江西齐云山自然保护区植被类型与森林资源特征
2021-11-28宋述望罗会潭吴治明宋庆妮
宋述望,罗会潭,黄 萌,吴治明,刘 骏,宋庆妮★
(1.江西农业大学·林学院,江西 南昌330045;2.江西齐云山国家级自然保护区管理局,江西 崇义341300)
植被是一个地区植物群落的总体,植被的结构与功能能够综合反映自然生态系统的基本特点与功能特性,常被作为生态环境监测的指标,因此准确掌握植被类型特点对于生态环境保护具有重要意义[1-3]。森林是重要植被类型之一,为人类提供生活与生产所需的各种原木与原材料,是人类赖以生存与发展的基础[4-5]。近年来,由于人类活动的强烈干扰,森林植被破坏,森林资源日益匮乏等生态安全问题愈发凸显,生态环境保护受到严峻挑战,而建立自然保护区则被认为是最有效的维护生态安全的措施[6-7]。
江西齐云山自然保护区属森林生态系统类型的保护区,是华东和华南生物种群过渡和交汇区域,物种种类多样,且保留了许多古老成分与孑遗植物[8],在生态保护地位上十分重要。自1997年建立江西齐云山自然保护区以来,在大型真菌区系特征[9]、蝴蝶[10]、鸟类多样性[11]、兽类资源[12]等方面进行了相关研究,但对保护区内植被及森林资源缺乏了解。植被多样性及空间结构复杂性,满足各种生物生存与发展的需求。对植被与森林资源情况的了解,将有利于自然保护区生态保护与管理工作的开展。
那么,江西齐云山自然保护区内植被有哪些类型?森林资源状况如何,具有什么特征?为回答以上两个问题,2007-2008年对齐云山自然保护区的森林植被展开全面调查,同时分析了2004年江西省县级森林资源二类调查数据,旨在了解保护区的植被类型及森林资源特征,为科学保护自然资源提供参考。
1 材料与方法
1.1 研究区概述
江西齐云山自然保护区位于赣州市崇义县西北部(坐标为25°41′47″-25°54′21″N,113°54′37″-114°07′34″E),地处南岭山脉与罗霄山脉交汇的诸广山脉腹地,东、南地跨崇义县思顺、上堡2个乡镇,西与湖南省桂东县接壤,北与赣州市上犹县交界,为2省3县交界地区。该地区海拔300~2 061.3 m,年平均温度为9.5~17.8 °C,年平均降水量1 568.7 mm。全年无霜期随海拔高度变化比较大,海拔300 m以下平均无霜期为268 d,海拔2 000 m以上平均无霜期为183 d,山顶和山麓相差近80 d。该地区属中亚热带山地湿润季风气候,四季分明,冬长夏短、春迟秋早。春、夏、冬3季湿润,秋季干燥,光照适宜,适合各种生物栖息,植物种类多样。初步调查发现,江西齐云山自然保护区内共有种子植物1 248种,隶属144科589属,占江西总物种数的30.3%[13]。
1.2 植被与群落调查
2007-2008年,采取样线踏查与样地调查相结合的方法,对江西齐云山自然保护区植被进行调查。样线踏查是根据已有积累的资料,确定覆盖全域的多条调查线路,先初步记录植被类型,然后选择典型群落,进行样地调查。共调查群落样地80多个,总面积达20 000 m2,调查内容主要包括物种信息、种群结构、组成等[14]。同时,本文还对部分起源古老的植物种群进行了专项调查,采用以树木的立木级来代表年龄级的方式,分级标准为:Ⅰ级,高度在33 cm以下;Ⅱ级,高度在33 cm以上,胸径不足2.5 cm;Ⅲ级,胸径在2.5~7.5 cm;Ⅳ级,胸径在7.5~22.5 cm;Ⅴ级,胸径在22.5 cm以上。
1.3 森林资源调查
本文利用2004年江西省县级森林资源二类调查数据,进行江西齐云山自然保护区森林资源分析。调查细则可参考国家林业局《森林资源规划设计调查主要技术规定》[15]和江西省森林资源监测中心2004年制定的《江西省县级森林资源二类调查实施细则》[16]。
2 结果与分析
2.1 植被类型
根据中国植被分类系统及分类原则(中国植被编委会,1980),即植物群落学—生态学原则,对江西齐云山自然保护区自然植被进行分析和划分。保护区的植被类型归纳为4个植被型组(Vegetation type group),11个 植 被 型(Vegetation type),70个 群 系(Formation)(表1)。森林植被是齐云山自然保护区主要植被类型,其中以常绿阔叶林占据绝对优势,群系种类数量达20个,占总群系的30%,常绿阔叶林建群种以壳斗科植物最为突出,包括甜槠(Castanopsis eyrei)、米槠(C.carlesii)、罗浮栲(C.faberi)等10个物种。沼泽植被类型群系数量最少,仅有2种,常见建群种为三百草(Saururus chinensis)、水蓼(Polygonum hydropiper)等。江西齐云山自然保护区还保留了许多起源古老的植被,如暖性针叶林中的南方红豆杉(Taxus wallichianavar.mairei),温性针叶林中南方铁杉(Tsuga chinensis)、长苞铁杉(T.longibracteata)以及山地灌草丛中的福建观音座莲(Angiopteris fokiensis)、金毛狗(Cibotium barometz)、小黑桫椤(Alsophila metteniana),保护与研究它们都具有特殊的科学价值。
表1 江西齐云山自然保护区植被类型Tab.1 Natural vegetation types in Jiangxi Qiyunshan Nature Reserve
2.2 起源古老的植物种群数量与龄级结构
对江西齐云山部分起源古老的植物种群进行调查发现(见表2),大果马蹄荷(Exbucklandia tonkinensis)种群总面积最大,可达3 664.0 hm2,显著高于福建柏(Fokienia hodginsii)、长苞铁杉、伯乐树(Bretschnei-dera sinensis)。福建柏种群总株数最多,多达75.25万株,其次为长苞铁杉、大果马蹄荷,伯乐树种群总株数较少,数量为5.10万株。各种群在龄级数量上均表现为Ⅲ级以下的立木数量最多,其中长苞铁杉、福建柏种群均为Ⅰ级幼苗数量最多,分别为12.47万株、48.94万株,伯乐树、大果马蹄荷种群则分别为Ⅱ、Ⅲ级数量最多,分别为2.15万株、2.36万株。
表2 .江西齐云山自然保护区起源古老的种群数量与龄级结构Tab.2 Quantitative characteristics and age structure of ancient origins population of Jiangxi Qiyunshan Nature Reserve
2.3 森林资源
江西齐云山自然保护区森林面积可达12 453 hm2,蓄积量为1 171 971 m3,天然林面积、蓄积量显著大于人工林,其面积、蓄积量分别占森林总面积、蓄积量的93.3%、96.3%(表3)。在天然林中,阔叶林面积、蓄积量较针叶林大,面积、蓄积量分别达6 563.6 hm2、719 292 m3,分别占天然林总面积、总蓄积量的52.7%、61.4%。将保护区森林按龄组划分,可分为幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林,其中中龄林面积、蓄积量最大,分别为8 973.6 hm2、996 989 m3,分别占总面积、总蓄积量的72.1%、85.1%,其次为幼龄林,其面积占总面积比的27.2%,而成熟林、过熟林的面积极少(表4)。
表3 江西齐云山自然保护区森林面积、蓄积量Tab.3 Forest area and volume of Jiangxi Qiyunshan Nature Reserve
表4 江西齐云山自然保护区森林的年龄结构Tab.4 Age structure of forests in Jiangxi Qiyunshan Nature Reserve
3 讨论
3.1 植被类型多样
江西齐云山自然保护区植被类型众多,保护区内植被类型可分为4个植被型组,11个植被型,70个群系(表1)。保护区内植被主要以森林植被为主,包括常绿、落叶阔叶林,温性、暖性针叶林,山顶矮林、竹林等诸多植被型,其中常绿阔叶林在保护区内发育良好,组成常绿阔叶林的群系种类数占总群系种类数的30%。壳斗科种类组成的林分在常绿阔叶林中占有绝对优势,其包括甜槠、苦槠、钩栲林等10个群系,这可能与齐云山保护区气候条件及壳斗科植物自身生态习性有关[17-19]。与江西省其他保护区相比,齐云山保护区在植物群系数量上,高于马头山(16个)、官山(57个)和九岭山(61个)。
江西齐云山自然保护区具有如此丰富的植被多样性,这与该区域优越的环境条件有关。保护区地处南岭山脉北坡,经过海洋、造山运动等连续、长期的陆地演化,形成了中-高山地生态环境,保护区内群山叠起,海拔超过1 000 m的山峰有72座,其中1 500 m以上的有18座,最高峰海拔2 061.3 m,相对高差达1 761.3 m,整个地区具有山高、沟深的特征,地形变化起伏极大[20]。同时保护区属亚热带山地湿润季风气候,光照适宜,降雨充沛,保护区内共13条河流穿过,水资源丰富[8]。错综复杂的山地地形与各环境因子间的自由组合,形成了多样、适宜的生境条件[22],故多种植被能够在江西齐云山自然保护区内生存与繁衍。
植被在涵养水源、水土保持、改善土壤理化性质、碳固定等方面具有重要调节作用[22-25],江西齐云山自然保护区植被多样性,能够有效减少干旱、洪灾、水土流失严重等不良情况的发生,对维持整个江西省生态环境稳定具有重要意义,因此对齐云山保护区植被监测是十分有必要的。然而植被对气候、人为活动等因素的刺激响应十分敏感,极易发生改变,且变化迅速[26],同时植被的变化是一个综合的动态过程,具有极高的时效性[27],因此尽管本次植被调查一定程度上能够反映江西齐云山保护区内植被特征,但仅一次的调查结果,却难以反映植被的时空演变规律,这对于保护区植被多样性保护及科学管理是不利的,所以应对保护区内植被进行长期监测。然而,当前保护区对植被长期监测还是以周期性复查的方式为主,该方式则存在时效性差、周期长、成本高等缺点,无法及时、迅速、便捷地反映植被变化规律,因此建议齐云山自然保护区可利用无人机、遥感、GIS等现代林业信息技术,建立江西齐云山自然保护区植被的连续监测平台,从而实现植被变化的动态监测与实时更新。
3.2 起源古老的种群更新良好
本次调查发现,长苞铁杉、福建柏等起源古老的物种,在齐云山保护区内分布面积大,种群数量较多,总体上属增长型种群(表2)。这样的情况不仅江西其他保护区不能比拟,而且在全国也属十分罕见[28-30],这表明江西齐云山自然保护区是这些植物的适生区域,并且这些植物在保护区内受到了较好的保护,更新情况良好,种群稳定,极少受到人为干扰。这些植物起源古老,对研究植物地理、植物区系有着重要的科学意义,然而,尽管在保护区内这些物种数量较多,但是从全国来看,现存总量上还是处在稀有状态,因此有必要积极开展群落学、保护生物学及种质资源学等方面的科学研究,同时开展播种、扦插及栽培实验,做好迁地保护,扩大种群数量和分布范围,努力做到就地保护与迁地保护的有机结合。
3.3 森林资源丰富
森林是齐云山植被类型的主体,而森林资源是地球上最重要的资源之一,是人类实现可持续发展的必要基础[31],反应森林资源数量的主要指标是森林面积与森林蓄积量[32]。本次调查发现,江西齐云山自然保护区天然林面积、蓄积量达11 613.1 hm2、1 128 539 m3,分别占森林总面积、蓄积量的93.3%、96.3%(表3)。这充分说明了齐云山保护区森林植被是以天然林为主,具有实现植物多样性保护的物质基础。从林龄结构来看,暂以中龄林占绝对优势,并以幼龄林为辅(表4),这说明保护区内森林资源自然更新良好,植被生命力旺盛。同时,近、成、过熟林不足一成,也反应了在未成立保护区以前,齐云山地区采伐量大,“拔大毛”现象严重,导致林分质量下降,建议当前保护区应加强森林资源保护力度,并采取天然植被恢复手段,促进资源快速增长,进一步使保护区内众多植物种群得到繁衍与稳定。
4 结论
综上可得,通过对齐云山自然保护区植被类型及森林资源调查发现,江西齐云山自然保护区植被类型多样,共计4个植被型组,11个植被型,70个群系;长苞铁杉、福建柏等古老物种在保护区内更新良好,种群稳定;保护区森林资源丰富,以天然林为主体,暂以中龄林占据绝对优势。这表明保护区植被资源丰富,保护情况良好,不仅是进行植物群落分布、演替等研究的优良对象,而且在生物多样性等方面具有很高的研究与保护价值。