青海格尔木天然胡杨林群落结构特征浅析

祁德林

(格尔木市胡杨林自然保护区管理站,青海 格尔木 816000)

青海格尔木天然胡杨林群落结构特征浅析

祁德林

(格尔木市胡杨林自然保护区管理站,青海 格尔木 816000)

通过对格尔木天然胡杨林群落的植物组成、生长量等特征调查，经统计分析得出：①天然胡杨林的植物有83种，24科55属，其中天然乔木只有胡杨1种，灌木树种有39种，草本植物有43种；②胡杨平均树高为4.35±0.3513 m，树高在>2.0～≤4.0 m的胡杨比例占50.0%为最多；平均胸径为13.67±1.6459 cm，胸径在>5.0～≤10.0 cm的树木占33.3%为最多；平均密度为212.5(N/hm2)，样地GH2(E94°22′171"N36°25′878")的密度最大为15875 N/hm2, 综合林分密度、平均树高、平均胸径、树干基盖度、更新幼苗数和倒枯比例6个指标，综合指数最高的样地是GH2为26.13；③ 胡杨林中频度≥5%的灌木树种有13种，平均树高为0.9m，平均冠幅为0.7m，平均频度为25.6%，其中柽柳的种类和数量最多；④频度≥20%的草本种类有21种，出现频度最大的是苦豆子、冰草、假苇拂子茅和芨芨草。

格尔木; 胡杨;灌木;综合指数;频度

1 研究区概况

青海胡杨(Populus euphratica)林自然保护区始建于2000年5月，是青海省建立的第10个自然保护区,地处青海省西部柴达木盆地，海西蒙古族藏族自治州格尔木市西郊，介于北纬36°32′～36°40′，东经94°20′～94°26′，平均海拔2 800 m左右，总面积4 200 hm2；气候特点是：降水稀少，蒸发量大，年均降水量只有40.2 mm，空气相对湿度为33%，蒸发量高达2 736.2 mm，其湿润指数在0.05～0.20之间，属极度干旱区；年均温4.3℃，最暖月(7月)17.6℃，最冷月(1月)-10.6℃，年温差28.2℃，地面极端高温71.4℃，极端低温-37.1℃，地面平均气温7.5 ℃，≥0℃积温2 584 ℃，≥5℃积温2 440℃，≥10℃积温2 014℃，无霜期146 d；太阳辐射强，日照时数多，多年平均日照时数3 095 t，太阳总辐射量为664～748 KJ/(cm2·a)，比我国同纬度地区的安阳、郑州等地偏高168 KJ/(cm2·a)；保护区多年平均风速3.1 m/s，最大月5月为3.9 m/s，大风日数22.6 d，最多月达4.4 d；沙尘暴日数为16.0 d，多年平均风向为西风，年最大风速40 m/s；土壤主要有灰褐土、栗钙土、棕钙土、灰棕漠土等，非地带性土壤有盐土、风沙土等；植物为耐旱深根的灌木和半灌木，植被类型单一，呈丛状或团状分布。耐盐植被主要有白刺、芦苇、罗布麻、赖草等，生长茂密，覆盖度20%～60%。其中胡杨集中生长(核心区)的区域面积为22.61 hm2，散生面积为293.94 hm2，东西横跨6 km，南北纵贯7 km；它是戈壁新城格尔木市的生态屏障和重要保护地。

2 研究方法

2.1 数据来源与外业调查

保护区基础数据采用GPS实地测定，结合访问调查来确定。即对于一些车辆和人力暂不能到达的地区通过对保护区员工和周边群众采访的方式获取基础数据；车辆及调查研究人员能到达的有林地(缓冲区)设三种固定样地，即乔木固定样地6个，面积0.08 hm2(28.28 m×28.28 m)；在乔木样地的基础上设灌木固定样地3个，面积400 m2(20 m×20 m)共计18个灌木样地；同样在乔木样地内设草本固定样带3条，每条长100 m，带内每间隔10m设一样地，面积为1 m×1 m，共计18个草本样地。于2014年8月20日-8月26日调查样地内乔木、灌木和草地生长和立地条件等相关信息。

2.2 数据处理与分析

应用数据统计软件Excel 2007和分析软件spssl8.0对天然胡杨林群落结构特征进行分析。

3 结果与分析

3.1 天然胡杨林植物组成与林龄

研究区内组成天然胡杨林的植物有83种，属24科55属。其中天然乔木树种只有1种即胡杨；灌木树种有密花柽柳、膜果麻黄、木本猪毛菜、三春水柏枝、唐古特白刺、白柳、沙棘、沙拐枣、枸杞和盐地柽柳等39种，其中蓼科和柽柳科树种较多；草本植被主要有芦苇、细枝盐爪爪、赖草、假苇拂子茅、苦豆子、白麻、赖草、早熟禾、线叶嵩草、黑褐苔草、盐生风毛菊等43种，其中菊科和禾本科植物种类较多(表1)；调查的6个样地中的胡杨林龄均为近熟林。

3.2 天然胡杨林树高与胸径结构特征

天然胡杨平均树高为4.35±0.3513 m，最大值为9.7 m，最小值为2.0 m；树高分为5个等级：即≤2.0 m、>2.0～≤4.0 m、>4.0～≤6.0 m、>6.0～8.0 m、>8.0 m，从图1看出，树高在>2.0～≤4.0 m的胡杨约为全部调查胡杨树木的50.0%，为最多，其次是>4.0～≤6.0 m的约为全部树木的26.7%，树高>6.0～8.0 m的约为16.7%，树高≤2.0 m 和>8.0 m的树木各占全部树木的3.3%，居第四(图1)。

图1 天然胡杨树高等级与径阶pct条形图

天然胡杨平均胸径为13.67±1.6459 cm，最大值为50.8 cm，最小值为4.3 cm；从图1看出，胸径≤5.0 cm和>30.0 cm的胡杨树木各占3.3%为最少，胸径>5.0～≤10.0 cm的树木占33.3%为最多，胸径>10.0～≤15.0 cm的树木占26.7%居第二，胸径>15.0～≤20.0 cm的树木占20.0%居第三，胸径>20.0～≤25.0 cm的树木占13.3%居第四(图1)。

表1 格尔木天然胡杨林群落植物名录

续表1

生活类型植物名称科属拉丁名生态环境角果碱蓬S．corniculata盐滩、盐碱戈壁盐地碱蓬S．salsa盐碱滩地锁阳锁阳科\%Cynomoriaceae\%锁阳属CynomoriumC．songaricum盐碱滩地海乳草报春花科\%Primulaceae\%海乳草属GlauxG．maritima盐碱滩地白麻夹竹桃科\%Apocynaceae\%白麻属PoacynumP．pictum盐碱滩地唐古特青兰唇形科\%Labiatae\%青兰属DracocephalumD．tanguticum盐碱滩地宿根亚麻亚麻科\%Linaceae\%亚麻属LinumL．perenne盐碱滩地阿拉善马先蒿玄参科\%Scrophularicaeae\%马先蒿属PedicularisP．alaschanica盐碱滩地甘肃马先蒿P．kansuensis盐碱滩地狸藻狸藻科\%Lentibulariaceae\%狸藻属UtriculariaU．vulgaris盐碱滩地沙蒿菊科\%Compositae\%蒿属ArtemisiaA．desertorum盐碱滩地沙生风毛菊风毛菊属SaussureaS．arenaria盐碱滩地盐地风毛菊S．salsa盐碱滩地阿尔泰狗哇花狗哇花属HeteropappusH．altaicus盐碱滩地乳苣乳苣属LactucaL．tataricum盐碱滩地旋覆花旋覆花属InulaI．japonica盐碱滩地水烛香蒲科\%Typhaceae\%香蒲属TyphaT．anguetifolia盐碱滩地篦齿眼子菜眼子菜科\%Potamogetonceae\%眼子菜属PotamogetonP．pectinatus盐碱滩地小眼子菜P．pusillus盐碱滩地海韭菜水麦冬科\%Juncaginaceae\%水麦冬属TriglochinT．maritimum盐碱滩地碱茅禾本科\%Gramiineae\%碱茅属PuccinelliaP．distans盐碱滩地披碱草披碱草属ElymusE．dahuricus盐碱滩地冰草冰草属AgropyronA．cristatum盐碱滩地沙鞭沙鞭属PsammochloaP．villosa盐碱滩地假苇拂子茅拂子茅属CalamagrostisC．pseudophragmites盐碱滩地短花针茅针茅属StipaS．breviflora盐碱滩地疏花针茅S．penicillata盐碱滩地芨芨草芨芨草属AchnatherumA．splendens盐碱滩地赖草赖草属LeymusL．secalinus盐碱滩地早熟禾早熟禾属PoaP．annua盐碱滩地小早熟禾P．parvissima盐碱滩地青海固沙草固沙草属OrinusO．kokonorica盐碱滩地黑褐苔草莎草科\%Cyperaceae\%苔草属CarexC．atrofusca盐碱滩地尖苞苔草C．microglochin盐碱滩地无穗柄苔草C．ivanoviae盐碱滩地中间荸荠荸荠属EleocharisE．intersita盐碱滩地线叶嵩草嵩草属KobresiaK．capillifolia盐碱滩地球穗藨草藨草属ScirpnsS．Scirpns盐碱滩地扁杆藨草S．tabrnaemontani盐碱滩地水葱水葱属SchoenoplentusS．planiculmis盐碱滩地

经方差和相关性分析(表2)，各样地间的树高有显著的差异,Sig=0.000<0.001，且相关系数较高，Eta2为0.750；各样地间的胸径差异不显著，Sig=0.339>0.05，且相关系数较低，Eta2为0.200。

表2 胡杨树高与胸径方差与相关性分析

3 不同样地的胡杨密度、幼苗更新与健康状况分析

从表3看出，天然胡杨林平均密度为212.5(N/hm2)，其中密度最大的样地为GH2，为15 875 N/hm2，其余样地都比较稀疏，样地密度从大到小的排序为GH2(E94°22′171"N36°25′878")> GH1(E94°22′564"N36°22′144" )> GH6(E94°27′657"N36°22′940" )> GH3(E94°27′778"N36°29′786")> GH5(E94°21′657"N36°27′940" )> GH4(E94°15′194"N36°29′559")；GH1和GH2号样地有胡杨天然更新苗，其余样地无天然更新幼苗；倒枯胡杨株数比例由大到小的样地排序为GH4>GH5>GH3>GH6>GH1>GH2；综合考虑密度、平均树高、平均胸径、树干基盖度、更新幼苗数和倒枯比例6个指标，综合指数最高的样地是GH2为26.13，其次是GH1和GH5，分别为14.67和12.45，样地GH3和GH6基本一致，分别为11.63和11.25，样地GH4综合指数最低，为9.85；Rowantree指出，当一片土地树木的树干基盖度>5.5(m2/hm2)时能发挥类似森林的功能，格尔木地区的天然胡杨林平均树干基盖度为47.88(m2/hm2)>5.5(m2/hm2)，但从样地个体看，只有GH1的胡杨树干基盖度274.57(m2/hm2)高，其余均很低，即在调查范围内天然胡杨林能发挥生态功能只有样地GH1。因此，现有的胡杨林中样地GH2其立地环境和科研价值是值得关注和深入研究，样地GH1、GH3、GH4、GH5和GH6的胡杨生长环境和保护措施需要进一步调整和优化。

表3 各样地胡杨密度与健康状况比较

其中：

综合指数=∑(密度比率+平均高比率+平均胸径比率+树干基盖度比率+更新幼苗分级值+倒枯数比率分级值)

更新幼苗幼树的分级和赋值标准为：

10分： 公顷株数1000以上；

8分 ： 公顷株数 500～1000；

6分 ： 公顷株数 300～500；

4分 ： 公顷株数 100～300；

2分 ： 公顷株数 100以下。

倒枯比率分级和赋值标准为：

10分： 倒枯比率≤25%

8分： 倒枯比率>25%-≤50%

4分： 倒枯比率>50%-≤75%

2分： 倒枯比率>75%

4 胡杨林中灌木树种与草本植物结构特征

从表4和图2看出， 天然胡杨林中频度≥5%的灌木树种有13种，平均树高为0.9 m，平均冠幅为0.7 m，平均频度为25.6%；6个样地中柽柳的数量最多为279株，占总株数的83.3%，其中盐地柽柳的株数最多，合计191株，其次是密花柽柳合计91株，长穗柽柳5株，短穗柽柳1株；沙枣株数14株，其余树种株数在10株以下；频度最大的是GH6样地的盐地柽柳为77.0%，其次是GH5样地的密花柽柳为72.0%，GH1和GH2样地的密花柽柳位居第三，分别为65.0%和64.0%； 13种灌木中4种柽柳的树高和冠幅具有明显的生长优势，其中密花柽柳的树高和冠幅最大分别为2.13 m和2.2 m；盐爪爪、细枝盐爪爪和珠芽蓼的高生长和冠幅都较小，表现出沙生树种矮小、叶肉肥厚的特性。

天然胡杨林草本植物的平均总盖度为57.0%，其中GH3和GH6样地的盖度较小为24.0%，其余样地的盖度均>65%；频度≥20%的草本植物种类有21种，出现频度最大的是苦豆子、冰草、假苇拂子茅和芨芨草(表4)。

表4 灌木树种和草本植物特征统计

图2 天然胡杨林中灌木树种的生长量

5 小结

(1)格尔木组成天然胡杨林的植物有83种，24科55属，其中天然乔木只有胡杨1种，灌木树种有39种，草本植物有43种。6个调查样地的胡杨林均为近熟林。

(2)胡杨平均树高为4.35±0.3513 m，最大值为9.7 m，最小值为2.0 m，树高在>2.0～≤4.0 m的胡杨比例占50.0%为最多；平均胸径为13.67±1.6459 cm，最大值为50.8 cm，最小值为4.3 cm，胸径在>5.0～≤10.0 cm的树木占33.3%为最多；平均密度为212.5(N/hm2)，样地GH2(E94°22′171"N36°25′878")的密度最大为15 875 N/hm2, 综合林分密度、平均树高、平均胸径、树干基盖度、更新幼苗数和倒枯比例6个指标，综合指数最高的样地是GH2为26.13。

(3)胡杨林中频度≥5%的灌木树种有13种，平均树高为0.9 m，平均冠幅为0.7 m，平均频度为25.6%，其中柽柳的种类和数量最多；频度≥21%的草本平均种类有21种，出现频度最大的是苦豆子、冰草、假苇拂子茅和芨芨草。

[1] 中国科学院西北高原生物研究所.青海植物志(第1卷)[M].西宁:青海人民出版社,1997.

[2] 中国科学院西北高原生物研究所.青海植物志(第2卷)[M].西宁:青海人民出版社,1997.

[3] 中国科学院西北高原生物研究所.青海植物志(第3卷)[M].西宁:青海人民出版社,1997.

[4] 中国科学院西北高原生物研究所.青海植物志(第4卷)[M].西宁:青海人民出版社,1997.

[5] 青海木本植物志编委会.青海木本植物志[M].西宁:青海人民出版社,1987.

[6] 郑杰.青海自然保护区[M].西宁:青海人民出版社，2010.

[7] 张胜邦，田剑.柴达木盆地胡杨生境及生物生态学特性的调查[J].青海农林科技，1996,(4):28-29.

[8] 张胜邦，田剑.柴达木盆地胡杨林分结构及生长进程调查研究[J].中南林业调查规划，1997,16(2):22-34.

[9] 李俊清，高润宏.额济纳绿洲胡杨林更新及群落生物多样性动态[J].生态学报，2005，25(5)：1019-1024.

[10] 孙雪新，康向阳.胡杨的研究现状及发展建议[J].世界林业研究，1993(4):48-51.

[11] 石蒙沂，邹学政，王宣利.柴达木天然胡杨林的生境及起源[J].青海农林科技，2004(增刊):33- 34.

Analysis on the Characteristics of Natural Populus euphratica Community in Germu of Qinhai

QI De-lin

(GermuNatureReserveofPopuluseuphratica,Germu,Qinghai816000)

Populus euphratica community in Germu was investigated in terms of its composition, plant growth and so on.The results showed that : (1) There are 83 species of plant belonging to 55 genera in 24 families and only 1 arbor species-Populus euphratica, and 39 species are shrubs ,43 species herbaceous; (2) the average height is 4.35±0.3513m, over 50% of trees having the height between 2m and 4m; and average DBH 13.67±1.6459cm, 33.3% of the trees between 5.0cm and 10.0cm; average density of community 212.5N/hm2, with most density in the plot GH2at 15875 N/hm2.The highest comprehensive index fell on the sample plot GH2, which is 26.13; (3) 13 species have the frequency above 5% or equivalent, with average height at 0.9, average frequency at 25.6% and average crown width at 0.7m and most cultivar and quantity going to Tamari; (4) there were 21 herbaceous species with the frequency ≥20%, of which most common are Sophora alopecuroides, Agrophron cristatum, Calamagrostis pseudophragmites,and Achnatherum splendens.

Germu;Populus euphratica; arbor; composite index; frequency

2015-02-11 作者简介：祁德林(1973-)，男，青海乐都人，工程师，主要从事林业生产，经营及管理。E-mail:qidelin2005@126.com。

S

A

1001-2117(2015)04-0011-07