柴河林業(yè)局森林與濕地交錯帶群落結(jié)構(gòu)的研究

蘇平，唐立剛，莊嘉祥

（1.黑龍江林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，黑龍江 牡丹江 157011；2.柴河林業(yè)局）

通過對柴河林業(yè)局森林與濕地交錯帶群落的類型、分布、結(jié)構(gòu)特征及其與環(huán)境相互關(guān)系進(jìn)行研究，為科學(xué)經(jīng)營管理濕地資源，有計劃地實施天然濕地恢復(fù)工程，保護(hù)濕地生態(tài)系統(tǒng)的原有功能及生物多樣性，充分發(fā)揮其社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益，以最終實現(xiàn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究地區(qū)概況

柴河林業(yè)局位于黑龍江省東南部，E 128°55′～129°51′，N 44°48′～45°37′。地處長白山脈張廣才嶺東麓北段，平均海拔400m，大部分是低山、丘陵；中緯度寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，冬季漫長寒冷干燥，夏季溫和多雨，早春低溫多雨雪，暮春少雨易干旱，秋季降溫迅速，常有凍害發(fā)生。年平均氣溫3℃，極端最高氣溫38℃，極端最低氣溫-38℃，年有效積溫2 400℃；全年日照時數(shù)2 540h；年平均降水量550mm；無霜期126d左右，早霜期9月中旬，晚霜期5月下旬；積雪時間長達(dá)4～6個月。土壤主要類型暗棕壤、棕色針葉林土、草甸土、沼澤土，植被以紅松為主的針闊混交林、云冷杉林。

2 研究方法

2.1 線路踏查

選擇該林業(yè)局森林與濕地過渡帶群落面積較大的蓮花、二道河、頭道作研究區(qū)，通過線路踏查選設(shè)調(diào)查區(qū)并選擇具有代表性地段做標(biāo)準(zhǔn)地。通過踏查選擇出白樺／塔頭濕地類型（簡稱Ⅰ型）和毛赤楊、白樺／塔頭濕地類型（簡稱Ⅱ型），調(diào)查典型的森林與濕地交錯群落。

2.2 調(diào)查

在每個類型中設(shè)置6塊標(biāo)準(zhǔn)地：Ⅰ型中標(biāo)準(zhǔn)地編號為1，2，3，4，5，6號，Ⅱ型中標(biāo)準(zhǔn)地編號為7，8，9，10，11，12號。標(biāo)準(zhǔn)地面積的大小，應(yīng)以含有沼澤與森林之間的典型交錯帶為原則，一般為600m2（30m×20m）。每塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)每隔5m用繩子拉出6條樣帶，每條樣帶內(nèi)每隔5m設(shè)一樣方，對樣方內(nèi)立木進(jìn)行每木檢尺，實測胸徑、樹高、優(yōu)勢樹種的胸徑生長量，采用材積差法換算成材積生長量。每個樣方內(nèi)設(shè)置1m×2m的小樣方，調(diào)查下木和草本的種類、株數(shù)、高度、蓋度、多度及生長狀況。記載標(biāo)準(zhǔn)地生境條件。

3 結(jié)果與分析

3.1 種類組成分析

種類成分組成結(jié)構(gòu)的不同影響著整個群落的功能與動態(tài)，進(jìn)而影響到整個群落與環(huán)境構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)。Ⅰ型和Ⅱ型森林與濕地交錯群落的層次、種類、組成，根據(jù)各種群的重要值反映了種群的優(yōu)勢程度，其順序能表現(xiàn)出種群相互作用及組成的關(guān)系，隨著濕地向森林的不斷過渡，不同層次的植物組成由濕生不斷向中生化過渡。

3.1.1 Ⅰ型群落的種類組成結(jié)構(gòu)與動態(tài)。Ⅰ型植物群落結(jié)構(gòu)分喬木層、灌木層、草本層和苔蘚層。從濕地→森林的生境變化看到：喬木層以喜光的白樺為優(yōu)勢種，平均高度11.2m，胸徑10cm，還有少量山楊和山槐，群落郁閉度0.5；灌木層以柴樺、柳葉繡線菊和茶條槭幼苗為優(yōu)勢種向以烏蘇里繡線菊和疣枝衛(wèi)矛為優(yōu)勢種過渡，高度為1.5～3.5m，同時伴生有紹柳、五味子、稠李、少量山槐的幼苗，高度為1～2.5m，蓋度為50%；草本層的植物種類多，依次以密集型修氏苔草、三棱草為優(yōu)勢種。沿著沼澤向森林方向，以喜光的白樺為優(yōu)勢種的群落，喜光耐旱的植物種羊胡子苔草等出現(xiàn)。

3.1.2 Ⅱ型群落的種類組成結(jié)構(gòu)與動態(tài)。Ⅱ型植物群落結(jié)構(gòu)分喬木層、灌木層、草本層和苔蘚層。從濕地→森林的生境變化看到：喬木層以毛赤揚(yáng)和白樺為共建優(yōu)勢種，平均高度分別為12m、14.5m，平均胸徑分別為13.62cm、12.4cm，還伴生有紅皮云杉平均高度8.64m、平均胸徑8.6cm，群落郁閉度0.5；灌木層依次以柴樺、柳葉繡線菊、北懸鉤子、珍珠梅、興安茶藨子、刺枚薔薇、烏蘇里繡線菊和疣枝衛(wèi)矛過渡，高度為1.2～3.5m，蓋度為70%；草本層的植物種類多，依次以修氏苔草、三棱草為優(yōu)勢種。近沼澤喬木毛赤楊、白樺開始侵入并構(gòu)成群落主體，而且針葉樹種紅皮云杉的出現(xiàn)并占有一定的重要值，說明隨著植物對環(huán)境的改造，環(huán)境正在由濕生生境逐漸向中生生境過渡。林下植物種類組成也由濕生植物逐漸向耐蔭植物過渡。

3.2 徑級結(jié)構(gòu)與分析

兩類型的交錯帶群落優(yōu)勢種徑級分布呈現(xiàn)相同的變化規(guī)律，均在小徑級上形成分布高峰值，隨著徑級增大，相對應(yīng)的株數(shù)比例逐漸減小。其中，Ⅰ型在8徑級出現(xiàn)明顯分化，而Ⅱ型在10～12徑級才出現(xiàn)分化。在Ⅱ型中，Ⅱ型-1較Ⅱ型-2群落穩(wěn)定性要強(qiáng)（見圖1）。

圖1 Ⅰ型和Ⅱ型的優(yōu)勢種徑級分布圖

3.3 水平結(jié)構(gòu)分析

3.3.1 Ⅰ型主要樹種的水平分布。調(diào)查的白樺林屬于幼齡林至中齡林，各主要樹種的水平分布狀況，采用方差／均值法對水平格局進(jìn)行分析（見表1），說明現(xiàn)有的林地都是在較大范圍的采伐跡地上生長起來的，林分結(jié)構(gòu)還處于不斷的變動過程中，趨向于均勻分布。

表1 Ⅰ型各標(biāo)準(zhǔn)地白樺擴(kuò)散系數(shù)

3.3.2 Ⅱ型主要樹種的水平分布。所調(diào)查的白樺（16～50年）林屬于中齡林至成熟林，從表2分析，各個標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)，幼樹個體數(shù)量很多，呈隨機(jī)分布；毛赤楊（18～45年）林屬于中齡林至成熟林，從表3分析，各個標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)，幼樹個體數(shù)量均很多，呈隨機(jī)分布。云杉林屬于幼齡林至中齡林，從表4分析，呈隨機(jī)分布。從以上毛赤楊、白樺、云杉的水平分布可以看出隨環(huán)境梯度變化規(guī)律相同。即所調(diào)查的各個標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)，幼樹個體數(shù)量很多，呈明顯的隨機(jī)分布，但隨著徑級加大，株數(shù)急劇減??；在徑級較大的樣地內(nèi)，個體的數(shù)量非常稀少，在空間上也比較分散；距離森林越近，小徑級個體數(shù)量很少。

表2 Ⅱ型各標(biāo)準(zhǔn)地白樺擴(kuò)散系數(shù)

表3 Ⅱ型各標(biāo)準(zhǔn)地毛赤揚(yáng)擴(kuò)散系數(shù)

表4 Ⅱ型各標(biāo)準(zhǔn)地云杉擴(kuò)散系數(shù)

3.4 群落演替分析

現(xiàn)場調(diào)查，這里原為坡地的低洼地帶，著生許多草類，雨季被淹沒，具有了一定的水濕生境，這樣有苔草生長，由于它們有分枝的根蘗密集生長在一起而形成塔頭。鄰近濕地的森林中較耐水濕且傳播快、繁殖力強(qiáng)的、耐貧瘠樹種的種子落到塔頭上就可以發(fā)芽生長，并逐漸向濕地推進(jìn)，改善濕地的立地條件并利于更多種子的侵入，型中所見的白樺林（采伐后的跡地上形成。由于低洼地的季節(jié)性積水，光照充足，較耐水濕且喜光的、深根性的白樺樹種侵入并定居，形成先鋒群落，此群落不穩(wěn)定。Ⅱ型中所見的毛赤楊、白樺和云杉的侵入，增加了蒸騰量，促使水分向適中條件發(fā)展，林下的下木和草本不斷的向中生化過渡，于是濕地被森林取代，在Ⅱ型中最為明顯。特別是云杉的出現(xiàn)，意味著演替進(jìn)程已進(jìn)入針闊葉混交林階段。

［1］ 牟長城.長白山森林-沼澤生態(tài)交錯帶群落和環(huán)境梯度分析［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2001，12（1）：1-7.

［2］ 郎惠卿.中國濕地植被［M］／／中國濕地植被編輯委員會編.北京：科學(xué)出版社，1999.

［3］ 韓景軍.長白山白河地區(qū)森林-沼澤交錯群落的研究［J］.北華大學(xué)學(xué)報，2000，1（3）：246-253.

［4］ 牟長城.長白山森林沼澤生態(tài)交錯帶群落演替規(guī)律［J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2001，23（1）：1-6.