河北山地河岸緩沖帶群落結構及演替趨勢研究

王雄賓 孫杰肖 曹寒 史亞梅

摘要：在河北承德河岸緩沖帶設立不同密度油松林標準地、不同密度華北落葉松林標準地、灌木林標準地和草本標準地，調查標準地內喬、灌、草的種類及植被結構，總結各類型植被群落的演替趨勢，分析演替趨勢對河岸緩沖帶污染物削減能力的影響。

Abstract： Different density Pinus tabulaeformis standard land， different density Larix principis standard land， shrub standard land and herb standard land were set up in Chengde River bank buffer zone of Hebei Province. The species and vegetation structure of arbor， shrub and grass in the standard land were investigated. The succession trend of various vegetation communities was summarized， and the influence of succession trend on pollutant reduction capacity of river bank buffer zone was analyzed.

關鍵詞：河岸緩沖帶;群落結構;演替趨勢，污染物削減能力;河北山地

Key words： riparian buffer zone;community structure;succession trend;pollutant reduction capacity;Hebei mountainous area

中圖分類號：X522? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）20-0246-02

0? 引言

森林演替是指森林內部各組成成分之間運動變化和發展的過程與結果，演替存在于所有森林之中，在同一地段上一種森林被另一種森林所代替的過程與趨勢永遠存在[1，2]。通過分析河岸緩沖帶植被群落中主要樹種的種群年齡結構，能一定程度上預測群落演替趨勢[2]，進而能對河岸緩沖帶的生態功能起到一定的趨勢預測[3]。

1? 研究方法

1.1 標準地設置

選擇河北省承德市河道兩側不同密度油松林標準地4塊（分別設為標準地A、B、C、D，其中標準地A密度為2124/株·hm-2，標準地B密度為1064/株·hm-2，標準地C密度為648/株·hm-2，標準地D密度為388/株·hm-2）、不同密度華北落葉松林標準地4塊（分別設為標準地E、F、G、H，其中標準地E密度為1984/株·hm-2，標準地F密度為1036/株·hm-2，標準地G密度為696/株·hm-2，標準地H密度為436/株·hm-2），灌木林標準地1塊（設為標準地I）、草本標準地2塊（分別設為標準地J、K）。油松林標準地、華北落葉松林標準地大小都為50m×50m，即2500m2，灌木林標準地為10m×50m，草本植被標準地為10m×10m。

1.2 標準地調查方法

1.2.1 喬木型標準地調查方法

喬木調查采用相鄰網格法[2，4]，即將50m×50m的標準地劃分成25個10m×10m的樣方，對各樣方內的喬木進行每木檢尺，調查每個樣方內喬木的胸徑、冠幅、樹高。將喬木樹種分為主林層、演替層和更新層，更新層為主林層以下且樹高大于2m的林層，更新層為樹高小于2m的林層。根據各林層中喬木樹種的數量分配情況，分析其種群動態，進而確定各個標準地的演替趨勢。

1.2.2 灌木型標準地調查方法

將標準地劃分為5個10m×10m的樣方，對樣方內所有的灌木樹種及喬木樹苗進行了調查，主要調查因子有物種名稱、高度、地徑、蓋度及生長狀況。

1.2.3 草本型標準地調查方法

在標準地選取4角及正中心，共計5個1m×1m的小樣方進行草本調查，主要調查因子有草本種類、高度、蓋度。

2? 各標準地群落結構及演替趨勢分析

2.1 油松林河岸緩沖帶群落結構及演替趨勢

2.1.1 不同密度油松林河岸緩沖帶植被組成

不同密度油松林標準地喬木樹種主要有油松、白蠟、蒙古櫟、糠椴、山杏等組成，喬木林下除有少量更新苗外還有大葉小檗、虎榛、毛榛等少量灌木。

2.1.2 油松林河岸緩沖帶植被演替趨勢

油松林河岸緩沖帶群落A中主林層喬木數量占絕對優勢，其相對密度為96.20%，其演替層和更新層相對密度較低，分別為1.81%和1.99%，由此可知其短期內的自然演替趨勢不明顯。由于標準地A內油松密度大且闊葉樹種源較少，其群落內林下光線較弱，枯落物較厚，這些都阻礙了油松及闊葉樹種種子的發育，造成群落演替層和更新層物種數較少且密度較小，如果不對其進行較強的人工干擾，白蠟、糠椴、元寶楓等闊葉樹短期內較難對主林層油松的生長造成影響。該群落有可能發展成油松占絕對優勢，伴有極少量元寶楓和白蠟等闊葉樹種的群落。如果不對密度較大油松林河岸緩沖帶進行較強干擾，其凈水功能短期內不會有較大變化。

群落B、C、D都有明顯的自然演替趨勢。在群落B、C、D中，油松在各個林層都有分布，且油松的分布比例隨著樹齡的降低而逐漸增大。在群落B和群落C中，油松種源豐富，但附近闊葉樹種種源較少，其演替層和更新層中油松的相對密度較大，其它闊葉樹相對密度較小。群落D中主林層喬木的密度較小，林分郁閉度較小林下枯落物分解較快，演替層和更新層中闊葉樹種的種類和密度較群落B及群落C較多。短期內，群落B和群落C會演替成以現有油松大樹為主林層，以演替層和更新層中迅速成長的油松及其他闊葉幼樹為亞林層的異齡復層林。現存主林層喬木密度較最小的群落D，會逐漸發育成以現在主林層中油松和迅速生長的闊葉樹為主林層，以現在演替層和更新層中逐漸長大的幼樹為亞林層的異齡復層混交林。群落D主林層和亞林層中都是以油松為優勢種，五角楓、白蠟等闊葉樹為伴生種。在無較強干擾情況下，隨著群落演替不斷進行，密度較小油松林河岸緩沖帶的凈水功能短期內可能會有變化。

2.2 落葉松林河岸緩沖帶群落結構及演替趨勢

2.2.1 不同密度落葉松林河岸緩沖帶植被組成

標準地喬木樹種只有華北落葉松，喬木林下灌木生長較少。

2.2.2 落葉松林河岸緩沖帶植被演替趨勢

群落E、F、G和H中主林層相對密度都為100.00%，各群落中演替層和更新層相對密度都為0%，群落E、F、G和H短期內的自然演替趨勢不明顯，其群落中喬木物種只有華北落葉松。

所調查標準地在栽植現有華北落葉松前都為天然闊葉林，造林時對原有闊葉樹進行皆伐，在所栽植華北落葉松生長過程中多次進行過割灌撫育，對自然演替的闊葉樹幼苗及萌生枝條進行過多次割除，華北落葉松成林過程中闊葉樹的種源遭受嚴重破壞。華北落葉松林郁閉后其枯落物較厚影響了種子的發芽生長。在對群落F、G和H進行間伐干擾后，雖然其林下光照強度有所提高，但其林分每年仍有一定量的枯落物凋落，且林下草本植物迅速生長，每年形成的大量華北落葉松枯落物及枯草層使各種喬木的種子難與土壤接觸，不能形成演替更新。如不對群落E、F、G和H進行強烈干擾，其林下較難長成幼樹，單層華北落葉松純林的群落短期內將以持續。在無較強干擾情況下，不同密度華北落葉松林河岸緩沖帶削減氨氮和全磷功能短期內不會有較大變化。

2.3 灌木型河岸緩沖帶植被演替趨勢

2.3.1 灌木型河岸緩沖帶群落特征分析

灌木型河岸緩沖帶的垂直結構分為灌、草兩層，灌木群落和草本群落的水平結構斑塊性比較明顯，共有植物14科52種。灌木樹種為杞柳、粉枝柳、蒿柳、忍冬、毛榛、平榛和大葉小檗。草本植物中艾蒿、北京隱子草、藎草等為優勢種，還有少量紫菀、鴨跖草和野菊花，沒有喬木種幼樹。

2.3.2 灌木型河岸緩沖帶植被演替趨勢

所調查灌木型河岸緩沖帶并未有大型喬木幼樹出現，粉枝柳和蒿柳以灌木形式存在;不加人為干預，短期內不會向喬木型河岸緩沖帶演替。在無較大干擾情況下，灌木型河岸緩沖帶的凈水功能短期內不會有較大變化，只有通過較大人為干擾如在其內補植喬木幼樹、增加灌木樹種等，才能大幅提高其對氨氮和全磷的削減功能。

2.4 草木型河岸緩沖帶植被演替趨勢

2.4.1 草木型河岸緩沖帶群落特征分析

草本型河岸緩沖帶的草本植物占絕對優勢，木本植物只有兩株平榛。標準地中草本植物共計10科36種，重要值超過5的種有蒲公英、蓖苞風毛菊、糙蘇、柴胡、地榆、鼠掌老鸛草、苔草、小紅菊、細葉鳶尾、鴨趾草、昂頭風毛菊、鵝冠草、三籽兩型豆。

2.4.2 草本型河岸緩沖帶植被演替趨勢

所調查草本型河岸緩沖帶并未有大型喬木幼樹出現，不加人為干預，短期內不會向喬木型或灌木型河岸緩沖帶演替。在無較大干擾情況下，草本型河岸緩沖帶的凈水功能短期內不會有較大變化，只有通過較大人為干擾，改變現有植被類型和地形條件才能大幅提高其對氨氮和全磷的削減功能。

3? 結論

①林分密度對油松林河岸緩沖群落演替趨勢影響明顯。高密度油松林群落短期內自然演替趨勢不明顯，如果不對密度較大油松林河岸緩沖帶進行較強干擾，其凈水功能短期內不會有較大變化。中低密度油松林河岸緩沖帶群落有可能發展成以現有油松大樹為主林層，以演替層、更新層中競爭勝出的五角楓、白蠟、油松、蒙古櫟等為亞林層的復層異齡混交林。低密度油松林群落發展成以油松和部分迅速成長的闊葉樹為主林層，以演替更新層中逐漸長大的幼樹為亞林層的異齡復層混交林，主林層和亞林層中都是以油松為優勢種。在無較強干擾情況下，隨著群落演替不斷進行，密度較小油松林河岸緩沖帶的凈水功能短期內可能會有變化。

②林分密度對華北落葉松人工林群落演替進程影響不大，只對其進行密度干擾，其林下較難生出幼樹;在無較強干擾情況下，不同密度華北落葉松林河岸緩沖帶削減氨氮和全磷功能短期內不會有較大變化。

③所調查灌木型河岸緩沖帶并未有大型喬木幼樹出現，粉枝柳和蒿柳以灌木形式存在，不加人為干預，短期內不會向喬木型河岸緩沖帶演替，只有通過較強人為干擾才能大幅提高其對氨氮和全磷的削減功能。

④所調查草本型河岸緩沖帶草本植物占絕對優勢，并未有大型喬木幼樹出現，不加人為干預，短期內不會向喬木型或灌木型河岸緩沖帶演替，只有通過較強人為干擾，改變現有植被類型和地形條件才能大幅提高其對氨氮和全磷的削減功能。

參考文獻：

[1]王君，伊力塔，葛靜茹，等.森林群落演替動態研究進展[J].河北林果研究，2007，22（1）：44-48.

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[3]劉惠勤，陳敬宣，李潔，等.河北山地落葉松林河岸緩沖帶去污效果試驗研究[J].東北林業大學學報，2019，17（1）：138-143.

[4]田軍，張寶祥，徐成立，等.經營干擾對華北落葉松人工林群落演替趨勢的影響[J].安徽農業科學，2011，39（27）：16668-16670.