合肥市主要城市山体林群落类型及结构分析*
2014-06-28吴泽民张前进
黄 辉 吴泽民 张前进
安徽农业大学林学与园林学院 合肥 230036
城市山体林作为城市森林的重要组成部分,对改善城市环境有着极为重要的作用[1-3]。山体林群落类型和结构不仅直接关系到现阶段林相的稳定与合理,而且还决定着山体林能否长期健康地发展[4-5]。本文将以合肥市巢湖鼓山、卧牛山,肥西紫蓬山,庐江冶父山,长丰土山5 处城市山体林为研究对象,通过样方调查,分析林分组成和群落结构,旨在为城市山体林恢复构建提供理论依据。
1 研究区概况
合肥市位于江淮丘陵,属北亚热带湿润季风气候。地带性植被为落叶与常绿阔叶混交林。地质构造上,合肥属“下杨子海槽”和“淮阳古陆”的陆海边缘地带。江淮分水岭横贯中部,大别山余脉自庐江西及肥西大潜山入境、向东北蜿蜒。地势西北高、东南低。四周山峦众多,大部分海拔不高。
本文研究对象分属于合肥市各个区域,都是具有一定面积及密度的木本植物群落,且具备较为完整的生态功能,在合肥城市山体中具有一定的代表性。
2 研究方法
通过踏查,在植物分布比较均匀、有一定代表性的林地中,设置20 m ×20 m 样方进行每木调查,记录乔木层胸径在5 cm 以上所有树木的种名、胸径、树高、冠幅、健康状况等。同时,在其中设5 m×5 m 记录灌木及地被等植物,记录植被种类、株数、地径、树高等因子,总计调查样方66 个。根据样方数据,所需要计算的群落特征值包括密重要值、树木健康指数、物种丰富度、多样性、均匀度及生态优势度指数等,均采用植被生态学常规方法计算(公式略)。
3 结果与分析
3.1 山体林林分组成与群落结构
3.1.1 不同山体林树种组成
在合肥主要山体林中主要组成树种计97种,分属49 科、82 属。其中1种半常绿,67种落叶,29种常绿;88种阔叶,9种针叶。各科所属的树种均较少,其中较多的有豆科、木兰科、木犀科、榆科5种,蔷薇科6种,樟科7种(表1)。
各山体林的优势树种主要有麻栎、杉木、朴树、侧柏;次优势树种组成较为复杂,主要有马尾松、黄檀、加杨、枫香、香樟等;灌木层中有许多冠层树种的幼树,如国槐、女贞、朴树等。在树种组成中出现很多常见城市绿化树种,而乡土树种的比例较低,因此明显有人工经营的特点(表1)。
表1 主要山体林树种组成
3.1.2 树种组成相似性比较
表2 山体林树种组成相似性比较
采用杰卡特(Jaccad)群落相似性系数比较5座山体林树种组成的差异性结果见表2。从中可以看出,各山林分树种相似系数较低,仅0.091 ~0. 289,说明树种组成差异大。只有构树同时出现在5 个山体中,侧柏、朴树同时出现在其中的4 座山林中,而这3 个树种都是当地重要的乡土树种。表明这些森林与当地的地带性植被差别较大,而在改造这些森林时又分别采用了不同树种。
3.1.3 不同山体林群落特征分析
群落特征值是描述群落结构特征的数学语言,内容涉及多个方面[6]。本文以多样性指数、丰富度、均匀度及优势度来描述群落特征(表3)。
表3 不同山体山体林群落特征
从上表分析来看,5 座山体灌木层的丰富度、多样性、均匀度指数均高于乔木层,可见灌木层的群落特征较为明显。总体看来,在5 座山体中,卧牛山的整体群落特征要优于其他山体林。土山的优势度指数最高,说明树种较为单一,林木种类较少。
3.1.4 不同山体林林分特征
1)密度及基盖度。5 座山体林平均密度1 384株/hm2,平均基盖度23.35 m2/hm2(表4)。从数据分析来看,土山和紫蓬山山体林中大规格的树木较多。
表4 不同山体林密度和基盖度
2)径阶和树高分布。5 座山体树木的平均胸径为12.44 cm,其中土山>卧牛山>紫蓬山>冶父山>鼓山。胸径分布特点见图1。总体来看,胸径在30 cm 以上的树木所占比重很小,且集中在少数几个树种,如马尾松、二球悬铃木、麻栎、朴树、枫杨。5座山体树木的平均高度为11.08 m,树高呈随机分布。鼓山林木树龄短(多数林木树龄仅20 余年),其胸径和树高平均值在5 座山体中排在末位。
图1 径阶分布
3)树木健康程度。5 座山体林的林冠乔木层树木健康状况按健康指数排序为土山(0.81)>卧牛山(0.80)>冶父山(0.79)>紫蓬山(0.76)>鼓山(0.73)。由此可见它们之间的差异并不明显,大部分树木都处于健康状态。
3.2 山体林的群落类型
本文按《中国植被》的分类原则将山体林[7]共分为5种群落类型。其中落叶阔叶群落所占比例最大,其次是常绿与落叶阔叶类。除卧牛山外,其他山体林中常绿与落叶阔叶林群落比重高于常绿阔叶林。另外,鼓山、冶父山、紫蓬山都有较大面积暖温性针叶林,如鼓山的侧柏林、冶父山的杉木林、紫蓬山的马尾松林。鼓山、冶父山、土山的针阔混交林群落主要有杉木+槲栎、马尾松+黄檀、马尾松+黄山栾树等。
合肥山体林主要群落类型如下:
1)杉木群系。江淮丘陵地区在20 世纪60 ~70年代曾大规模营造杉木人工林,但由于立地条件差大部分成为低产林,此后因人工改造或自然演替过程使一些阔叶树种侵入,逐渐形成针阔混交类型,主要有杉木+黄檀—山胡椒—南蛇藤、杉木+麻栎、杉木+槲栎、杉木+枫杨4种群丛。
2)侧柏群系。侧柏一直是江淮地区的重要造林树种,历史上曾有大面积侧柏纯林,后几经改造,目前主要有侧柏、侧柏—构树、侧柏+国槐3种群丛。构树萌蘗性极强,有格外适合江淮丘陵地区的土壤条件,因此在侧柏林中常常形成茂密的林下层,影响其他阔叶树种的侵入;而在侧柏+国槐群丛中,国槐虽暂居亚冠层,但长势很好,这是一种适合江淮丘陵地区的类型。
3)马尾松群系。马尾松为当地的乡土树种,曾被列为主要造林树种,后因受松材线虫危害,至今已少见马尾松纯林,主要有马尾松+黄檀、马尾松—构树、马尾松+黄山栾树3种群丛。但这些林分中马尾松的生长状况较差,一些树木处于濒死状态。
4)麻栎群系。麻栎是最重要的乡土树种之一,麻栎林及麻栎与其他树种的混交林是江淮丘陵的主要森林群落类型,目前在合肥地区仅见在紫蓬山等地保留少许成熟林(树龄300 余年)。该群系主要类型有麻栎群丛和麻栎+榉树+黄连木。这几种类型是江淮丘陵地区的地带性植被类型,对该地的森林经营具有重要的指示作用。
5)朴树群系。主要有朴树+国槐、朴树+蜀桧2种群丛。在卧牛山中,大部分朴树胸径都在40 cm以上,树高也在20 m 以上。
6)香樟群系。主要有香樟、香樟—桂花、香樟—女贞3种群丛,均为改造山体林分而营造的人工林。
7)悬铃木群系。主要有二球悬铃木+枫杨—女贞群丛,林下灌木树种较多,其中不乏今后能进入林冠层的树种,如杜梨、黄连木、榉树、白榆等。悬铃木为城市主要绿化树种,不宜在山体林中引种。
8)其他。银杏群系有银杏+白玉兰—紫叶李、银杏+广玉兰2种群丛。黄连木群系有黄连木+杜梨+乌桕、黄连木+刺槐、黄连木—石楠3种群丛。檫木群系檫木—构树,后者由檫木+圆柏,檫木+雪松群丛。化香群系有化香—狭叶山胡椒、化香+糯米椴群丛、化香—桂花3种群丛。马褂木群系有马褂木—构树、马褂木—紫叶李2种群丛。水杉群系主要是水杉+板栗+白榆—构树群丛。黄山栾树群系有黄山栾树—桂花、黄山栾树—杜英2种群丛。
主要群落类型的分布如下:
鼓山主要群落类型为侧柏林、香樟林、侧柏+马尾松+国槐、马尾松+黄檀,卧牛山主要群落类型为香樟+苦楝、朴树—蜀桧、二球悬铃木+枫杨—女贞、朴树+国槐、广玉兰+银杏,紫蓬山主要群落类型为杨树林、马尾松林、麻栎林、杉木林、麻栎+榉树+黄连木、杜梨+黄连木,冶父山主要群落类型为杉木林、杉木+槲栎、杉木+枫杨、桂花+化香、香樟+女贞、马褂木—构树,土山主要群落类型为麻栎林、水杉+板栗—构树、侧柏+构树、马尾松+黄山栾树。纯林群系主要集中体现在鼓山、冶父山、紫蓬山3 座山体中。纯林群系林木密度较大,灌木层树种种类和数量均较少。从健康状况来看,落叶阔叶纯林的健康状况最好,其次是以香樟为代表的常绿阔叶纯林,最差的是常绿针叶纯林。马尾松纯林生长状况最差,这可能与其受松材线虫病害的影响有关。
4 结论与讨论
1)5 座山体山体林树木平均密度1 384 株/hm2,平均基盖度23.35 m2/hm2。山体林以落叶及常绿与落叶阔叶混交类型为主,符合合肥市地带性植被特点。山体林中建群种以侧柏、杉木、马尾松、香樟、悬铃木、水杉等为主。
2)总体来说,合肥市主要山体林植被健康状况较好,生长表现较差的树木主要是侧柏、马尾松、杉木。这些林木病虫害较为严重,要格外加强防治工作,扎实做好清理和补植工作。
3)主要山体林需通过人工促进演替逐步形成地带性植被类型,如在林下、林隙中引入乡土树种,或可采用适度间伐的方式形成林隙提供更新空间[8-10]。主要可选择麻栎、槲栎、榉、榆、椴、朴树、黄连木、野茉莉、杜梨等树种以构筑混交林,同时保留林下灌木,在增加物种多样性的基础上进一步提升其景观效果。
4)可将部分山体林开发为苗木生产基地。城市山体可以作为生产的一个载体,但要注意苗木的选择和管理,其生产区域面积以及栽植树种要与整个山体林相协调,以保障山体林整体结构的完整和稳定。
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