燕山和太行山過渡區(qū)植物多樣性垂直變化特點

叢明旸 曹 迪 陳國平 陳寶政 孫豐賓

(1.河北科技師范學(xué)院生命科技學(xué)院，秦皇島 066600； 2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，大慶 163319； 3.南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，天津 300071； 4.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，大慶 163319)

燕山和太行山過渡區(qū)植物多樣性垂直變化特點

叢明旸1曹 迪2陳國平3陳寶政4孫豐賓4

(1.河北科技師范學(xué)院生命科技學(xué)院，秦皇島 066600；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，大慶 163319；3.南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，天津 300071；4.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)農(nóng)學(xué)院，大慶 163319)

為明確山脈過渡區(qū)森林群落的建群種，以及驗證植物多樣性是否符合“中間高度膨脹”理論，沿天津最高峰聚仙峰設(shè)置海拔樣帶，分析得出：(1)喬木、灌木和草本層優(yōu)勢種垂直變化規(guī)律不同。喬木層物種組成具有變化規(guī)律，研究區(qū)下部是槲櫟和栓皮櫟，隨海拔升高核桃楸占優(yōu)勢并混生油松，然后蒙古櫟占優(yōu)勢地位，至山頂發(fā)展為紫椴和蒙古櫟混交林，槲櫟和栓皮櫟為伴生種，可見櫟屬植物不僅在各海拔段均有分布，而且優(yōu)勢地位顯著，是該區(qū)群落的建群種；灌木層以小花溲疏為各海拔段絕對優(yōu)勢種；草本層優(yōu)勢種無規(guī)律。(2)α多樣性指數(shù)具有垂直變化規(guī)律。物種多樣性S在600～700 m(中低海拔)最高；Simpson指數(shù)在800～900 m(中高海拔)最高，群落信息量和復(fù)雜度達到最大值；Shannon-Wiener和Pielou指數(shù)均為雙峰格局，數(shù)值在700～800 m(中海拔)低于兩側(cè)。因此，燕山和太行山脈過渡區(qū)聚仙峰的物種多樣性不支持“中間高度膨脹”理論。研究結(jié)果和結(jié)論豐富了山脈過渡區(qū)生態(tài)學(xué)理論，也提供了北方山地植物多樣性信息。

過渡區(qū)；植被；重要值；物種多樣性；海拔梯度

林分結(jié)構(gòu)決定林分生態(tài)服務(wù)功能，樹種多樣性是林分非空間結(jié)構(gòu)的重要組成部分，是反映植物群落穩(wěn)定程度的重要指標(biāo)，可以通過計算物種多樣性指數(shù)量化非空間結(jié)構(gòu)[1]，從而揭示過渡區(qū)森林植物多樣性變化規(guī)律，有利于發(fā)揮森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。植物多樣性的海拔格局作為其中一項重要內(nèi)容，一直是生態(tài)學(xué)家研究的興趣點[2]，也是保護生物多樣性的基礎(chǔ)。比較不同山脈物種多樣性垂直格局，有利于歸納海拔格局的普適性規(guī)律，為理解森林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)過程提供新的機理，也是發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求[3]。國內(nèi)外對山地植物多樣性沿海拔變化已有大量研究，主要集中在人為干擾小、生境多樣化的山脈。然而，現(xiàn)有研究卻較少關(guān)注兩山脈過渡匯合區(qū)。過渡區(qū)具有生態(tài)脆弱性，其環(huán)境容量小，抗干擾能力弱，若植被長勢欠佳，甚至?xí)?dǎo)致水土流失。

天津八仙山國家級自然保護區(qū)具有全球同緯度罕見的天然林區(qū)，是華北多雨中心和于橋水庫水源涵養(yǎng)地，對維護和改善天津生態(tài)環(huán)境、穩(wěn)定華北平原農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)起至關(guān)重要作用。保護區(qū)地處暖溫帶到溫帶、濕潤到半干旱、華北到東北及內(nèi)蒙古的復(fù)合過渡帶，是燕山和太行山兩大山脈的匯合處，特殊地理位置促進來自兩條山脈不同植物區(qū)系的融合，決定了植被具有過渡性和復(fù)雜性。以往對該區(qū)植被的研究較為薄弱，多數(shù)研究集中在植物區(qū)系方面。比如徐華鑫[4]、韓英蘭[5]、王天罡[6]、沙汀[7]等專家學(xué)者先后對維管植物區(qū)系進行分析，證實該區(qū)地理成分復(fù)雜，以華北植物區(qū)系為主，具有典型北溫帶性質(zhì)；本研究團隊在近幾年的調(diào)查中發(fā)表植物新記錄[8]，為該區(qū)植物區(qū)系組成添加新成員。然而，有關(guān)過渡區(qū)植被多樣性的研究鮮有報道，僅有的報道是針對典型森林群落分析其物種組成及多樣性[9]。國內(nèi)外山地多樣性垂直格局主要有以下6種：(1)與海拔負相關(guān)；(2)與海拔正相關(guān)；(3)單峰分布格局；(4)雙峰分布格局；(5)先降低后恒定的“低矮高原”格局；(6)與海拔無關(guān)。多數(shù)研究結(jié)果以(1)格局較為常見[10]，符合“中間高度膨脹”理論，即中間海拔高度具有最高的物種多樣性[11]。國內(nèi)外研究學(xué)者關(guān)于此理論進行大量驗證，結(jié)果不一致。然而，植物多樣性在山脈過渡區(qū)是否符合“中間高度膨脹”理論，需要驗證和探討。

聚仙峰是天津市最高峰，位于八仙山國家級自然保護區(qū)，分布大面積天然次生林，保持原始森林風(fēng)貌，是研究過渡區(qū)植物多樣性垂直分布特點的天然基地。本研究沿聚仙峰設(shè)置垂直樣帶，擬回答以下2個科學(xué)問題：(1)山脈過渡交匯區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)群落建群種是什么，喬木、灌木和草本層優(yōu)勢種沿海拔是否具有變化規(guī)律？(2)植物多樣性沿海拔梯度具有怎樣的變化特點，是否符合“中間高度膨脹”理論？研究結(jié)果和結(jié)論將為過渡地區(qū)生物多樣性保護提供理論參考，為森林經(jīng)營管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

燕山山脈位于河北省北部，大體呈東西走向；太行山縱跨河北省，呈東北—西南走向[12～13]。八仙山國家級自然保護區(qū)地處40°07′24″～40°13′53″N，117°30′35″～117°36′24″E，是燕山南翼和太行山尾翼交匯處，是天津市山峰最多、地勢最高、降水最多、生境最優(yōu)越、植物資源最豐富的地區(qū)，研究區(qū)聚仙峰海拔1 052 m，森林覆蓋率高達95%[14]，氣候類型為暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，晝夜溫差大，雨季較短，集中于7～8月。

1.2 樣方設(shè)置及外業(yè)調(diào)查

于2012年6月～2016年8月，采用典型樣方法開展外業(yè)調(diào)查，選取林相整齊、能代表群落特征的地段，按照方精云等人發(fā)表的植物群落清查技術(shù)規(guī)范[15]，沿海拔梯度(500～1 000 m)共設(shè)置37個大樣方(圖1)。樣方面積為20 m×20 m，調(diào)查樣方內(nèi)全部喬木樹種；在每個大樣方對角位置設(shè)置2個10 m×10 m灌木樣方，并調(diào)查全部灌木物種；在大樣方內(nèi)隨機選取4個1 m×1 m樣方，并調(diào)查全部草本物種。由于地勢原因，個別樣方面積設(shè)置為100，200和600 m2。

外業(yè)調(diào)查記錄的指標(biāo)有群落類型、樣地面積、調(diào)查地點、經(jīng)度、緯度、海拔、地形、森林起源、郁閉度及垂直結(jié)構(gòu)。群落層次按喬木層、灌木層和草本層劃分。喬木層記錄植株胸徑(DBH)≥3 cm的種名、胸徑、樹高及健康狀況；灌木層記錄各物種(包括喬木幼苗和幼樹)的種名、平均基徑、平均高、株數(shù)及蓋度；草本層記錄各物種的種名、蓋度、平均高及多度。調(diào)查樣方概況見表1。

圖1 燕山和太行山過渡區(qū)聚仙峰樣方布設(shè)示意圖Fig.1 Sketch map and quadrat sites of transitional zone Juxianfeng between Mount. Yan and Mount. Taihang

1.3 數(shù)據(jù)處理

將500～1 000 m共劃分為5個海拔區(qū)間：Ⅰ(500～600 m)、Ⅱ(600～700 m)、Ⅲ(700～800 m)、Ⅳ(800～900 m)和Ⅴ(900～1 000 m)。重要值的計算公式如下：

Ⅳ喬木=(相對密度+相對優(yōu)勢度+相對頻度)/3

Ⅳ灌木=(相對密度+相對蓋度+相對高度)/3

Ⅳ草本=(相對多度+相對蓋度+相對高度)/3

采用Biodap(Biodiversity Data Analysis Package)軟件計算廣泛應(yīng)用的4個多樣性指數(shù)，即物種豐富度指數(shù)S、Simpson優(yōu)勢度指數(shù)、Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)，再用Origin 9.9.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 聚仙峰森林植物群落各層優(yōu)勢種

樣方內(nèi)共記錄維管植物51科，109屬，157種。群落各層重要值計算結(jié)果為：聚仙峰喬木層優(yōu)勢種是殼斗科(Fagaceae)櫟屬(Quercus)植物，包括蒙古櫟(Quercusmongolica)、栓皮櫟(Quercusvariabilis)及槲櫟(Quercusaliena)，表明櫟屬植物是燕山和太行山過渡區(qū)內(nèi)暖溫帶落葉闊葉林的優(yōu)勢種；常見伴生樹種主要是樺木科(Betulaceae)、胡桃科(Juglandaceae)、椴樹科(Tiliaceae)、蕓香科(Rutaceae)植物(表2)。灌木層優(yōu)勢種是虎耳草科(Saxifragaceae)植物(表3)。草本層優(yōu)勢種主要是豆科(Leguminosae)、禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)及毛茛科(Ranunculaceae)植物(表4)。

2.2聚仙峰森林植物群落各層優(yōu)勢種沿海拔區(qū)間的變化規(guī)律

聚仙峰森林植物群落各層優(yōu)勢種的垂直分布規(guī)律性各異(表5)。喬木層垂直變化規(guī)律最為顯著，主要體現(xiàn)在優(yōu)勢種組成上，500～600 m區(qū)間是以槲櫟和栓皮櫟為優(yōu)勢種的落葉闊葉林分布區(qū)；600～700 m區(qū)間群落以核桃楸(Juglansmandshurica)占優(yōu)勢，油松(Pinustabulaeformis)次之，栓皮櫟和槲櫟的優(yōu)勢地位逐漸減弱；700～800 m區(qū)間除油松林外，核桃楸為單優(yōu)勢種，伴生種主要有蒙古櫟及栓皮櫟；800～900 m海拔區(qū)間的蒙古櫟逐步取代核桃楸而成為群落優(yōu)勢地位明顯的優(yōu)勢種，稀疏分布的栓皮櫟為伴生種，此時油松逐漸退出群落，屬于混生有稀疏針葉林的落葉闊葉林群落分布區(qū)；900～1 000 m區(qū)間為蒙古櫟和紫椴(Tiliaamurensis)共優(yōu)種混交林，而槲櫟和栓皮櫟稀疏分散生長。再次驗證了2.1的研究結(jié)果，即該過渡區(qū)是以櫟屬植物占顯著優(yōu)勢地位的集中分布區(qū)。灌木層的小花溲疏(Deutziaparviflora)在各海拔區(qū)段均占絕對優(yōu)勢。草本層的優(yōu)勢種無變化規(guī)律。

表2聚仙峰森林植物群落喬木層物種重要值

Table2SpeciesimportancevalueoftreelayerinJuxianfeng

物種Species相對密度Relativedensity相對優(yōu)勢度Relativesignificance相對頻度Relativefrequency重要值Importantvalue蒙古櫟Quercusmongolica8．165522．33532．355710．9521油松Pinustabulaeformis11．187113．12412．35578．8889栓皮櫟Quercusvariabilis9．280611．76461．06017．3684鵝耳櫪Carpinusturczaninowii13．20144．07323．41586．8968核桃楸Juglansmandshurica6．115111．73082．59136．8124紫椴Tiliaamurensis5．14399．64102．12015．6350臭檀Euodiadaniellii5．97124．01402．35574．1136白蠟樹Fraxinuschinensis7．69781．55542．82694．0267元寶槭Acertruncatum6．29502．31783．06243．8917槲櫟Quercusaliena4．17274．31791．88463．4584大葉樸Celtiskoraiensis3．16550．67663．18022．3408糠椴Tiliamandschurica1．94243．18101．41342．1789大果榆Ulmusmacrocarpa2．37411．46082．47352．1028黃檗Phellodendronamurense1．11512．49351．17791．5955桑Morusalba1．33091．13191．88461．4491沙梾Swidabretchneideri1．07910．85761．41341．1167

注：重要值小于1.0000的物種未列出。

Note:Important value of plants less than 1.0000 were not listed.

表3聚仙峰森林植物群落灌木層物種重要值

Table3SpeciesimportancevalueofshrublayerinJuxianfeng

物種Species相對密度Relativedensity相對蓋度Relativecoverage相對頻度Relativefrequency重要值Importantvalue小花溲疏Deutziaparviflora35．451029．60622．944622．6673大花溲疏Deutziagrandiflora11．74907．47471．06016．7613三裂繡線菊Spiraeatrilobata10．54123．40091．76685．2363大葉樸Celtiskoraiensis3．74907．21043．18024．7132雀兒舌頭Leptopuschinensis5．70985．40151．76684．2927

注：重要值小于4.0000的物種未列出。

Note:Important value of plants less than 4.0000 were not listed.

表4聚仙峰森林植物群落草本層物種重要值

Table4SpeciesimportancevalueofherblayerinJuxianfeng

物種Species相對高度Relativeheight相對蓋度Relativecoverage相對頻度Relativefrequency重要值Importantvalue歪頭菜Viciaunijuga22．89294．06081．649085．8082求米草Oplismenusundulatifolius12．60499．85951．295671．2801三脈紫菀Asterageratoides18．12292．57580．942364．9229大葉鐵線蓮Clematisheracleifolia3．594614．33982．120160．1636升麻Cimicifugafoetida15．91521．76340．117853．3891臭草Melicascabrosa1．234612．51981．531245．8568糙蘇Phlomisumbrosa2．40557．15571．413432．9238

注：重要值小于30.0000的物種未列出。

Note:Important value of plants less than 30.0000 were not listed.

2.3聚仙峰森林植物群落物種多樣性垂直變化規(guī)律

物種豐富度S(圖2:A)隨海拔升高呈單峰分布格局，且在600～700 m海拔區(qū)間物種數(shù)目最多。Simpson優(yōu)勢度指數(shù)(圖2:B)表現(xiàn)為單峰分布格局，群落復(fù)雜度均在800～900 m海拔區(qū)間最高，表明該區(qū)間包含的信息量最大。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(圖2:C)和Pielou均勻度指數(shù)(圖2:D)表現(xiàn)為幾乎一致的“M”型雙峰分布格局，中海拔區(qū)間700～800 m數(shù)值低于兩側(cè)(600～700和800～900 m)。

3 討論

3.1 山脈過渡區(qū)建群種及伴生種區(qū)系來源

建群種控制著群落的性質(zhì)和環(huán)境，對森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性起至關(guān)重要作用。海拔是產(chǎn)生山地水熱和土壤養(yǎng)分異質(zhì)性的主要因素，植物群落優(yōu)勢種分異主要源于海拔變化，因此物種組成和多樣性也不同。

表5 不同海拔區(qū)間植物群落喬木、灌木和草本層的優(yōu)勢種

圖2 聚仙峰森林群落物種多樣性指數(shù)垂直變化特點A.物種數(shù)目；B. Simpson指數(shù)；C. Shannon-Wiener指數(shù)；D. Pielou指數(shù) Ⅰ. 500～600 m；Ⅱ. 600～700 m；Ⅲ. 700～800 m；Ⅳ. 800～900 m；Ⅴ. 900～1 000 m Fig.2 Vertical characteristics of diversity indexes of forest communities in Juxianfeng A. Species number; B. Simpson index; C. Shannon-Wiener; D. Pielou index Ⅰ. 500-600 m；Ⅱ. 600-700 m；Ⅲ. 700-800 m；Ⅳ. 800-900 m；Ⅴ. 900-1 000 m

燕山和太行山山脈均具有植被垂直帶譜，二者交匯區(qū)聚仙峰雖然已是天津最高峰，但是植被卻不具備垂直帶譜，原因是相對海拔高度差值較小。表5結(jié)果表明垂直變化規(guī)律主要體現(xiàn)在群落內(nèi)部的物種組成上，從調(diào)查起點到山頂，櫟屬植物始終是優(yōu)勢種或次優(yōu)種。自然保護區(qū)的設(shè)立使早期被破壞的植被受到較好保護，具備優(yōu)越的水、熱、立地條件，現(xiàn)已發(fā)展成櫟屬植物為建群種的暖溫帶落葉闊葉林，并且在過渡帶中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，可能是影響該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的重要植物類群。樺木科、胡桃科、椴樹科、蕓香科等植物為常見伴生樹種。

相比于燕山和太行山山脈，聚仙峰的群落物種組成與二者存在異同。對于燕山山脈，北部典型群落主要是華北落葉松(Larixprincipis-rupprechtii)人工林和楊樺(Populusdavidiana，Betulaplatyphylla)天然次生林[16]；最高峰霧靈山位于燕山中段，以油松、遼東櫟、山楊(Populusdavidiana)、白樺(Betulaplatyphylla)為優(yōu)勢種，伴生種有核桃楸、槲櫟等[17]。對于太行山脈，小五臺山國家級自然保護區(qū)位于太行山最北端，優(yōu)勢樹種是白樺和紅樺(Betulaalbosinensis)[18]；太行山中段的喬木主要白樺、沙棘(Hippophaerhamnoides)[19]；中南段喬木以栓皮櫟、槲櫟、核桃楸、山楊、漆樹(Toxicodendronvernicifluum)、鵝耳櫪為優(yōu)勢種[20]；低山丘陵主要是灌叢，如荊條(Vitexnegundovar.heterophylla)、酸棗(Ziziphusjujubevar.heterophylla)等[21]；東靈山喬木優(yōu)勢種有核桃楸、黃花柳(Salixcaprea)、棘皮樺(Betuladahurica)、山楊、蒙椴(Tiliamongolica)、堅樺(Betulachinensis)、五角楓(Acermono)、遼東櫟等[22]。

由此可見，地理位置越接近過渡區(qū)，櫟屬植物出現(xiàn)頻率越增加，聚仙峰櫟屬植物種源主要來自于燕山山脈中段以南和太行山山脈中南段直至尾翼，由于聚仙峰獨特的地理位置，調(diào)查中發(fā)現(xiàn)了推測可能是櫟屬的雜交種，還是研究櫟屬植物遺傳多樣性的天然基因庫。另外，伴生種核桃楸也是來源于兩條山脈種源的匯合。

3.2 “中間高度膨脹”理論在山地過渡區(qū)的驗證

山地多樣性研究的一個核心問題就是物種多樣性沿海拔的變化規(guī)律[23]。用于解釋物種多樣性垂直分布格局的多種理論中，“中間高度膨脹”理論作為其中的一種，其核心論點是低山地區(qū)受水分限制，高海拔地段受熱量限制，因此中海拔地區(qū)植物多樣性最高。

聚仙峰植物物種多樣性指數(shù)具有垂直變化規(guī)律(圖2)。物種多樣性S和Simpson指數(shù)的峰值分別出現(xiàn)在600～700和800～900 m區(qū)間，即中低、中高海拔區(qū)間群落信息量和物種復(fù)雜度達到最大值。Shannon-Wiener多樣性指數(shù)和Pielou均勻度指數(shù)變化趨勢相同，均為“M”型雙峰格局，中間海拔700～800 m區(qū)間的數(shù)值低于兩端，形成這種格局的原因可能是，該海拔段的優(yōu)勢種油松是成立保護區(qū)以前栽種的人工林，其物種組成較為單一，這也從另外一個角度證實了自然植被在物種多樣性維持中所起的重要作用。燕山山脈最高峰霧靈山的植物多樣性沿海拔變化規(guī)律符合“中間高度膨脹”理論[17]。太行山山脈最高峰小五臺山[18]，以及另一座王屋山[24]，其多樣性指數(shù)符合“中間高度膨脹”理論，而山脈中段群落物種多樣性隨海拔升高而升高[19]。

由此可見，雖然燕山山脈和太行山脈的最高峰符合“中間高度膨脹”理論，表明物種豐富度在較大的尺度上具有相似性，但是在兩者過渡區(qū)聚仙峰，多樣性不符合“中間高度膨脹”理論。聚仙峰多樣性格局的形成原因可能有兩方面。一方面，推測是聚仙峰相對海拔高度不大，因此，山頂和低山的水分和光照條件的差異小。比如熱帶香格里拉縣種子植物多樣性格局符合該理論，其海拔差近4 000 m[25]；再如，對泰山和嶗山兩山脈的研究發(fā)現(xiàn)喬木物種豐富度也符合該理論，海拔差分別為1 500和1 300 m[26]；而與本研究結(jié)果類似的近期研究是Tanaka等人對日本中部種子植物研究，指出尤其海拔梯度差值小的山地，物種多樣性沿海拔呈不對稱駝峰型分布，即不符合該理論[27]，均表明相對海拔梯度可能是產(chǎn)生“M”型雙峰格局的主要原因。另一方面，推測可能是地形因素通過改變光、熱、水、土的空間分配，從而影響群落多樣性[23]。近期對太行山丘陵生態(tài)實驗站(114°16′E，37°53′N)區(qū)域內(nèi)山地的研究表明，坡向和坡位對植物物種分布格局和多樣性產(chǎn)生重要影響，南坡(陽坡)以耐旱物種居多，北坡(陰坡)以喜濕潤的物種為主；中間坡位由于其較高的熱量和土壤干燥度，物種多樣性最低[28]。對燕山最高峰霧靈山的研究結(jié)果表明，低海拔到中高海拔段濕度是主要限制因子，中海拔到山頂熱量是限制因子[17]。類似于太行山和燕山地區(qū)的結(jié)論在本研究中也有體現(xiàn)，因此有理由推測中間海拔700～800 m區(qū)間由于坡向以陽坡(南坡)為主(圖1)，加之油松林下土壤較為干旱和貧瘠，形成目前中間海拔多樣性低于兩側(cè)的海拔格局。

關(guān)于山脈過渡區(qū)的研究相對薄弱，后續(xù)研究應(yīng)在相對海拔更高的山體開展，并將環(huán)境和土壤因子考慮其中，基于物種生境的相關(guān)性分析更加有利于理解山脈過渡區(qū)群落構(gòu)建、物種共存機制，本研究至少為進一步深入研究指明方向。

致謝野外調(diào)查過程中，得到八仙山國家級自然保護區(qū)管理局的趙鐵建、天津市野生動植物保護管理站張小錕的支持，在此謹致謝意！

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Research Foundation for Introduction of Talent(XYB2016-01)；National Natural Science Foundation of China(31400444)；Heilongjiang Province Training Programs of Innovation and Entrepreneurship for Undergraduates(201410223022)

introduction：CONG Ming-Yang(1986—)，female，lecturer，Ph.D，Major in botany and ecology.

date:2017-01-03

VerticalCharacteristicsofPlantDiversityinTransitionBetweenMount.YanandMount.Taihang

CONG Ming-Yang1CAO Di2CHEN Guo-Ping3CHEN Bao-Zheng4SUN Feng-Bin4

(1.College of Life Science and Technology,Hebei Normal University of Science & Technology,Qinhuangdao 066600；2.College of Life Science and Technology,Heilongjiang Bayi Agricultural University,Daqing 163319；3.College of Life Sciences,Nankai University,Tianjin 300071；4.Agronomy College,Heilongjiang Bayi Agricultural University,Daqing 163319)

We clarified forest constructive species in transition area, and put ‘Intermediate expansion hypothesis’ to the test. We took the highest peak Juxianfeng in Tianjin of China as study site, and set transect sampling along elevation vertically. The results were as follows: (1) Change rules of dominant species in every layer differed from each other. In tree layer, dominant species in lower area wereQuercusalienaandQ.variabilis. Increasing with altitude,Juglansmandshuricagradually became dominant, mixed withPinustabuliformis.Q.mongolicaplayed an important role in community. Until top of the mountain, the plant communities wereTiliaamurensis-Q.mongolicamixed forests. However,Q.alienaandQ.variabilisbecame companion species at the same time.Quercusdistributed everywhere and were keystone species in this transition area.Deutziaparviflorawas absolute dominant species in shrub layer within all altitude. Dominant species in herb layer showed disordered. (2) α diversity indexes changed vertically. Total species richnessSreached the maximum in 600-700 m. The peak of Simpson index appeared in 800-900 m which was in middle high altitude, suggesting more information and complexity. Shannon-Wiener and Pielou indexes showed the same law that was bimodal pattern, namely numerical value in 700-800 m was lower than both two sides. Therefore, our results didn’t support ‘Intermediate expansion hypothesis’ in transition area. Our study enriched the ecology theory in mountain transition region, and provided plant diversity information of the north mountain in China.

transition zone；vegetation；importance value；species diversity；elevation gradient

學(xué)成、引進人才科研啟動金(XYB2016-01)；國家自然青年基金(31400444)；黑龍江省教育廳(201410223022)

叢明旸(1986—)，女，講師，博士研究生，現(xiàn)主要從事植物學(xué)和生態(tài)學(xué)研究。

2017-01-03

Q145+.2

A

10.7525/j.issn.1673-5102.2017.05.006