長白山北坡和西坡林線不同種群擴張態(tài)勢與氣溫變化的對比關(guān)系

徐曉云，孫嘉鴻，李鵬啟，楊楗斌，劉曉燕，王曉東

摘要：本文以長白山北坡和西坡林線不同種群為研究對象，以兩坡樣方調(diào)查得到的實地數(shù)據(jù)為來源，采用一系列數(shù)理統(tǒng)計方法對調(diào)查數(shù)據(jù)進行分析。結(jié)果表明：北坡林線有緩慢上移趨勢，西坡則有衰退跡象。北坡岳樺林下和苔原帶植物呈共存態(tài)勢，西坡出現(xiàn)小葉樟獨占所有生態(tài)位的趨勢。北坡氣溫上升幅度剛好利于岳樺樹木生存，帶動林下植物一起移動，而西坡氣溫上升幅度使林下小葉樟過度擴張擠壓其他植物獨占所有生態(tài)位的現(xiàn)象明顯。

關(guān)鍵詞：郁閉型林線；不同種群；氣候變化

基金項目：國家自然科學基金資助項目（31500307，41571078，41601263），長白山歷史地理與族群變遷重點實驗室；長師項目（2016-009）和大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（201710205155）

中圖分類號： P423.3 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2018.04.025

山地森林帶和苔原帶之間的過渡帶被稱高山林線，長白山岳樺林是研究林線變動的理想地段，林線變動對氣候變化響應(yīng)非常明顯，長白山林線類型豐富，在西坡和北坡變動方式差異明顯，探討不同坡向林線種群變動方式引起人們的極大興趣。郝占慶等認為長白山各種植物空間分布與環(huán)境因子有關(guān)聯(lián)，林線各種植物沿海拔梯度的物種豐富性變化規(guī)律明顯，趙淑清等應(yīng)用一系列生態(tài)指數(shù)計算林線各種群落物種豐富度。

1 研究方法

1.1 樣方調(diào)查

2017年9～10月分別于長白山北坡和西坡郁閉型林線處設(shè)置一系列樣方，即沿著林線邊緣連續(xù)取樣；在西坡得到15個樣方，在北坡得到10個樣方。所有樣方的大小為10m×10m，調(diào)查內(nèi)容為樣方內(nèi)岳樺樹木的棵樹，每棵樹的胸徑和高度，記載各個樣方內(nèi)各種灌木和草本植物的名稱、蓋度（方格法與目測法相結(jié)合）、高度〔用卷尺測量（精確到1cm）〕、密度。

1.2 數(shù)據(jù)分析

1.2.1岳樺種群動態(tài)對比 根據(jù)樣方調(diào)查的結(jié)果按照徑級大小進行排序整理，依據(jù)徑級結(jié)構(gòu)反映年齡結(jié)構(gòu)的原理，利用徑級結(jié)果分析種群的動態(tài)特征，用配對樣本T檢驗分析兩坡種群動態(tài)的差異程度。

1.2.2林下植物種群動態(tài)對比 對樣方調(diào)查得到的草本和灌木植物數(shù)據(jù)進行整理，計算灌木和草本的生態(tài)重要值。

重要值= 相對高度+ 相對蓋度+ 相對頻度/3 （1）

根據(jù)兩坡各種林下植物生態(tài)重要值分析植物種群動態(tài)的差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 北坡和西坡岳樺種群動態(tài)對比

從兩坡采樣點岳樺種群徑級分布看都是以小徑級為主，在郁閉林線處，種群仍在處于膨脹擴張的態(tài)勢中。從配對樣本T檢驗結(jié)果p值沒有達到顯著程度，都有相似的擴張態(tài)勢。差異主要體現(xiàn)在西坡徑級以小于1cm為主，說明西坡郁閉型林線繁殖能力還是非常強的，但存活率看低，很難度過幼苗期。北坡生存環(huán)境稍好，幼苗存活率高，近期有擴張趨勢。

2.2 林下植物種群動態(tài)對比

從樣方調(diào)查數(shù)據(jù)的生態(tài)重要值計算結(jié)果可以看出兩坡差異明顯，北坡則既有岳樺林下的小葉樟和牛皮杜鵑，還有苔原帶的仙女木和篤斯越桔，而西坡的苔原植物幾乎沒有。說明北坡郁閉林線林下植物共存性較好，多種植物在目前環(huán)境下能夠在狹窄的地域共生。西坡幾乎沒有苔原植物，有一種或者兩種植物獨占所有生態(tài)位的趨勢。

2.3 北坡和西坡不同植物種群差異性動態(tài)與氣溫變化關(guān)聯(lián)

北坡氣溫上升速率快，岳樺做出響應(yīng)，郁閉林線有整體緩慢上移的趨勢。西坡氣溫上升幅度與小葉樟的生存需求最適宜，出現(xiàn)排擠其他植物，獨占所有生態(tài)位現(xiàn)象。

3 結(jié)論

郁閉林線北坡林線整體緩慢上移趨勢，西坡林線有退縮跡象。北坡呈現(xiàn)多種植物共存的局面，西坡小葉樟過度擴張擠壓其他植物。兩坡氣溫上升方式不同，北坡利于岳樺樹木生存，西坡則利于小葉樟的擴張。

參考文獻

[1]Holtmeier F K. Sensitivity and response of northern hemisphere altitudinal and polar treelines to environmental change at landscape and local scales[J].Global Ecology and Biogeography，2005，14（5）：395-410.

[2]Korner C H.Alpine Plant Life：Functional Plant Ecology of High Mountain Ecosystems[M].Springer-Verlag，Germany，2003.

[3]郝占慶，郭水良.長白山北坡草本植物分布與環(huán)境關(guān)系的典范對應(yīng)分析[J].生態(tài)學報，2003，23（10）： 2000-2008.

[4]趙淑清，方精云，宗占江，等. 長白山北坡植物群落組成、結(jié)構(gòu)及物種多樣性的垂直分布[J].生物多樣性，2004，12（01）：164-173 .

作者簡介：徐曉云，在讀本科生，研究方向：環(huán)境變化區(qū)域響應(yīng)。

通訊作者：王曉東，博士，副教授，碩士生導師，研究方向：生態(tài)氣候?qū)W研究。