章古臺(tái)樟子松林下植被生態(tài)學(xué)特征

孫海紅，劉建華

（遼寧省沙地治理與利用研究所，遼寧阜新 123000）

1 研究方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于遼寧省彰武縣北部的章古臺(tái)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)（N 42.72°～42.85°，E 121.87°～22.37°）。該地區(qū)平均海拔226 m，地貌特點(diǎn)為沙丘相間，丘間有風(fēng)蝕低地分布。氣候?qū)倥瘻貛啙駶櫄夂騾^(qū)，主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是干旱多風(fēng)。章古臺(tái)地區(qū)氣溫日較差和年較差較大，極端日較差達(dá)到32℃，平均無霜期154天，年降水量500 mm左右，年蒸發(fā)量1 750 mm左右，是降水量的3.5倍，降水季節(jié)分配很不均勻，全年降水的主要集中在夏季7、8月[3]。

境內(nèi)土壤成因系古河流沉積而成，主要為風(fēng)沙土，約占全區(qū)面積的89.4%，其它還有草甸土、草炭土和水稻土等類型。風(fēng)沙土物理砂粒含量多、黏粒含量少，養(yǎng)分瘠薄，有機(jī)質(zhì)含量較低，全磷及速效磷含量極低，鉀素含量較高，土壤呈中性，pH值在6.0～8.0之間，地下水為淡水，水位較深，一般不能為植物所利用。

章古臺(tái)處于蒙古植被與華北植物區(qū)系交匯地帶，林下植被以沙生植物為主，代表性植物有差巴戈蒿、羊草、中華隱子草、中華萎陵菜、野古草、興安胡枝子、小白蒿、小黃柳及蒺藜梗等。

1.2 樣地選擇與設(shè)置

在2020年7月對研究區(qū)域進(jìn)行充分踏查，選擇林齡為33年、42年、51年的樟子松人工固沙林作為樣地，要求樣地的郁閉度相同，調(diào)查林下植被的生態(tài)學(xué)特征，并將這3塊標(biāo)準(zhǔn)地記為A33、A42、A51。分別在3個(gè)樣地上設(shè)置2個(gè)5 m×5 m樣方調(diào)查灌木植被，設(shè)置3個(gè)1 m×1 m的樣方調(diào)查草本。

1.3 植被調(diào)查方法

對于灌木樣方，統(tǒng)計(jì)每個(gè)樣方中灌木數(shù)量；對于草本樣方，估測樣方總體蓋度，查看優(yōu)勢物種，記錄樣方內(nèi)出現(xiàn)的植物種類及對應(yīng)數(shù)量，并對其分蓋度進(jìn)行測量和記錄。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

根據(jù)野外的測量數(shù)據(jù)進(jìn)而計(jì)算每個(gè)樣地不同物種的重要值，統(tǒng)計(jì)同一發(fā)育階段不同樣地各物種重要值的平均值。計(jì)算公式如下：

密度=某個(gè)種的密度/所有種的密度之和×100%

蓋度=某個(gè)種的蓋度/所有種蓋度之和×100%

頻度=某一種的頻度/全部種的頻度之和×100%

重要值=（相對密度+相對蓋度+相對頻度）/3

2 結(jié)果與分析

2.1 林下植被組成

統(tǒng)計(jì)分析3塊樣地、15個(gè)樣方內(nèi)的植被調(diào)查資料，如表1所示，共發(fā)現(xiàn)43屬55種植物。其中，禾本科10屬13種，菊科6屬6種，豆科6屬8種，藜科3屬6種，毛茛科3屬4種，占總屬種數(shù)的65.1%、65.5%。說明這5科植物在該地區(qū)的植物區(qū)系中也占據(jù)著重要地位，在保護(hù)區(qū)植被自然恢復(fù)過程中所起的作用最大。

2.2 不同林齡林下植被科屬組成

如圖1所示，各樣地植被科、屬總數(shù)都隨著林齡的增加而增加，我們選擇的實(shí)驗(yàn)地林分郁閉度相同，所以可以認(rèn)為此種差異僅因林齡差異造成的，是自然演替的結(jié)果。

2.2.1 密度。由圖2可知，A33林下植被密度最大，與A42和A51差異顯著，A51最小。造成這一結(jié)果的原因主要在于A33樣地內(nèi)的一年生草本植物狗尾草、馬齒莧出現(xiàn)頻次最多，與A42和A51，成遞減趨勢，被灌木和多年生草本取代。

表1 樟子松林下植被群落物種組成

圖1 不同林齡樟子松林下植被科屬組成

圖2 不同林齡樟子松林下植被密度

2.2.2 蓋度。不同林齡的樟子松人工固沙林，存在某些物種相對蓋度差異顯著的情況，表現(xiàn)最為明顯的是唐松草。在A33未發(fā)現(xiàn)唐松草這一物種，而在A42樣地內(nèi)唐松草的相對蓋度為10.5，而在A51則高達(dá)21.2%。在三個(gè)樣地均出現(xiàn)且蓋度相對較高的是狗尾草，隨著林齡增大有減少的趨勢，但差異不顯著，且同密度不同樣方內(nèi)蓋度不同，出現(xiàn)具有隨機(jī)性。

2.2.3 重要值。按上文提出的重要值公式，經(jīng)過計(jì)算得到不同林齡林下植被的重要值。禾本科的狗尾草的重要值在所有林分中都處于絕對統(tǒng)治地位，但有下降趨勢。林齡最大的A51唐松草的重要值為18.5%，與A42和A33相比差異顯著，同時(shí)多年生草本及灌木重要值比重也顯著增加。僅在A51出現(xiàn)的扁穗冰草、草木樨、翠雀花、多葉棘豆、鶴虱、野古草均為多年生草本，重要值合計(jì)為16%，而一年生草本植物重要值比重則明顯下降。

3 結(jié)論與討論

研究表明，隨著樟子松人工固沙林林齡的增加，林下植物群落由一年生草本植物占優(yōu)勢逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗄晟荼竞凸嗄菊純?yōu)勢。章古臺(tái)地區(qū)樟子松人工固沙林林下草本層的物種組成在不同發(fā)育階段發(fā)生著動(dòng)態(tài)的變化：演替初期以狗尾草為絕對的優(yōu)勢種，形成先鋒群落；隨著演替的進(jìn)行，唐松草與狗尾草共為優(yōu)勢種，一年生的植物比例逐漸減少，多年生植物比例逐漸增加。

這可能是因?yàn)榱铸g對樟子松林地土壤理化性質(zhì)的影響顯著所致，隨著林齡的增加，土壤含水量降低，土壤密度先降低后增加。通過對章古臺(tái)地區(qū)樟子松人工林的研究發(fā)現(xiàn)，下一步應(yīng)在本研究的基礎(chǔ)上，研究土壤孔隙度、N、P、K等理化性質(zhì)隨林齡變化情況，進(jìn)一步夯實(shí)理論基礎(chǔ)，這有助于揭示章古臺(tái)地區(qū)樟子松人工固沙林植被演替規(guī)律。