官港濕地檉柳林群落生態(tài)特性分析

張桂霞，楊靜慧，劉艷軍，龔無(wú)缺，王英超，李建科

(天津農(nóng)學(xué)院園藝園林學(xué)院，天津 300384)

官港森林公園濕地簡(jiǎn)稱(chēng)官港濕地，位于天津市東南部渤海之濱，是天津市唯一的濕地型森林公園。該濕地屬于溫帶半濕潤(rùn)大陸性氣候，四季分明，土壤多為靜水沉積而成的潮土和鹽土，地勢(shì)低洼平坦，特殊的地貌特征和氣候條件造就了該區(qū)復(fù)雜多樣的生態(tài)環(huán)境，生物物種具有多樣性。濕地內(nèi)除了主要陸生植被（以人工喬木為主，約占總面積的35%）和水生植被（以沼澤蘆葦群落為主，約占總面積的65%）外，還有檉柳群落、水蔥群落、堿蓬-角堿蓬群落、蘆葦-堿蓬群落等分布。檉柳是檉柳科檉柳屬灌木或小喬木，適宜在荒漠、鹽堿荒漠及濱海鹽堿濕地等惡劣環(huán)境中生長(zhǎng)，具有防風(fēng)固沙、涵養(yǎng)水源、增加濕地生物多樣性和改善沿海生態(tài)環(huán)境的作用。檉柳作為濱海濕地過(guò)渡地帶的典型植物，一直受到眾多濕地研究者的關(guān)注，其研究多為黃河三角洲地區(qū)的濕地檉柳林，且研究?jī)?nèi)容主要集中在濕地檉柳林生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)對(duì)密度結(jié)構(gòu)的響應(yīng)特征[1]、檉柳林空間分布格局及特征[2]、土壤養(yǎng)分及重金屬的空間異質(zhì)性[3-5]、土壤微生物分布特征[6]及光合生理特性[7]等方面，有關(guān)天津官港濕地檉柳林群落生態(tài)特性的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究通過(guò)對(duì)官港濕地檉柳林群落生態(tài)特性分析，以期望為本市濕地生態(tài)建設(shè)提供依據(jù)和參考。

1 研究地概況

研究地位于天津市濱海新區(qū)大港的北部，北緯38.56°、東經(jīng)117.32°，以官港湖為中心，總面積22.85 km2（2 285 hm2）。其中陸地面積為17.57 km2，占總面積的77%；湖水面積5.28 km2，約占總面積的23%。陸地多為海積、湖積平原，地勢(shì)低洼平坦。該區(qū)為暖溫帶半濕潤(rùn)大陸季風(fēng)性氣候，四季分明，年均氣溫為12℃，無(wú)霜期211 d，年均降水410.5 mm，但分布不均，多集中在6—9月。土壤主要有潮土和鹽土兩類(lèi)，以潮土分布面積較多，多淺灘濕地。

2 研究方法

2.1 樣地植物群落調(diào)查

調(diào)查采用樣方法，選取2塊有代表性的檉柳林樣方，樣方面積為10 m×10 m，其中樣方1內(nèi)設(shè)5個(gè)1 m×1 m的草本小樣方，樣方2由于檉柳過(guò)于茂密，草本植物極少，故不設(shè)草本樣方。調(diào)查樣方內(nèi)檉柳數(shù)量、高度、基徑、冠幅等；草本植物記載其種名、株數(shù)、株高、冠幅、蓋度等。

2.2 數(shù)據(jù)處理

檉柳的重要值=（相對(duì)多度＋相對(duì)頻度＋相對(duì)優(yōu)勢(shì)度）／3

相對(duì)優(yōu)勢(shì)度（%）=（相對(duì)密度＋相對(duì)蓋度）／2×100%

草本植物的重要值=（相對(duì)多度＋相對(duì)頻度＋相對(duì)優(yōu)勢(shì)度）／3

2.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 檉柳林群落的地帶性類(lèi)型分析

從表1可以看出，不同樣方內(nèi)檉柳林的生物生態(tài)特征差異較大。樣方1由于人為干擾較嚴(yán)重，檉柳的多度和蓋度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于樣方2內(nèi)檉柳的多度和蓋度；但樣方1內(nèi)由于檉柳稀疏，透光度較大，群落的豐富度比樣方2大得多。樣方1內(nèi)共有12種植物，數(shù)量達(dá)584株；而樣方2內(nèi)由于檉柳林濃密，郁閉度高，透光度小，樹(shù)下基本無(wú)植物，此現(xiàn)象與何宗明等[8]、林鵬[9]對(duì)常綠闊葉林的調(diào)查研究結(jié)果相似。

表1 不同樣方內(nèi)檉柳林的生態(tài)特征

當(dāng)檉柳林較稀疏時(shí)，存在于群落內(nèi)的草本層植物有6科、12屬、12種（表2），其中菊科植物最多，有5屬5種，占群落的41.67%；其次是禾本科和藜科，均有2屬2種，占群落的16.67%；另外，還有蘿藦科、錦葵科、檉柳科各1屬1種。

表2 草本群落植物科、屬、種的統(tǒng)計(jì)

人們常用重要值來(lái)衡量一個(gè)物種在群落中的地位和作用，某一植物的重要值越大，表明該植物在群落中的優(yōu)勢(shì)越大[10]，即植物在群落中的相對(duì)重要性及其對(duì)群落的適應(yīng)性越大[11]。由表3可以看出，苣賣(mài)菜的重要值最大，為25.40；其次是蘆葦，重要值為20.33；這2種植物的重要值明顯大于其他植物的重要值，說(shuō)明苣賣(mài)菜和蘆葦為該群落草本層的優(yōu)勢(shì)種群，處于不可取代的地位。本群落中重要值大于5的植物除苣賣(mài)菜和蘆葦外，還有大薊、狗尾草、巖香菊、蘿藦、堿蓬5種，說(shuō)明這幾種植物在該群落中也具有較重要的地位，對(duì)本生境的適應(yīng)性較強(qiáng)。根據(jù)吳征鎰等[12]的劃分標(biāo)準(zhǔn)，將各群落種子植物的各個(gè)屬劃分為18個(gè)分布區(qū)類(lèi)型，本群落優(yōu)勢(shì)種苣賣(mài)菜和蘆葦均屬于世界分布（見(jiàn)表4），另外重要值排在前五位的其他種也均屬于世界分布，屬于此分布區(qū)類(lèi)型的共9種植物，占群落總植物種類(lèi)的75%。因此，從優(yōu)勢(shì)種的分布區(qū)類(lèi)型及植物種類(lèi)的多少不能判定該群落的地帶性類(lèi)型。而重要值排在第6位的蘿藦和排在第8位的苘麻屬于泛熱帶分布及其變型，此類(lèi)型分布成分比例為16.67%，表明官港濕地檉柳林群落種子植物屬于的分布區(qū)類(lèi)型組成與地帶性植被中亞熱帶灌木林有相似之處，但熱帶性分布成分的比例不高，這可能與地理位置、海拔高度及環(huán)境濕度等有關(guān)[8]。

表3 樣方2內(nèi)草本植物的特征值

表4 檉柳林群落種子植物屬的分布區(qū)類(lèi)型

3.2 灌木層生態(tài)現(xiàn)象分析

檉柳，落葉灌木或小喬木，高3～6（～8）m。樹(shù)皮紅褐色，枝細(xì)長(zhǎng)，多下垂。葉楔形或卵狀披針形，先端尖?？偁罨ㄐ蚣匣驁A錐花序，花小、粉紅色，1年開(kāi)花3次，花期4—9月。其對(duì)氣候適應(yīng)性強(qiáng)，耐高溫和嚴(yán)寒、抗風(fēng)沙，但喜光不耐遮陰；對(duì)土壤要求不嚴(yán)，但喜河流沖積平原、海濱、灘頭、潮濕鹽堿地和沙荒地，尤其耐鹽堿，能在含鹽量1%的重鹽堿地上生長(zhǎng)，多生于潮濕的鹽漬地上[13]，是鹽堿地、荒沙地造林綠化的優(yōu)良樹(shù)種。該植物不但對(duì)改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，改堿治土起了極其重要的作用，而且還是造紙、柳編的好原料。

調(diào)查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，生長(zhǎng)環(huán)境對(duì)檉柳的生長(zhǎng)影響很大，同一樣方內(nèi)不同位置的檉柳生長(zhǎng)勢(shì)有所差異，此現(xiàn)象在樣方2內(nèi)表現(xiàn)明顯，故將樣方2內(nèi)的檉柳植株分為外圍和內(nèi)部分別進(jìn)行數(shù)據(jù)分析（表5）。從表5可看出，同一樣方內(nèi)，不同位置的檉柳植株株高、冠幅基本一致，不存在差異；樣方1內(nèi)的檉柳植株在株高、冠幅方面略?xún)?yōu)于樣方2內(nèi)的檉柳植株，但差異不顯著。多項(xiàng)研究表明，林分的樹(shù)高和冠幅生長(zhǎng)主要受遺傳特性、立地條件和密度結(jié)構(gòu)等因素的影響[14-15]，除遺傳因素外，立地條件影響最大，表現(xiàn)為立地環(huán)境越好，樹(shù)高和冠幅生長(zhǎng)量越大，且在一定范圍內(nèi)幾乎不受林分密度因素的影響[1,14-15]。本研究結(jié)果也表明在一定范圍內(nèi)檉柳株高和冠幅生長(zhǎng)不受密度的影響。

表5 不同樣方及位置檉柳的生長(zhǎng)指標(biāo)比較

基徑是林分結(jié)構(gòu)特征的重要指標(biāo)，能夠反映林分的生長(zhǎng)狀況和林分之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系[14-16]；林木基徑生長(zhǎng)節(jié)律可以反映林分密度的適宜程度[17]。由表5可以看出，不同樣方、同一樣方不同位置的檉柳基徑存在極顯著差異，樣方2內(nèi)部檉柳植株的基徑極顯著大于外圍和樣方1內(nèi)檉柳植株的基徑，樣方2外圍檉柳植株的基徑極顯著小于樣方2內(nèi)部和樣方1檉柳植株的基徑。而夏江寶等[1]、王玉芬[19]的研究結(jié)果則認(rèn)為林木的基徑隨著密度的增加而減小，與本研究結(jié)果不符。分析原因認(rèn)為，目前官港濕地檉柳林密度不是限制基徑增長(zhǎng)的主要因素，基徑增加主要受立地條件的影響。樣方2內(nèi)部檉柳的基徑極顯著大于外圍和樣方1的主要原因可能是由于內(nèi)部檉柳濃密，透光率低，土壤墑情好，故基徑增長(zhǎng)快；樣方1檉柳基徑極顯著大于樣方2外圍的原因是因?yàn)闃臃?內(nèi)草本層蓋度較大，土壤較潮濕，促進(jìn)了檉柳基徑的增長(zhǎng)。

3.3 草本層生態(tài)現(xiàn)象分析

從表6看出，由于生境不同，不同樣方內(nèi)的植物種類(lèi)和數(shù)量及生長(zhǎng)指標(biāo)有所差異。樣方2和樣方3位于檉柳林內(nèi)部，立地條件和氣候條件適宜，人為干擾較小，植物數(shù)量較多。其中樣方2內(nèi)不僅植物數(shù)量最多，且冠層整齊、物種的多樣性和豐富度最高，共8種草本植物，既包括世界廣泛分布型又包括泛熱帶分布及其變型（見(jiàn)表4）；株高5～15 cm，冠幅3.5～15 cm。葉片形狀多種多樣，既有絲狀條形（堿蓬），又有披針形（大薊、苣賣(mài)菜、蘆葦、狗尾草等）、卵狀心形（蘿藦）、圓心形（苘麻）；葉色多為綠色或灰綠色，蘿藦葉背面為粉綠色；花色豐富多彩，有鮮黃色（苣賣(mài)菜）、毛灰白色（大薊）、白色（蘿藦）、白綠色或褐色（蘆葦）、黃色（苘麻、山苦荬）、黃綠色（堿蓬）、褐黃色或褐色（狗尾草）。樣方3內(nèi)雖然植物種類(lèi)較少，但由于位于檉柳林內(nèi)部受人為干擾較小，植物數(shù)量較多（165株，僅少于樣方2）；層高5～35 cm，冠幅1～10 cm。

表6 草本層不同樣方調(diào)查表

樣方1和4位于檉柳林靠近邊緣處，植物數(shù)量較少，但植株生長(zhǎng)較為茂盛，株高分別為10～40 cm和2～35 cm；個(gè)別植物的株高和冠幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于樣方2和3內(nèi)同種植物的株高和冠幅，如大薊和蘿藦。分析原因，可能是由于樣方1和4內(nèi)植物密度較小，養(yǎng)分充足，促進(jìn)了植株的生長(zhǎng)。樣方5位于檉柳林邊緣，由于土壤濕度小、人為破壞嚴(yán)重，所以植物種類(lèi)和數(shù)量較少，且生長(zhǎng)勢(shì)較弱。

從表6還可以看出，苣賣(mài)菜和蘆葦分別出現(xiàn)在4個(gè)樣方內(nèi)，且數(shù)量較多，長(zhǎng)勢(shì)較好，所以苣賣(mài)菜和蘆葦為本群落草本層的優(yōu)勢(shì)種；其次是大薊和狗尾草。

4 小結(jié)

官港濕地檉柳林群落結(jié)構(gòu)分為灌木層和草本層2層，灌木層為檉柳，層蓋度為39.45%～120%，層高度為1.2～3.2 m。在一定范圍內(nèi)，檉柳株高和冠幅的增長(zhǎng)不受密度的影響；檉柳基徑增長(zhǎng)受土壤濕度的影響較大，潮濕的土壤環(huán)境會(huì)促進(jìn)其增粗。

檉柳林群落草本層由一些檉柳萌蘗與草本植物錯(cuò)落在一起，層蓋度為89%，層高度為2～40 cm。草本層主要種類(lèi)有苣賣(mài)菜、蘆葦、大薊和狗尾草，伴生種類(lèi)有巖香菊、蘿藦、堿蓬、苘麻、山苦荬、地膚、黃花蒿及檉柳萌蘗，共12種植物，其中苣賣(mài)菜為本群落草本層的優(yōu)勢(shì)種。群落內(nèi)地帶性類(lèi)植被類(lèi)型較少，多為世界廣泛分布型，少數(shù)為泛熱帶分布及其變型；植被的分布主要受水分、土壤含鹽量、地貌類(lèi)型及人類(lèi)活動(dòng)的影響。