凌源青龍河源省級自然保護區(qū)鵝耳櫪+大葉白蠟天然喬木林的林分結(jié)構(gòu)特征與生態(tài)應用研究

●郭曉峰

（凌源市林業(yè)和草原綜合行政執(zhí)法隊 遼寧 朝陽 122500）

凌源青龍河源省級自然保護區(qū)位于遼寧最西部，與河北省的青龍縣、平泉縣接壤，行政隸屬于凌源市河坎子、刀爾登等8個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，地理坐標118°50' 16"～119°22' 12"E、40°35' 50"～40°57'13"N，總面積52 974·73 hm2。保護區(qū)始建于2005年，屬森林生態(tài)系統(tǒng)類型自然保護區(qū)，地處燕山山脈東段，主要保護當?shù)氐湫偷脑稚鷳B(tài)系統(tǒng)、濕地生態(tài)系統(tǒng)與動物資源等。

凌源青龍河源省級自然保護區(qū)自然地貌以山地為主，年平均降雨量540·6 mm，為半濕潤向半干旱區(qū)域過渡區(qū)域，自然植被主要為天然次生喬灌木林，屬于長白、華北、內(nèi)蒙古等三個植物區(qū)系交匯生長過渡地帶，華北植物區(qū)系成分偏多，山地陽坡以荊條（Vitex negundo）、鵝耳櫪（Carpinus turczaninowii）等天然灌叢為主，陰坡以蒙古櫟（Quercus mongolica）、大葉白蠟（Fraxinus rhynchophylla）、榛（Corylus heterophylla）等喬灌木為主。天然林在當?shù)睾B(yǎng)水源、保護水土、維系生態(tài)安全以及維護動植物資源的多樣性等方面具有不可替代的作用。

1 群落調(diào)查的必要性

受自然地貌、土層厚度、海拔高度等多方面影響，保護區(qū)天然次生林的喬灌木植被類型多達40余種，其中包括鵝耳櫪+大葉白蠟天然喬木群系。雖然該群系占所有天然喬灌木的面積比例較低，但作為一種典型的原生植被類型，具有重要的科研與生態(tài)應用價值。為對該群系的林分結(jié)構(gòu)進行數(shù)量化評估，保護區(qū)技術(shù)人員對該林分類型進行了標準地調(diào)查，并對主要喬灌木樹種在群落中的生態(tài)貢獻進行科學評價，提出了生態(tài)應用途徑。

2 標準地調(diào)查方法與結(jié)果

2.1 調(diào)查方法

通過樣線調(diào)查，選擇有代表性天然林地進行標準地調(diào)查，面積為20 m×20 m，記錄經(jīng)緯度、海拔、坡向、坡位、土層厚度等標準地調(diào)查因子，標準地內(nèi)喬木每木檢尺，記錄所有胸徑≥5 cm的樹種名稱、數(shù)量、胸徑、樹高等數(shù)據(jù)；在樣地中心和四角機械設置5個灌叢樣方，每個面積5 m×5 m，調(diào)查記錄所有灌木種類名稱、株數(shù)、蓋度、平均高等數(shù)據(jù)，包括灌叢樣方內(nèi)所有未達到檢尺徑階的喬木幼樹，均按照林下灌木統(tǒng)計。

2.2 調(diào)查結(jié)果

調(diào)查的鵝耳櫪+大葉白蠟天然喬木林在保護區(qū)內(nèi)核心區(qū)，位于刀爾登鎮(zhèn)柏杖子村尖山子西溝，地理位置為119°0' 1"E、40°41' 34"N，海拔528 m，坡度10°，坡向北，山地，中偏上坡位，郁閉度0·9，土層厚度18 cm，立地條件中等，喬木層總株數(shù)1050株/hm2，平均胸徑8·9 cm，平均樹高8·1 m；灌木品種豐富，總計有18個木本植物種類，總株數(shù)18 160株（叢）/hm2，包括眾多的北京丁香、鵝耳櫪等喬木幼樹。各喬灌木群落組成，見表1。

表1 鵝耳櫪+大葉白蠟群落數(shù)量特征

3 鵝耳櫪+大葉白蠟天然喬木林的典型特征

3.1 群落優(yōu)勢種特征

調(diào)查記錄結(jié)果顯示，本群落為天然喬灌混交林。從喬木層株數(shù)構(gòu)成看，喬木層的優(yōu)勢種為鵝耳櫪和大葉白蠟，樣地內(nèi)兩個樹種株數(shù)相等，均占喬木總株數(shù)的35·7%，平均高度大葉白蠟稍高一些，喬木層其他樹種為伴生種，其中，北京丁香占11·9%，蒙古櫟、大果榆和榆葉白鵑梅三種喬木生長的株數(shù)相同，占喬木總株數(shù)的4·7%，小葉樸株數(shù)最低，占2·4%；從喬木層的胸徑調(diào)查結(jié)果可發(fā)現(xiàn)喬木層的樹齡結(jié)構(gòu)差異，蒙古櫟、北京丁香胸徑明顯偏大，因此，在天然林生長初期階段，這兩種喬木比其他幾種喬木樹齡更大；從灌木調(diào)查結(jié)果看，灌層中，生長有大量的喬木幼樹，如優(yōu)勢種幼樹鵝耳櫪，還有胡桃楸、大葉白蠟、衛(wèi)矛、蒙椴、糠椴，包括藤本的南蛇藤，灌木種類包括榛、三種繡線菊、小花溲疏等9種灌木，幼樹與灌木總株數(shù)達到18 160株/hm2，灌木層在喬木群落中所產(chǎn)生的生態(tài)影響較大，因此，該群落定性為喬灌混交林；從各樹種在灌木層中生態(tài)作用看，單位面積株數(shù)較高的幾種，應該發(fā)揮出較大的整體生態(tài)效益，如榛5040株/hm2，南蛇藤2560株/hm2，土莊繡線菊為1280株/hm2，北京丁香、鵝耳櫪分別為1920株/hm2、1840株/hm2[1]。

3.2 次生群落的自然演替

群落內(nèi)各種喬灌木植物的繁衍生長，與自然環(huán)境具有高度的適應性，并且每種植物為擴大自身的種群數(shù)量，都盡一切可能最大限度利用外部自然資源，如光照、土壤等。從喬木層看，本群落正常自然生長演替，林分整體結(jié)構(gòu)將保持長期穩(wěn)定，榆葉白鵑梅樹較矮，是明顯的被壓木，逐漸地會因為光照不足而死亡；幾十年后，群落內(nèi)唯一的一株蒙古櫟霸王樹也將死亡，調(diào)查此樹為胸徑20·2 cm，高度14 m，冠幅7 m，是本群落中的年齡始祖，樹齡過大，必然最先死亡；其他的如大葉白蠟、北京丁香和鵝耳櫪等，樹高生長差異不明顯，林分群落結(jié)構(gòu)將保持長期穩(wěn)定；灌木層中雖然喬木幼樹眾多，大多樹高生長受限，不可能都生長為喬木，只有生長前期耐蔭性強，等待適應的時機，才可能得到發(fā)展；灌木層調(diào)查中，最特殊的樹種為核桃楸，在樣線調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，保護區(qū)內(nèi)也有大面積的天然核桃楸林，多生長在陰坡溝谷，核桃楸生長前期耐蔭，生長的中期以后，樹體與冠幅高大，將有限的陽光截留給自身生長需求，逐漸使林下大面積其他喬灌木庇蔭死亡，形成頂級群落，當然，這個自然演替需要百年甚至更長時間[2]。

3.3 植物多樣性特征

本群落的植物組成，充分說明了天然植物群落的植物多樣性特點[3]。第一，喬灌木植物品種的多樣性。調(diào)查結(jié)果顯示，喬木層中的種類達到7種，灌木層調(diào)查中木本植物種類達到18種，除去喬木幼樹種類，調(diào)查群落的木本植物種類達到21種，林下草本植物對喬木群落的生態(tài)影響較小，未進行詳細調(diào)查，但草本植物同樣具有多樣性特點，調(diào)查結(jié)果充分顯示出天然林植物品種多樣性特點。第二，喬灌木種群數(shù)量的多樣性。喬木層總株數(shù)1050株/hm2，灌木層總株數(shù)18 160株（叢）/hm2，林分郁閉度達0·9，群落內(nèi)蘊含巨大的生物量。第三，調(diào)查同樣發(fā)現(xiàn)植物屬性的多樣性。如群落中生長有耐旱的植物小葉鼠李、大果榆等，也有相對耐蔭的大葉白蠟、核桃楸等。第四，植物具有典型性和稀有性特點。如調(diào)查中的南蛇藤，平均高度達到1·2 m，為藤本植物，可攀援附近高樹，優(yōu)先得到陽光照射；而螞蚱腿子，以灌叢的形式存在，生長良好；所調(diào)查天然次生林群落本身，同樣具有地域性的典型性和稀有性特點。

3.4 自然群落與外界環(huán)境相互影響受益

群落內(nèi)喬灌木品種豐富，種群數(shù)量較高，每種植物都竭盡最大可能，擴大自身種群數(shù)量，拓展樹冠光照空間、形成強大的根系網(wǎng)絡，雨季有效吸收水分與養(yǎng)分，旱季爭搶土壤中的水分等，群落對外部環(huán)境承受破壞能力相對較強；植物在自身生長的同時，對周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，如地表枯落物增加，經(jīng)腐爛后，改善土壤成分與組成結(jié)構(gòu)，植物根系網(wǎng)絡，固定地表土壤，減少表土隨著暴雨刮風等流失，涵養(yǎng)地表自然降雨等，形成植物群體與周邊環(huán)境互惠互利關(guān)系。

3.5 園林綠化功能

群落內(nèi)所有喬灌木都屬于原生的鄉(xiāng)土樹種，每種植物都具有獨特的生物學特性，并且每種樹種都具有一定的耐旱、耐低溫、根系發(fā)達等生態(tài)特性，多年野外自然生長后，與本地自然氣候相適應，可開發(fā)利用這些特性，為社會經(jīng)濟發(fā)展服務。典型植物資源約70余種，喬木樹種如大葉白蠟、北京丁香、小葉樸等，藤本植物南蛇藤等，灌木樹種如小花溲疏、螞蚱腿子、胡枝子等，各種植物經(jīng)園林培育，適當修剪，都可發(fā)揮出理想的園林作用，同時，經(jīng)園林培育苗木，可大幅度提高育苗地單位面積產(chǎn)出，為地方經(jīng)濟發(fā)展服務[4-5]。

4 生態(tài)應用

4.1 利用天然林自然生長演替特性，高效實施荒山綠化

遼西存在大面積宜林荒山荒坡，不同程度存在土壤沙化與生態(tài)功能退化現(xiàn)象，探索并實施生態(tài)修復，對社會可持續(xù)發(fā)展尤為重要。選擇宜林地，人工引進栽植小部分原生鄉(xiāng)土樹種，一般2000～3000穴/hm2，如大葉白蠟、北京丁香、鵝耳櫪、小葉樸等，結(jié)合封山育林措施，新植幼樹與原有喬灌木樹種相互補充，達到盡早郁閉，形成以人工栽植的喬木為優(yōu)勢種的植被群落。栽植造林時需澆足水并覆膜，結(jié)合自然降雨，新植幼樹適時補水，連續(xù)補水2年，達到幼樹根系生長發(fā)育基本完成，綠化成效顯著。

4.2 利用天然林諸多特性，維護生態(tài)安全

遼西地區(qū)自然環(huán)境以干旱為主，自然植被生長的品種簡單，種群數(shù)量低，生態(tài)功能弱。在遼西南部地區(qū)，大面積的山地適合進行封山育林，短期內(nèi)更容易形成郁閉度較高的天然次生林，因立地條件與地貌特征不同，山地遍布不同的喬灌木次生林，這些原生的喬灌木群落，單位面積內(nèi)喬灌木種群數(shù)量較高，生態(tài)功能強大，生物量較高，對動植物資源的多樣性產(chǎn)生良好影響，同時產(chǎn)生不可替代的生態(tài)與社會效益。天然植被維護了遼西與華北地區(qū)生態(tài)環(huán)境宜居、穩(wěn)定和生態(tài)安全，奠定了當?shù)鼐G色產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎。

4.3 開發(fā)鄉(xiāng)土樹種，發(fā)展園林與苗木產(chǎn)業(yè)

遼西地區(qū)喬灌木樹種資源十分豐富，可開發(fā)一些具有代表性的鄉(xiāng)土樹種，包括喬木、灌木、藤本等，進行園林苗木培育，育苗周期4年以上，科學修剪造型，培育出合格園林苗木，土地資源發(fā)揮出常規(guī)大田4倍以上的生產(chǎn)效益。