué)、生物學(xué)習(xí)性相似的樹(shù)種主要有山楊和白樺及糙皮樺,它們同為強(qiáng)陽(yáng)性樹(shù)種,在它們自己的林下更新不良;但是,在林中空地,特別是土壤經(jīng)過(guò)翻動(dòng)的林中空地上更新很好。與紅樺相似地帶分布的強(qiáng)陰性樹(shù)種有云杉、冷杉等。經(jīng)典的看法是,這些強(qiáng)陽(yáng)性樹(shù)種是云杉、冷杉或別的耐蔭樹(shù)種林分破壞后,逆行演替時(shí)的先鋒樹(shù)種。當(dāng)它們生長(zhǎng)發(fā)育成林后,耐蔭的云杉、冷杉或其它耐蔭樹(shù)種在其林下更新,若林分再不受干擾,則將形成耐蔭樹(shù)種組成的云冷杉森林,或針闊葉混交林。
紅樺與山楊、白樺不同的是,它在黃土高原的中條山、霍山、關(guān)山及我國(guó)溫帶、亞熱帶山地分布極廣,面積很大,不僅僅形成林分,而是在植被垂直帶譜中形成一個(gè)林帶。前人在植被垂直帶的描述中,都明明確確地將紅樺作為植被垂直帶譜中的一個(gè)帶,我們查閱了許多學(xué)者對(duì)黃土高原森林帶山體垂直帶的描述,他們都是這樣處理的。一般來(lái)說(shuō),形成林帶的樹(shù)種應(yīng)該是該帶的頂極樹(shù)種,有時(shí)頂極樹(shù)種并不占優(yōu)勢(shì),這在多數(shù)情況下由于人為干擾所致。根據(jù)植被演替規(guī)律和廣泛的調(diào)查,我們亦可推知并確認(rèn)頂極樹(shù)種。
紅樺是陽(yáng)性樹(shù)種,它并非頂極樹(shù)種,但在植被垂直分帶中,卻扮演了一個(gè)頂極樹(shù)種的角色,為什么?大家都把紅樺作為山地植被垂直帶譜中的一個(gè)帶,說(shuō)明這個(gè)帶的確存在。前人當(dāng)然清楚,除特例之外,作為一個(gè)植被帶的頂極樹(shù)種應(yīng)該是耐蔭樹(shù)種。紅樺是陽(yáng)性樹(shù)種,卻扮演頂級(jí)角色,前人都未提及這個(gè)問(wèn)題,這又是為什么?他們不提出該問(wèn)題的原因是多種多樣的,這個(gè)問(wèn)題難以圓滿(mǎn)解釋卻是不爭(zhēng)的事實(shí)。為了搞清這一問(wèn)題,我們把黃土高原植被依據(jù)紅樺林分布狀況分作幾個(gè)類(lèi)型,逐個(gè)分析紅樺林帶存在的地理位置、環(huán)境條件和演替規(guī)律,試圖總結(jié)出紅樺林帶存在的原因。
除了孟達(dá)山外,黃土高原紅樺林分布大概有以下幾種類(lèi)型:
在荒漠帶和荒漠草原帶的賀蘭山、大羅山,在草原帶的大青山,不要說(shuō)紅樺林帶,甚至紅樺林分也極其少見(jiàn),在紅樺生長(zhǎng)的海拔上,由青海云杉、青杄、白杄等云杉屬樹(shù)種占據(jù),由于山高,又受到一定保護(hù),云杉的地位是不可動(dòng)搖的。
在森林草原帶和草原帶的一些山體上存在著一定的紅樺林分,如關(guān)帝山、恒山、六盤(pán)山、興隆山等,但這些紅樺并不構(gòu)成紅樺林帶,只是以一些個(gè)別林分存在或與遼東櫟、云杉等樹(shù)種混交,在這些山體紅樺生長(zhǎng)的海拔上,分布著青杄或白杄,有時(shí)構(gòu)成云杉林帶,而云杉林帶正是紅樺的頂極樹(shù)種,故這里不可能有紅樺林帶。
在另外一些山體卻沒(méi)有紅樺存在,子午嶺海拔較低,海拔高度不足1800m,沒(méi)有紅樺適生的海拔,故無(wú)紅樺林,也沒(méi)有云杉林。紅樺在諸山體成林帶的山體有中條山、霍山、關(guān)山,他們都在森林帶,但這些山體并不高,紅樺林雖然成帶,但面積不大,《山西森林》中竟無(wú)紅樺林的描述,只在白樺林中提及紅樺,可見(jiàn)并不重要,實(shí)際上在山西的管涔山、關(guān)帝山、太岳山等地都有紅樺分布。但紅樺林帶在整個(gè)陜西的秦嶺、巴山,湖北的神農(nóng)架以至四川北部的亞熱帶地區(qū)分布面積大,且成為一個(gè)較為完整的林帶,對(duì)于這種現(xiàn)象,應(yīng)該有一個(gè)合理的解釋。
綜上所述,可以將黃土高原紅樺林分布狀況歸結(jié)為表2??梢?jiàn),紅樺對(duì)溫度適應(yīng)幅度較寬,喜冷涼較濕潤(rùn)的氣候,相對(duì)集中分布于年均氣溫-3℃~6℃的地區(qū)。但紅樺不耐旱,大氣降水量是限制紅樺生長(zhǎng)和分布的關(guān)鍵因子,所以黃土高原由東南向西北方向紅樺林愈來(lái)愈少,以至消失。如此推斷,與紅樺處在同一海拔高度是云杉屬和冷杉屬的樹(shù)種,紅樺演替的頂極仍然是云杉屬的某些樹(shù)種。
表2 紅樺林帶在黃土高原分布狀況
如果設(shè)想紅樺林是植被演替的亞頂極樹(shù)種,則上述問(wèn)題都可得到較為圓滿(mǎn)的解釋。在黃土高原,由于人為破壞或反復(fù)干擾,有時(shí)亞頂極樹(shù)種在林帶所占面積較頂極樹(shù)種面積還大,如低海拔的側(cè)柏和較高海拔的油松就是如此,這種狀況在森林垂直帶譜中并不鮮見(jiàn)。若設(shè)想紅樺林是植被演替的亞頂極,那么頂極樹(shù)種是什么?是什么原因反復(fù)作用,使演替長(zhǎng)期的停留在植被演替頂極階段的前一個(gè)階段—紅樺林階段?這兩個(gè)問(wèn)題得到圓滿(mǎn)答復(fù)后,紅樺林是亞頂極的設(shè)想就會(huì)成立。
在有紅樺林帶存在的山體上(孟達(dá)山除之外),在秦嶺可能更替紅樺的樹(shù)種是云杉、冷杉,有人說(shuō)鐵杉和華山松也可能更替紅樺,這幾個(gè)(屬)樹(shù)種比較耐蔭,壽命較長(zhǎng),的確有可能更替紅樺、山楊、白樺和糙皮樺等強(qiáng)陽(yáng)性樹(shù)種。在黃土高原生長(zhǎng)著鐵杉、華山松、冷杉和云杉,其中冷杉有巴山冷杉和秦嶺冷杉兩個(gè)種,而云杉有青杄、白杄、粗皮云杉和大果青杄4個(gè)種。
現(xiàn)在可以逐個(gè)探討鐵杉、華山松、冷杉和云杉等更替紅樺的可能性。鐵杉、秦嶺冷杉和大果青杄這三個(gè)種可更替?zhèn)€別的紅樺林分,但絕不可能更替整個(gè)紅樺林帶。鐵杉在秦嶺分布在海拔1500~2500m,在冷杉林帶之下,垂直分布范圍很寬,但鐵杉對(duì)生境要求嚴(yán)格,成林面積較少。另外,鐵杉分布北界是秦嶺,即使在秦嶺更替紅樺,但中條山、霍山的紅樺是它無(wú)法更替的,因?yàn)檫@兩個(gè)山系并無(wú)鐵杉分布。秦嶺冷杉和大果青杄分布的海拔與紅樺重疊部分較寬,但它們數(shù)量極少,已被列為或幾乎列為保護(hù)樹(shù)種,說(shuō)明它們適應(yīng)生態(tài)幅度很窄,這樣的樹(shù)種是不可能更替紅樺林帶的。
巴山冷杉生長(zhǎng)在海拔較高的地方,在太白山處于紅樺帶之上(〉2900m),在較低山頭上也分布在海拔2400m以上,都在紅樺林帶之上,它無(wú)法更替分布海拔較低的紅樺林帶。相反,由于紅樺對(duì)溫度適應(yīng)范圍大,經(jīng)??梢砸?jiàn)到冷杉林破壞后,往往由紅樺更替。在黃土高原東部諸山峰上未見(jiàn)冷杉,它根本不可能更替黃土高原東部諸山紅樺林。
華山松較耐蔭,對(duì)溫度適應(yīng)幅度較寬,但華山松適生海拔較紅樺低,雖然在海拔2600m以上的地方,常與紅樺、山楊混交,但林分中華山松數(shù)量明顯較松櫟林帶的少。其水平分布,在中條山、關(guān)山已達(dá)華山松分布的北緣,數(shù)量很少;加之華山松大小蠹危害嚴(yán)重,華山松很難在此形成以它為主的林帶。
在黃土高原森林帶以外的諸山峰上均無(wú)紅樺林帶。處在紅樺林帶位置以上的是云杉林帶,在賀蘭山、大羅山是青海云杉林帶。在森林草原及典型草原地帶山峰上,云杉種類(lèi)是青海云杉、青杄或白杄;在這兩個(gè)植被帶只要有青海云杉或青杄和白杄林帶的山峰就沒(méi)有紅樺林帶。但是,在六盤(pán)山、興隆山、關(guān)帝山和恒山仍有紅樺林分,這里是紅樺分布的北界,況且同海拔又有青杄、白杄等樹(shù)種,很容易更替紅樺,紅樺難以形成林帶。在秦嶺、中條山、霍山、關(guān)山等植被垂直分布帶譜中都有紅樺林帶,在紅樺林同海拔上分布著青杄、粗皮云杉等,也觀察到云杉更替紅樺林的現(xiàn)象。由于種種原因,云杉并未完全更替紅樺。認(rèn)為紅樺林是該帶的亞頂極樹(shù)種是沒(méi)有問(wèn)題的。
紅樺林在北京百花山的分布情況與黃土高原的類(lèi)似,在山頂苔草草甸往下,幾乎沒(méi)有針葉林帶,基本上是紅樺純林林帶,偶見(jiàn)黑樺、山楊和堅(jiān)樺混入其中(蔣有緒等,1998)。也有區(qū)域分布下界為遼東櫟林帶,上界抵柳灌叢或亞高山草甸帶。
既然紅樺林是云冷杉林破壞后的亞頂極樹(shù)種,那么是什么原因使云冷杉沒(méi)有能更替紅樺,形成云杉林帶呢?作者認(rèn)為,云杉林沒(méi)有更替紅樺林的主要原因是云冷杉林很少,陜西省云冷杉林集中在秦巴山地,蓄積量?jī)H占全省蓄積量的0.16%,秦巴山地樺木林(以紅樺為主)卻占全部總蓄積的12.93%,而且中齡以上云冷杉集中在幾個(gè)林班,要靠這一點(diǎn)云冷杉將紅樺林演替成云冷杉林帶是難以想像的。
為什么在黃土高原的森林帶中云杉林這樣少呢?還可以再問(wèn)若干為什么?未來(lái)還有許多需要研究和探討的話(huà)題。
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