石門(mén)國(guó)家級(jí)森林公園植被垂直分布規(guī)律研究

賴(lài)樹(shù)雄

廣州華南環(huán)境資源研究院 廣州 510515

石門(mén)國(guó)家級(jí)森林公園植被垂直分布規(guī)律研究

賴(lài)樹(shù)雄

廣州華南環(huán)境資源研究院 廣州 510515

對(duì)石門(mén)國(guó)家級(jí)森林公園植被垂直分布按100 m垂直海拔高度分段進(jìn)行調(diào)查和分析，并對(duì)植被垂直分布規(guī)律進(jìn)行研究。結(jié)果表明，植物群落指數(shù)在總體上是隨著海拔上升呈下降趨勢(shì)；在海拔、坡度、坡向3個(gè)因子中，海拔因子是對(duì)群落分布影響最大的生態(tài)因子。

石門(mén)國(guó)家級(jí)森林公園，植被類(lèi)型，垂直分布

廣東從化大嶺山石門(mén)國(guó)家森林公園位于從化市東北部從化桃園鎮(zhèn)，距廣州市85 km，離從化城區(qū)25 km。總面積0.26萬(wàn)hm2，其中有林面積0.16萬(wàn)hm2，森林覆蓋率達(dá)98.9%。東與南昆山自然保護(hù)區(qū)相連，西是著名從化溫泉風(fēng)景區(qū)，北與廣州抽水蓄能電站、流溪河國(guó)家森林公園相望。石門(mén)國(guó)家森林公園地處N23.61°～23.64°，E113.76°～113.78°，屬于亞熱帶地區(qū)。終年氣候溫和，年平均溫度20℃，7—8月平均最高氣溫26.5℃，平均最低溫度11℃。

石門(mén)國(guó)家森林公園屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，是亞熱帶常綠闊葉林保存較為完整的林區(qū)之一。森林公園內(nèi)物種起源古老，成分復(fù)雜，生物多樣性高，同時(shí)也是珍稀野生動(dòng)植物基因庫(kù)。森林植被帶的垂直帶性是植物群落分布的顯著特性。對(duì)森林公園內(nèi)保存較為完整的植被進(jìn)行垂直分布規(guī)律的研究，對(duì)于揭示亞熱帶地區(qū)植被的分布規(guī)律有重要的參考意義[1]。

1 取樣設(shè)計(jì)與生境因子的測(cè)定

1.1 取樣設(shè)計(jì)

采用梯度格局法，從海拔300 m到海拔1 140 m間設(shè)一樣帶，在樣帶中海拔每升高100 m設(shè)置一個(gè)樣地。樣地長(zhǎng)60 m，寬20 m，從中分為3個(gè)20 m ×20 m的樣方單元。在樣方內(nèi)進(jìn)行每木調(diào)查，測(cè)定胸徑≥1 cm所有立木的種名、胸徑、樹(shù)高。共9個(gè)樣地 (表1)，總計(jì)調(diào)查面積12 000 m2。

1.2 立地與生境因子的測(cè)定記錄

分別用手持式GPS、氣壓式海拔表、坡度計(jì)、郁閉度測(cè)定儀等實(shí)測(cè)樣方的地理坐標(biāo)、海拔、坡度、坡向等環(huán)境因子，同時(shí)目測(cè)坡位和坡形。坡向處理采取每45°為一個(gè)區(qū)間的劃分等級(jí)制的方法，以數(shù)字表示各等級(jí)。以朝東為起點(diǎn) (0°)，逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，1表示東坡 (337.5°～22.5°)，2表示東北坡 (22.5°～67.5°)，3表示北坡 (67.5°～112.5°)，4表示西北坡 (112.5°～157.5°)，5表示西坡 (157.5°～202.5°)，6表示西南坡(202.5.5°～247.5°)，7表示南坡 (247.5°～292.5°)，8表示東南坡 (292.5°～337.5°)。坡度因子方面，25°及25°以下歸類(lèi)為1，26°～40°歸類(lèi)為2，41°以上歸類(lèi)為3(表1)。

表1 大嶺山群落樣方具體分布

2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

2.1 重要值

重要值計(jì)算采用如下公式: IV＝AR＋FR＋PR(1)

式中，IV為重要值，AR為相對(duì)多度，F(xiàn)R為相對(duì)頻度，PR為相對(duì)優(yōu)勢(shì)度。喬木樹(shù)種以胸高斷面積表示相對(duì)優(yōu)勢(shì)度，即喬木層IV＝相對(duì)多度＋相對(duì)頻度＋相對(duì)胸高斷面積。其中，相對(duì)多度＝100% ×某個(gè)種的株數(shù)/所有種的總株數(shù)，相對(duì)頻度＝100% ×某個(gè)種出現(xiàn)的次數(shù)/所有種出現(xiàn)的總次數(shù)，相對(duì)胸高斷面積＝100%×某個(gè)種的胸高斷面積/所有種的胸高斷面積之和。

2.2 多樣性指數(shù)

Pielou均勻度指數(shù)計(jì)算公式為

Heip均勻度指數(shù)計(jì)算公式為

Alatalo均勻度指數(shù)計(jì)算公式為

Shannon－Wiener指數(shù)計(jì)算公式為

Simposon指數(shù)計(jì)算公式為

式中，Pi＝ni/N，為第i個(gè)物種的個(gè)體在樣地中所占的比例；N為所有種的個(gè)體總數(shù)；s為種數(shù)；ni為第i種的個(gè)體數(shù)。

2.3 數(shù)量分類(lèi)

采用排序方法對(duì)石門(mén)國(guó)家級(jí)森林公園從海拔300 m到海拔1 146 m樣方內(nèi)的森林群落分別進(jìn)行除趨勢(shì)對(duì) 應(yīng) 分 析 (Detrended Correspondence Analysis，DCA)以及典范對(duì)應(yīng)分析 (Canonical Correspondence Analysis，CCA)，以分析各樣方優(yōu)勢(shì)種群與環(huán)境因子的關(guān)系。

3 結(jié)果與分析

3.1 群落多樣性指標(biāo)的分布規(guī)律

由表2可知，香農(nóng)－威納多樣性指數(shù)值普遍較小，物種多樣性在相對(duì)低海拔處 (700 m以下)總體比海拔高的地區(qū)高。海拔600 m處潤(rùn)楠、鴨腳木、羅浮柿在群落中占據(jù)了相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，在海拔800m處木荷、紅苞木、黃葉樹(shù)在群落中占據(jù)了優(yōu)勢(shì)，這可能是導(dǎo)致這2個(gè)海拔地區(qū)多樣性指數(shù)相對(duì)較低的原因。

另外，物種豐富度總體上呈隨著海拔升高而下降的趨勢(shì)，海拔600 m、800 m和1 000 m處物種數(shù)突然減少，原因可能是群落中有幾個(gè)種占優(yōu)勢(shì)。

海拔300 m和400 m處接近人為活動(dòng)頻繁的范圍，可能受到人類(lèi)活動(dòng)干擾，豐富度和多樣性指數(shù)比500 m處略低。

3.2 不同海拔下群落重要值比較

重要值作為一種綜合性指標(biāo)，在衡量某種植物在群落中的相對(duì)重要性的同時(shí)，也可指示這種植物分布的最適生境。在石門(mén)國(guó)家級(jí)森林公園群落中，木荷的重要值最高，然后依次是鴨腳木、羅浮柿、長(zhǎng)梗潤(rùn)楠、長(zhǎng)序潤(rùn)楠、馬尾松、黃樟、黃杞、紅花荷、九節(jié)。前5種植物的重要值之和占47.79，說(shuō)明這幾個(gè)種在不同海拔處都能生長(zhǎng)較好，占據(jù)優(yōu)勢(shì)(表3)。

表2 不同海拔的群落指數(shù) (均值)比較

表3 石門(mén)國(guó)家級(jí)森林公園重要值列前10位的植物種

海拔300 m處重要值排前3的是浙江潤(rùn)楠、鴨腳木、九節(jié)，400m處重要值排前3的是潤(rùn)楠、鴨腳木、藜蒴，500 m處重要值排前3的是木荷、鴨腳木、黃杞，600 m處重要值排前3的是潤(rùn)楠、鴨腳木、羅浮柿，700m處重要值排前3的是木荷、羅浮柿、馬尾松，800m處重要值排前3的是木荷、紅苞木、黃葉樹(shù)，900m處重要值排前3的是木荷、紅苞木、羊角杜鵑，1 000 m處重要值排前3的是木荷、杜鵑、烏飯樹(shù)，1 140 m處重要值排前3的是紅楠、羊角杜鵑、楊梅。在海拔300～600 m區(qū)，鴨腳木重要值都排在前3，說(shuō)明鴨腳木在600 m以下，是比較優(yōu)勢(shì)的種；而海拔700 m以上木荷和紅苞木就表現(xiàn)得較為占優(yōu)勢(shì) (表4)。

3.3 影響群落分布規(guī)律的生態(tài)因子比較

本次分析采用了典范對(duì)應(yīng)分析 (CCA分析)、除趨勢(shì)對(duì)應(yīng)分析 (DCA分析)、非度量的多維標(biāo)定法 (Nonmetric Multidimensional Scaling，NMS)對(duì)海拔、坡度、坡向進(jìn)行分析；在分析時(shí)，海拔縮寫(xiě)為ASL，坡度縮寫(xiě)為SLD，坡向縮寫(xiě)為SLX。

典范對(duì)應(yīng)分析表明，海拔、坡度、坡向3個(gè)因子中，坡度SLD軸和坡向SLX的軸較短，且在這2個(gè)軸方向上分布的樣方也少，而海拔ASL的軸最長(zhǎng)且分布在其方向上的樣方數(shù)量較多，即說(shuō)明海拔高度因素的影響是最大的。另外2種分析也指示出海拔因子是影響樣方植被分布最大的因子。

表4 不同海拔處重要值列前3位的植物種

4 結(jié)論與討論

物種豐富度和香農(nóng)—威納多樣性指數(shù)總體上隨著海拔上升呈下降趨勢(shì)。海拔600 m、800 m和1 000 m數(shù)值突然減少可能是因?yàn)槠淙郝渲心承┓N發(fā)展比較快，已經(jīng)占據(jù)了優(yōu)勢(shì)。海拔300 m和400 m處數(shù)值比500 m處略小，可能是由于受到人類(lèi)活動(dòng)干擾。另外種—多度分布圖也可以在一定程度上說(shuō)明石門(mén)國(guó)家級(jí)森林公園群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有較為完好的植被垂直梯度。

在海拔、坡度、坡向3個(gè)因子中，對(duì)群落分布影響最大的是海拔。可見(jiàn)石門(mén)國(guó)家級(jí)森林公園群落是比較強(qiáng)的垂直分布的性質(zhì)的，其分布規(guī)律與周邊亞熱帶地區(qū)的植被分布規(guī)律相近[3－9]。

海拔對(duì)群落分布影響最大，可能是由于海拔梯度包含了各種環(huán)境因子的綜合作用；而海拔所包含的環(huán)境因子中 (例如氣候和土壤)哪些因子起主要作用還需要進(jìn)一步研究[10]。

石門(mén)國(guó)家級(jí)森林公園位于廣州市，其低海拔地區(qū)接近人類(lèi)活動(dòng)區(qū)，受到人類(lèi)活動(dòng)影響頻繁。因此，低海拔地區(qū)的植被及群落分布模式可以為廣州市建設(shè)城市森林綠地提供參考。

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Analysis of Vertical Distribution Patterns of Vegetation in Shimen National Forest Park

Lai Shuxiong
(South ChinaInstitute of Environmental Resources，Guangzhou 510515，Guangdong，China)

The vertical distribution of vegetation in Shimen National Forest Park was investigated and analyzed at every 100m altitudinal intervals，and the vertical distribution patternswere also studied.The results showed that plant community indexes generally fellwith the rise of altitude gradient in the park.In the factors of slope，aspect，and altitude，altitude is the ecological factor with highest impact on plant community distribution.

Shimen National Forest Park，vegetation type，vertical distribution

2014－01－07

賴(lài)樹(shù)雄，碩士，任職于廣州華南環(huán)境資源研究院，研究方向?yàn)榱謽I(yè)及生物學(xué)，E－mail:190189517＠qq.com