蓮花山保護(hù)區(qū)10 種不同類型灌木林林下草本植被物種豐富度調(diào)查

馬鴻博 黎興業(yè)

（甘肅蓮花山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管護(hù)中心，甘肅 康樂 731515）

草本植物豐富度是物種多樣性和分布均勻性的綜合反映，是目前環(huán)境科學(xué)和生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)內(nèi)容。一個(gè)地區(qū)的植物多樣性和草本植物的豐富度是該地區(qū)植被恢復(fù)和保護(hù)的基礎(chǔ)，在蓮花山保護(hù)區(qū)，草本植物在灌木林地、闊葉林地中地面覆蓋度相當(dāng)豐富。利用草本植物，在生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)中主要固土、防土沙質(zhì)化的作用。草本植物也可改善土壤肥力、減少林地水土流失、改良當(dāng)?shù)匦夂?，草本植物多樣性的提高可以增?qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此應(yīng)科學(xué)地加以研究分析， 注意植被的多層次結(jié)構(gòu)及多物種類型對(duì)維持生態(tài)系統(tǒng)功能的作用，遵循自然的植被恢復(fù)規(guī)律。在蓮花山保護(hù)區(qū)生態(tài)建設(shè)中應(yīng)充分考慮草本植物的配置，不能盲目追求針闊林、灌木林的保護(hù)，一味地高密度植樹，草本植物物種組成豐富，但用于初生演替的草本較為單一，目前普遍存在林地生產(chǎn)力和土壤肥力下降現(xiàn)象，這直接影響到原始森林和次生林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)和植被恢復(fù)后生態(tài)效益的發(fā)揮。為保證保護(hù)區(qū)林地和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，最大程度地發(fā)揮其功能，開展草本植物植被豐富度的研究顯得尤為重要。為此，我們對(duì)蓮花山保護(hù)區(qū)幾種不同類型的灌木林下草本豐富度進(jìn)行調(diào)查研究，為保護(hù)區(qū)物種多樣性及林地肥力的維持，為可持續(xù)發(fā)展管理提供參考。

1.材料與方法

1.1 保護(hù)區(qū)概況

蓮花山自然保護(hù)區(qū)位于臨夏回族自治州、甘南藏族自治州、定西市的康樂、臨潭、卓尼、渭源、臨洮五縣交界處，屬西部黃土高原向青藏高原過渡地帶亞高山針葉林的重要組成部分，是黃河上游的綠色寶庫，地理位置103o39′59′′—103o50′26′′E; 34o54′17′′—35o01′43′′N，保 護(hù)區(qū)內(nèi)森林覆蓋率為63.2%，活立木總蓄積量50.42 萬m2。該地區(qū)海拔高最高達(dá)到3545 米，海拔差1500 米。氣候?yàn)榈湫偷母咴瓉喓畮夂?，，氣候垂直變化明顯，年平均氣溫為3.2℃～4.6℃，最低溫和最高溫可達(dá)到-27.1℃和34.0℃，降水量集中在6-8 月，全年平均降水量在約560mm，無霜期有112d 左右。保護(hù)區(qū)土壤依海拔高度，從上到下依次分布著亞高山灌叢草甸土（陰坡、海拔3200 ～3500m）、暗棕壤（陰坡、海拔2600 ～3200m)、草甸暗棕壤(陽坡、海拔2600 ～3200m)，而在沿治力關(guān)、羊沙、蓮麓等鄉(xiāng)的大部地段，海拔2000 ～2600m 濕潤(rùn)中低山區(qū)，主要分布著粟鈣土、灌叢黑土、草甸黑土和紅粘土。因該地區(qū)天然林灌木林稀少，呈點(diǎn)狀不連續(xù)分布；主要是因?yàn)椴萜滤亮魇?，?dǎo)致土壤肥力嚴(yán)重下降，灌木難以生長(zhǎng)，主要的灌木種類為：中華柳、 高山杜鵑、金露梅、錦雞、沙棘、鼠李、水栒子、小檗、栒子、榛子10 種，草本植物有艾蒿、酸模、白蓮蒿、糙蘇、車前草、臭草、大薊、地榆、東方草莓、高烏頭、風(fēng)輪草、狗娃花、火絨草、積雪草、魁薊、冷蕨、龍膽等30 多種

1.2 研究方法

1.2.1 樣地的設(shè)置與植被的調(diào)查

本研究主要采用樣地調(diào)查法取樣，對(duì)樣地分灌木、草本2 層分層調(diào)查。灌木樣方面積為10m×10m，對(duì)樣地灌木進(jìn)行每木檢尺，調(diào)查每個(gè)樣方之中灌木種類、數(shù)量、高度、灌木、基徑、冠幅；然后在樣地中分別調(diào)查4 個(gè)1m×1m的草本樣方。測(cè)定草本蓋度和平均高度、種類、株數(shù)等。

表1 不同灌木群落樣地生境調(diào)查

1.2.2 物種豐富度計(jì)算

本研究主要采用Menhinice 指數(shù)表示物種豐富度 ； 豐富度是群落物種多樣性豐富程度的反應(yīng)，當(dāng)個(gè)體數(shù)量一定時(shí)，物種數(shù)越多，物種豐富度越大，反之亦然。試驗(yàn)選用Menhinice 豐富度指數(shù)來測(cè)度物種豐富度

計(jì)算公式Menhinice 豐富度指數(shù)：M＝S/√N(yùn)

式中：M 為樣地內(nèi)草本豐富度指數(shù)，S 為樣方物種的種數(shù)，即樣方內(nèi)物種的種類數(shù)量，N 為樣地內(nèi)所有種體數(shù)量之和。

2.結(jié)果與分析

2.1 不同灌木林下草本的生長(zhǎng)狀況

從不同灌木林下草本生長(zhǎng)狀況可以分析結(jié)果（表2）可以得出，在海拔、坡向、坡位等因素基本相同情況下，灌木蓋度對(duì)草本平均高度、蓋度有一定的影響。

表2 不同灌木林下草本生長(zhǎng)狀況

圖1 10種不同灌木林下草本蓋度對(duì)比

2.2 不同灌木林下草本植被的蓋度

由表2 可知，灌木林下草本的蓋度在46%-95%之間，有大到小以此為：小檗＞高山杜鵑＞沙棘＞中華柳＞錦雞＞水栒子＞鼠李＞金露梅＞栒子＞榛子。其中栒子灌木林下草本蓋度低于50%。其次是鼠李、金露梅灌木林下草本蓋度是60%-80%，其余7 種灌木林下草本蓋度均在80%以上，灌木林蓋度與草本蓋度成反比，其原因可能是由于灌木林密度較小且郁閉度較底， 受光照、熱量等因素的影響導(dǎo)致其林下草本層的蓋度就會(huì)提高，灌木林蓋度小于林下草本蓋度。

2.3 不同灌木林下草本植被的平均高度

從表 2 可以看出，對(duì)10 種不同灌木林下草本層的生長(zhǎng)狀況進(jìn)行分析可知，在海拔、坡向、坡位等因素基本相同的情況下，灌木林下草本植被的平均高度等指標(biāo)呈現(xiàn)：鼠李＞小檗＞中華柳＞榛子＞沙棘＞水栒子＞栒子＞錦雞＞高山杜鵑＞金露梅的變化趨勢(shì)。 在密度較大、郁閉度較高的灌木林下，甚至可能出現(xiàn)沒有草本的生長(zhǎng)的情況。 說明林分組成是影響林下各層物種生長(zhǎng)狀況的主要因素之一。

圖2 10種不同灌木林下草本平均高度對(duì)比

2.4 不同灌木林下草本植被豐富度變化規(guī)律

不同灌木林下植被物種多樣性物種豐富度是一個(gè)綜合量度，進(jìn)行草本豐富度分析時(shí)應(yīng)將各種草本豐富度指標(biāo)進(jìn)行全面考慮。蓮花山保護(hù)區(qū)灌木林下草本豐富度見表3。由表3 可知，在栒子、高山杜鵑灌木林下草本植物的豐富度最小，說明在高山杜鵑和栒子灌木林下不適宜更多的草本植物生長(zhǎng)，在中華柳、沙棘、小檗灌木林下草本植被的豐富度高于其他灌木林，說明在其灌木林下適合更多草本植被的生長(zhǎng)。

表3 灌木林下草本植物豐富度及豐富度指數(shù)

9栒子 7 0．54 10 榛子 14 0．87

2.5 不同灌木林下草本植被的豐富度指數(shù)變化規(guī)律

群落的物種多樣性具有兩種涵義：其一是種的豐富度；其二是種的均勻度。多樣性指數(shù)正是反映豐富度和均勻度的綜合指標(biāo)，本論文以豐富度一項(xiàng)指標(biāo)為研究方向，另外以草本蓋度和草本平均高度為草本豐富度指數(shù)驗(yàn)證提供依據(jù)，其中Menhinick 指數(shù)是表示群落中草本物種豐富程度的指標(biāo)。指數(shù)數(shù)值越高，說明群落中物種的豐富程度越高，群落的物種多樣性也就越高。

草本植物Menhinick 豐富度指數(shù)與灌木種類的關(guān)系如圖3，在蓮花山保護(hù)區(qū)種10 種不同灌木林下草本植被豐富的由低到高依次為：榛子＞鼠李＞沙棘＞金露梅＞中華柳＞小檗＞水栒子＞栒子＞錦雞＞高山杜鵑；高山杜鵑、錦雞灌木林下草本豐富度指數(shù)低于0.5，說明在高山杜鵑、錦雞灌木林下草本種類少，草本群落的豐富度低，反正，在鼠李、沙棘、榛子灌木林下草本豐富度大于0.8，適宜草本生長(zhǎng)。

圖3 不同灌木林下草本豐富度

3.結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明：（1）.蓮花山保護(hù)區(qū)灌木林下草本植被物種豐富度指數(shù)變化趨勢(shì)，從高到低排序依次為：榛子＞鼠李＞沙棘＞金露梅＞中華柳＞小檗＞水栒子＞栒子＞錦雞＞高山杜鵑；（2）.草本植被蓋度從大到小依次為：小檗＞高山杜鵑＞沙棘＞中華柳＞錦雞＞水栒子＞鼠李＞金露梅＞栒子＞榛子；（3）草本平均高度從大到小的順序依次為：鼠李＞小檗＞中華柳＞榛子＞沙棘＞水栒子＞栒子＞錦雞＞高山杜鵑＞金露梅；本研究結(jié)果表明，10種不同灌木林下草本植被豐富度指數(shù)值呈現(xiàn)出有高有低的現(xiàn)象，所以在海拔、坡向、坡位相同的情況下，不同灌木林對(duì)草本豐富度有一定的影響，因此基于提高與保護(hù)物種多樣性的灌木林與草本植物的管理措施，是非常有必要，也是很有意義的。 下面針對(duì)不同的林分提出相應(yīng)的管理措施，具體如下：

（1）灌木的管理措施 ：總體以封禁為主。 封禁措施可使喬、灌本層物種多樣性增加，空間結(jié)也會(huì)變的相對(duì)復(fù)雜；對(duì)高郁閉的林分進(jìn)行一定的間伐措施，降低林分密度，以促進(jìn)和恢復(fù)林下天然更新。

（2）草本的管理措施：總體上采取林分改造的措施。在蓮花山保護(hù)區(qū)林分結(jié)構(gòu)以針闊混交林為主，灌木林地少、而分布不均勻，呈帶狀、點(diǎn)狀分布，其灌木林下草本植被生長(zhǎng)更多是受光照、水分、影響因素居多，而草本植物在防止水土流失中作用最大，進(jìn)而為了使喬木林、灌木林分更好的生長(zhǎng)，創(chuàng)建更好的蓮花山保護(hù)區(qū)生態(tài)區(qū)位，我們就不能忽略草本植物的保護(hù)與管理，因此在政策允許的情況下，通過對(duì)上層喬木、灌木進(jìn)行合理剪枝，將有助于加速林下草本植被生物豐富度的恢復(fù)，宜于維持景觀生態(tài)的平衡；對(duì)高密度、高郁閉度的林分應(yīng)進(jìn)行間伐措施，以利于林下灌木及草本的生長(zhǎng)。