海拔高度对浙江省天台山森林生态系统植物功能群组成的影响

陈海生，丁坚钢

（浙江同济科技职业学院，浙江 杭州 311231）

海拔高度对浙江省天台山森林生态系统植物功能群组成的影响

陈海生，丁坚钢*

（浙江同济科技职业学院，浙江 杭州 311231）

采用群落生态学的方法调查了浙江省天台山森林生态系统植物功能群随海拔高度的动态变化。结果表明，随着海拔高度的上升，乔木、灌木和草本功能群中优势种和伴生种组成均发生了明显的变化。

植物功能群；海拔高度；天台山

植物功能群是指对环境因子有相似响应，在生态系统中起相似作用的所有植物种的组合[1]。对植物功能群的研究，过去多集中在内蒙古草原生态系统[2~5]和伏牛山森林生态系统中[6~7]，如白永飞等[2~4]研究了近 20年锡林郭勒羊草草原和针茅草原植物生长型功能群生物量变化与群落生产力的关系，解释了典型草原生产力相对稳定的机制。韩梅等[5]分析了中国东北样带羊草群落植物生活型功能群多样性及生物量变化。范玉龙[6]和胡楠[7]分别对伏牛山自然保护区森林生态系统草本植物和乔木植物进行了功能型分类，而关于浙江省东部天台山森林生态系统植物功能群的研究尚未见报道。

植物在长期对环境的生态适应中，在形态、生理和行为等方面形成了各种适应机制。通过分析森林生态系统中不同海拔高度植物的功能群组成特点，不仅可以认识森林生态系统对水热等环境因子变化的适应特点，而且可以认识环境变化对森林生态系统的影响及其变化趋势。浙江省天台山地处中亚热带，位于浙江省东南部，由武夷山、仙霞山脉中支自西向东北延伸而成。天台山森林植被繁茂、类型多样，生物资源丰富，蕴藏有 600多种树木和大面积天然次生阔叶林，分布有浙江省少见的原生甜槠（Castanopsis eyrei）、木荷（Schima superba）林、云锦杜鹃（Rhododondron fortunei）林和浙江七子花（Heptacodium jasminoides）植被群落[8]。本文拟从群落生态学角度，以优势种为主体，对浙江省天台山森林生态系统植物功能群沿海拔高度动态变化规律进行研究，以期为该区域植物资源的合理保护和利用提供依据。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

天台山地处120° 50' ~ 121° 24' E，29° 09' ~ 29° 25' N，位于浙江省东部，跨天台、新昌、宁海3个县，是仙霞岭的支脉，境内多低丘谷地和山间台地，主峰苍上顶座落在整个区域的南端，海拔1 113.4 m，属亚热带中部，为季风气侯区。年平均气温16.27℃，最冷月均温5.1℃，最热月均温23.5℃，年均降水量1 320.5 mm。山区南部的华顶山常年多雨雾，空气湿度大，年降水达1 700 mm以上，日均温≥10℃年积温为2 858 ~ 5 157℃，植被全年生长期长达200 ~ 240 d。

本区地层为前震旦纪变质岩基底，大部为巨厚的中生代火山岩系覆盖，新构造运动以间歇性抬升为主，并伴以火山和岩浆活动。白至纪堆积内陆湖盆相红色砂页岩、砂砾岩形成了现今海拔200 m以下432.8 km2的天台盆地。土壤除赤城栖霞一带分布少量岩成土类外，从山麓到华顶山主峰一线随海拔的升高，多由红壤逐渐过渡到黄壤，在海拔780 m以上地带分布黄壤亚类，在海拔1 000 m以上苍山顶为山地草甸黄泥土[9]。

1.2 研究方法

采用群落生态学的方法于2011年5月和2011年10月对浙江省天台山不同海拔的森林生态系统进行调查，在具有代表性的地段，设置20个20 m×20 m的样地，调查记录每个样方内所有乔本和灌木植物的种类和数量，然后在每个样地中设置面积为40 m2的小样方，记载草本植物的种类和数量。

2 结果与分析

2.1 海拔高度对乔木层优势种及伴生种分布的影响

随着海拔高度的升高，乔木层各物种间相互替代现象明显，在海拔400 m以下，大部分林分以甜槠和木荷为优势种，伴生种有水青岗（Fagus longipetiolata）、短柄枹树（Quercus serrata var. brevipetiota）；在宝华林场一带则以甜槠、红楠（Machilus thunbergii）为优势种的功能群，伴生种有小叶青冈（Cyclobalanopsis myrsinifolia）、青榨槭（Acer davidii）、豺皮樟（Litsea rotundifolia var. oblongifolia）。在海拔400 ~ 700 m处，分布有大面积的七子花（Heptacodium miconioides）林，林内以七子花为优势种，伴生种为灯台树（Bothrocaryum controversum）、盐肤木（Rhus chinensis）、青榨槭；狮子岩坑一带则以香果树（Emmenopterys henryi）为优势种，在方广、华顶一带以亮叶桦（Betula luminifera）和木荷为优势种，伴生树种有锥栗（Castanea henryi）、灰柯（Lithocarpus henryi）和青冈（Cyclobalanopsis glauca）。在海拔700 ~ 800 m处，乔木层以马尾松（Pinus massoniana）为优势种，枫香（Liquidambar formosana）和木荷为伴生种。海拔 800 m 以上，黄山松（P. taiwanensis）为优势种，马尾松、杉木（Cunninghamia lanceolata）为伴生种。海拔900 m以上，以白檀（Symplocos panieulata）、云锦杜鹃为优势种，青冈等为伴生种。

2.2 海拔高度对灌木层优势种及伴生种分布的影响

狮子岩坑一带海拔700 m以下，灌木层物种以杜鹃（Rhododendron simsii）、胡枝子（Lespedeza bicolor）为优势种，柃木（Eurya japonica）、铁冬青（Ilex rotunda）、蜡瓣花（Corylopsis sinensis）为伴生种；在方广、华顶一带，灌木层则以厚皮香（Ternstroemia gymnanthera）为优势种，柃木、红脉钓樟（Lindera rubronervia）为伴生种。海拔700 ~ 900 m区域，灌木层物种以红脉钓樟为优势种。在海拔900 m以上的山顶上，灌木层则以箭竹（Fargesia spathacea）和野山楂（Crataegus cuneata）为优势种，箭竹的伴生种有悬铃花（Malvaviscus arboreus）、绣线菊（Spiraea salicifolia），野山楂的伴生种有勾儿茶（Berchemia sinica）、忍冬（Lonicera japonica）、盐肤木、化香树（Platycarya strobilacea）等。

2.3 海拔高度对草本层优势种及伴生种分布的影响

在草本层中，海拔700 m以下以蕨类植物为主，箬竹（Indocalamus tessellatus）为伴生种；海拔700 ~ 800 m以芒萁（Dicranopteris dichotoma）占优势；海拔800 ~ 900 m则以蕨类为优势种；海拔900 m以上的山顶以野古草（Arundinella anomala）、广防风（Epimeredi indica）、一枝黄花（Solidago decurrens）等为优势种。

3 结论与讨论

浙江天台山森林生态系统中，植物种类丰富，科属组成较为分散，群落各样地间的相似系数较低，群落结构复杂，地上成层现象明显。乔木层由于有较强的光捕获力，占据着绝对优势，主导着生态系统中植物群落的结构和功能。草本层植被属于适应型，与乔木和灌水相比，有较强的氮捕获力，适应性也更强。而灌木层植被则是乔木层植被的第二梯队。整个生态系统运用不同的植物功能群来适应垂直地带不同的光、水、土壤等自然条件，它们相互组合、构成了最佳的资源利用体系。

森林生态系统是生物多样性保护的一个重要层次，是稀有濒危动植物的主要生存环境。植物多样性和功能群组成是影响森林生态系统群落生产力和稳定性的主要因子[10~11]。白永飞等[3]认为水、热因子不仅是影响植物多样性的主要因素，而且也是影响群落植物功能群多样性和功能群组成的主要生态因子。随着海拔高度的上升，年降水量、年平均气温和土壤肥力特征都发生着有规律的变化。而植物生活型和生态群功能群的相对多度主要受干燥度、年平均气温和年降水量3个环境要素的影响[12]。因此，海拔高度直接影响着森林生态系统的植物功能群多样性及其组成，进而影响着植物功能群的相互作用和群落的生态稳定性。

[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] 陈世苹，白永飞，韩兴国. 内蒙古锡林河流域植物功能群组成及其水分利用效率的变—依水分生态类群划分[J]. 植物学报，2003，45（10）：1 251-1 260.

[3] 白永飞，张丽霞，张焱，等. 内蒙古锡林河流域草原群落植物功能群组成沿水热梯度变化的样带研究[J]. 植物生态学报，2002，26（3）：308-316.

[4] 白永飞，李凌浩，黄建辉，等. 内蒙古高原针茅草原植物多样性与植物功能群组成对群落初级生产力稳定性的影响[J]. 植物学报，2001，43（3）：280-287.

[5] 韩梅，杨利民. 中国东北样带羊草群落c3和c4植物功能群生物量及其对环境变化的响应[J]. 生态学报，2006，26（6）：1 825-1 832.

[6] 范玉龙，胡楠，丁圣彦. 伏牛山自然保护区森林生态系统草本植物功能群的分类[J]. 生态学报，2008，28（7）：3 092-3 101.

[7] 胡楠，范五龙，丁圣彦. 伏牛山自然保护区森林生态系统乔木植物功能型分类[J]. 植物生态学报，2008，32（5）：1 104-1 115.

[8] 金则新. 浙江天台山种子植物区系分析[J]. 广西植物，1994，14（3）：211-215.

[9] 金则新. 浙江天台山甜储群落研究[J]. 武汉植物学研究，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

浙江省科技厅公益性项目（2012C23031）；浙江水利科技计划项目（RB1204）

陈海生（1965-），男，浙江临海人，博士后，副教授，主要从事地理生态学研究；*通讯作者。