海拔高度對浙江省天臺山森林生態系統植物功能群組成的影響

陳海生，丁堅鋼

（浙江同濟科技職業學院，浙江 杭州 311231）

海拔高度對浙江省天臺山森林生態系統植物功能群組成的影響

陳海生，丁堅鋼*

（浙江同濟科技職業學院，浙江 杭州 311231）

采用群落生態學的方法調查了浙江省天臺山森林生態系統植物功能群隨海拔高度的動態變化。結果表明，隨著海拔高度的上升，喬木、灌木和草本功能群中優勢種和伴生種組成均發生了明顯的變化。

植物功能群；海拔高度；天臺山

植物功能群是指對環境因子有相似響應，在生態系統中起相似作用的所有植物種的組合[1]。對植物功能群的研究，過去多集中在內蒙古草原生態系統[2~5]和伏牛山森林生態系統中[6~7]，如白永飛等[2~4]研究了近 20年錫林郭勒羊草草原和針茅草原植物生長型功能群生物量變化與群落生產力的關系，解釋了典型草原生產力相對穩定的機制。韓梅等[5]分析了中國東北樣帶羊草群落植物生活型功能群多樣性及生物量變化。范玉龍[6]和胡楠[7]分別對伏牛山自然保護區森林生態系統草本植物和喬木植物進行了功能型分類，而關于浙江省東部天臺山森林生態系統植物功能群的研究尚未見報道。

植物在長期對環境的生態適應中，在形態、生理和行為等方面形成了各種適應機制。通過分析森林生態系統中不同海拔高度植物的功能群組成特點，不僅可以認識森林生態系統對水熱等環境因子變化的適應特點，而且可以認識環境變化對森林生態系統的影響及其變化趨勢。浙江省天臺山地處中亞熱帶，位于浙江省東南部，由武夷山、仙霞山脈中支自西向東北延伸而成。天臺山森林植被繁茂、類型多樣，生物資源豐富，蘊藏有 600多種樹木和大面積天然次生闊葉林，分布有浙江省少見的原生甜櫧（Castanopsis eyrei）、木荷（Schima superba）林、云錦杜鵑（Rhododondron fortunei）林和浙江七子花（Heptacodium jasminoides）植被群落[8]。本文擬從群落生態學角度，以優勢種為主體，對浙江省天臺山森林生態系統植物功能群沿海拔高度動態變化規律進行研究，以期為該區域植物資源的合理保護和利用提供依據。

1 研究區概況與研究方法

1.1 研究區概況

天臺山地處120° 50' ~ 121° 24' E，29° 09' ~ 29° 25' N，位于浙江省東部，跨天臺、新昌、寧海3個縣，是仙霞嶺的支脈，境內多低丘谷地和山間臺地，主峰蒼上頂座落在整個區域的南端，海拔1 113.4 m，屬亞熱帶中部，為季風氣侯區。年平均氣溫16.27℃，最冷月均溫5.1℃，最熱月均溫23.5℃，年均降水量1 320.5 mm。山區南部的華頂山常年多雨霧，空氣濕度大，年降水達1 700 mm以上，日均溫≥10℃年積溫為2 858 ~ 5 157℃，植被全年生長期長達200 ~ 240 d。

本區地層為前震旦紀變質巖基底，大部為巨厚的中生代火山巖系覆蓋，新構造運動以間歇性抬升為主，并伴以火山和巖漿活動。白至紀堆積內陸湖盆相紅色砂頁巖、砂礫巖形成了現今海拔200 m以下432.8 km2的天臺盆地。土壤除赤城棲霞一帶分布少量巖成土類外，從山麓到華頂山主峰一線隨海拔的升高，多由紅壤逐漸過渡到黃壤，在海拔780 m以上地帶分布黃壤亞類，在海拔1 000 m以上蒼山頂為山地草甸黃泥土[9]。

1.2 研究方法

采用群落生態學的方法于2011年5月和2011年10月對浙江省天臺山不同海拔的森林生態系統進行調查，在具有代表性的地段，設置20個20 m×20 m的樣地，調查記錄每個樣方內所有喬本和灌木植物的種類和數量，然后在每個樣地中設置面積為40 m2的小樣方，記載草本植物的種類和數量。

2 結果與分析

2.1 海拔高度對喬木層優勢種及伴生種分布的影響

隨著海拔高度的升高，喬木層各物種間相互替代現象明顯，在海拔400 m以下，大部分林分以甜櫧和木荷為優勢種，伴生種有水青崗（Fagus longipetiolata）、短柄枹樹（Quercus serrata var. brevipetiota）；在寶華林場一帶則以甜櫧、紅楠（Machilus thunbergii）為優勢種的功能群，伴生種有小葉青岡（Cyclobalanopsis myrsinifolia）、青榨槭（Acer davidii）、豺皮樟（Litsea rotundifolia var. oblongifolia）。在海拔400 ~ 700 m處，分布有大面積的七子花（Heptacodium miconioides）林，林內以七子花為優勢種，伴生種為燈臺樹（Bothrocaryum controversum）、鹽膚木（Rhus chinensis）、青榨槭；獅子巖坑一帶則以香果樹（Emmenopterys henryi）為優勢種，在方廣、華頂一帶以亮葉樺（Betula luminifera）和木荷為優勢種，伴生樹種有錐栗（Castanea henryi）、灰柯（Lithocarpus henryi）和青岡（Cyclobalanopsis glauca）。在海拔700 ~ 800 m處，喬木層以馬尾松（Pinus massoniana）為優勢種，楓香（Liquidambar formosana）和木荷為伴生種。海拔 800 m 以上，黃山松（P. taiwanensis）為優勢種，馬尾松、杉木（Cunninghamia lanceolata）為伴生種。海拔900 m以上，以白檀（Symplocos panieulata）、云錦杜鵑為優勢種，青岡等為伴生種。

2.2 海拔高度對灌木層優勢種及伴生種分布的影響

獅子巖坑一帶海拔700 m以下，灌木層物種以杜鵑（Rhododendron simsii）、胡枝子（Lespedeza bicolor）為優勢種，柃木（Eurya japonica）、鐵冬青（Ilex rotunda）、蠟瓣花（Corylopsis sinensis）為伴生種；在方廣、華頂一帶，灌木層則以厚皮香（Ternstroemia gymnanthera）為優勢種，柃木、紅脈釣樟（Lindera rubronervia）為伴生種。海拔700 ~ 900 m區域，灌木層物種以紅脈釣樟為優勢種。在海拔900 m以上的山頂上，灌木層則以箭竹（Fargesia spathacea）和野山楂（Crataegus cuneata）為優勢種，箭竹的伴生種有懸鈴花（Malvaviscus arboreus）、繡線菊（Spiraea salicifolia），野山楂的伴生種有勾兒茶（Berchemia sinica）、忍冬（Lonicera japonica）、鹽膚木、化香樹（Platycarya strobilacea）等。

2.3 海拔高度對草本層優勢種及伴生種分布的影響

在草本層中，海拔700 m以下以蕨類植物為主，箬竹（Indocalamus tessellatus）為伴生種；海拔700 ~ 800 m以芒萁（Dicranopteris dichotoma）占優勢；海拔800 ~ 900 m則以蕨類為優勢種；海拔900 m以上的山頂以野古草（Arundinella anomala）、廣防風（Epimeredi indica）、一枝黃花（Solidago decurrens）等為優勢種。

3 結論與討論

浙江天臺山森林生態系統中，植物種類豐富，科屬組成較為分散，群落各樣地間的相似系數較低，群落結構復雜，地上成層現象明顯。喬木層由于有較強的光捕獲力，占據著絕對優勢，主導著生態系統中植物群落的結構和功能。草本層植被屬于適應型，與喬木和灌水相比，有較強的氮捕獲力，適應性也更強。而灌木層植被則是喬木層植被的第二梯隊。整個生態系統運用不同的植物功能群來適應垂直地帶不同的光、水、土壤等自然條件，它們相互組合、構成了最佳的資源利用體系。

森林生態系統是生物多樣性保護的一個重要層次，是稀有瀕危動植物的主要生存環境。植物多樣性和功能群組成是影響森林生態系統群落生產力和穩定性的主要因子[10~11]。白永飛等[3]認為水、熱因子不僅是影響植物多樣性的主要因素，而且也是影響群落植物功能群多樣性和功能群組成的主要生態因子。隨著海拔高度的上升，年降水量、年平均氣溫和土壤肥力特征都發生著有規律的變化。而植物生活型和生態群功能群的相對多度主要受干燥度、年平均氣溫和年降水量3個環境要素的影響[12]。因此，海拔高度直接影響著森林生態系統的植物功能群多樣性及其組成，進而影響著植物功能群的相互作用和群落的生態穩定性。

[1] Bao Y J，Li Z H，Zhong Y K. Compositional dynamics of plant functional groups and their effects on stability of community ANPP during17yr of mowing succession on leymus chinensisst- eppeof inner Mongolia, China[J]. Acta Bot Sin，2004（46）：1155-1162.

[2] 陳世蘋，白永飛，韓興國. 內蒙古錫林河流域植物功能群組成及其水分利用效率的變—依水分生態類群劃分[J]. 植物學報，2003，45（10）：1 251-1 260.

[3] 白永飛，張麗霞，張焱，等. 內蒙古錫林河流域草原群落植物功能群組成沿水熱梯度變化的樣帶研究[J]. 植物生態學報，2002，26（3）：308-316.

[4] 白永飛，李凌浩，黃建輝，等. 內蒙古高原針茅草原植物多樣性與植物功能群組成對群落初級生產力穩定性的影響[J]. 植物學報，2001，43（3）：280-287.

[5] 韓梅，楊利民. 中國東北樣帶羊草群落c3和c4植物功能群生物量及其對環境變化的響應[J]. 生態學報，2006，26（6）：1 825-1 832.

[6] 范玉龍，胡楠，丁圣彥. 伏牛山自然保護區森林生態系統草本植物功能群的分類[J]. 生態學報，2008，28（7）：3 092-3 101.

[7] 胡楠，范五龍，丁圣彥. 伏牛山自然保護區森林生態系統喬木植物功能型分類[J]. 植物生態學報，2008，32（5）：1 104-1 115.

[8] 金則新. 浙江天臺山種子植物區系分析[J]. 廣西植物，1994，14（3）：211-215.

[9] 金則新. 浙江天臺山甜儲群落研究[J]. 武漢植物學研究，1998，16（4）：317-324

[10] Diaz Barradas M C, Zunzunegui M, Tirade R, et al. Plant functional types and ecosystem function in a Mediterranean shrub land[J]. J Veget Sci，1999, 10（5）：709-716

[11] Box E O. Factors determining distributions of tree species and plant functional 9 types[J]. Vegetatio, 1995, 121（1~2）：101-116.

[12] Box E O. Plant functional types and climate at the global scale[J]. J Veget Sci, 1996, 7（3）：309-320.

Composition of Plant Functional Groups of Vegetation on Tiantaishan Mountain

CHEN Hai-sheng，DING Jian-gang*
（Zhejiang Tongji Vocational College of Science and Technology, Hangzhou 311231, China）

Composition of plant functional groups of vegetation on Tiantaishan Mountain, Zhejiang province was investigated by community ecological method. The results showed that it had great changes of dominant and accompanying species in plant functional groups including arbor, shrub and herb along with altitude on investigated mountain.

plant functional groups; altitude; Tiantaishan Mountain

S718.55

A

1001-3776（2013）05-0091-03

2013-01-13；

2013-04-05

浙江省科技廳公益性項目（2012C23031）；浙江水利科技計劃項目（RB1204）

陳海生（1965-），男，浙江臨海人，博士后，副教授，主要從事地理生態學研究；*通訊作者。