凌源青龙河源省级自然保护区鹅耳枥+大叶白蜡天然乔木林的林分结构特征与生态应用研究

2023-10-25郭晓峰

特种经济动植物 2023年10期

●郭晓峰

（凌源市林业和草原综合行政执法队辽宁朝阳 122500）

凌源青龙河源省级自然保护区位于辽宁最西部，与河北省的青龙县、平泉县接壤，行政隶属于凌源市河坎子、刀尔登等8个乡镇，地理坐标118°50' 16"～119°22' 12"E、40°35' 50"～40°57'13"N，总面积52 974·73 hm2。保护区始建于2005年，属森林生态系统类型自然保护区，地处燕山山脉东段，主要保护当地典型的原生森林生态系统、湿地生态系统与动物资源等。

凌源青龙河源省级自然保护区自然地貌以山地为主，年平均降雨量540·6 mm，为半湿润向半干旱区域过渡区域，自然植被主要为天然次生乔灌木林，属于长白、华北、内蒙古等三个植物区系交汇生长过渡地带，华北植物区系成分偏多，山地阳坡以荆条（Vitex negundo）、鹅耳枥（Carpinus turczaninowii）等天然灌丛为主，阴坡以蒙古栎（Quercus mongolica）、大叶白蜡（Fraxinus rhynchophylla）、榛（Corylus heterophylla）等乔灌木为主。天然林在当地涵养水源、保护水土、维系生态安全以及维护动植物资源的多样性等方面具有不可替代的作用。

1 群落调查的必要性

受自然地貌、土层厚度、海拔高度等多方面影响，保护区天然次生林的乔灌木植被类型多达40余种，其中包括鹅耳枥+大叶白蜡天然乔木群系。虽然该群系占所有天然乔灌木的面积比例较低，但作为一种典型的原生植被类型，具有重要的科研与生态应用价值。为对该群系的林分结构进行数量化评估，保护区技术人员对该林分类型进行了标准地调查，并对主要乔灌木树种在群落中的生态贡献进行科学评价，提出了生态应用途径。

2 标准地调查方法与结果

2.1 调查方法

通过样线调查，选择有代表性天然林地进行标准地调查，面积为20 m×20 m，记录经纬度、海拔、坡向、坡位、土层厚度等标准地调查因子，标准地内乔木每木检尺，记录所有胸径≥5 cm的树种名称、数量、胸径、树高等数据；在样地中心和四角机械设置5个灌丛样方，每个面积5 m×5 m，调查记录所有灌木种类名称、株数、盖度、平均高等数据，包括灌丛样方内所有未达到检尺径阶的乔木幼树，均按照林下灌木统计。

2.2 调查结果

调查的鹅耳枥+大叶白蜡天然乔木林在保护区内核心区，位于刀尔登镇柏杖子村尖山子西沟，地理位置为119°0' 1"E、40°41' 34"N，海拔528 m，坡度10°，坡向北，山地，中偏上坡位，郁闭度0·9，土层厚度18 cm，立地条件中等，乔木层总株数1050株/hm2，平均胸径8·9 cm，平均树高8·1 m；灌木品种丰富，总计有18个木本植物种类，总株数18 160株（丛）/hm2，包括众多的北京丁香、鹅耳枥等乔木幼树。各乔灌木群落组成，见表1。

表1 鹅耳枥+大叶白蜡群落数量特征

3 鹅耳枥+大叶白蜡天然乔木林的典型特征

3.1 群落优势种特征

调查记录结果显示，本群落为天然乔灌混交林。从乔木层株数构成看，乔木层的优势种为鹅耳枥和大叶白蜡，样地内两个树种株数相等，均占乔木总株数的35·7%，平均高度大叶白蜡稍高一些，乔木层其他树种为伴生种，其中，北京丁香占11·9%，蒙古栎、大果榆和榆叶白鹃梅三种乔木生长的株数相同，占乔木总株数的4·7%，小叶朴株数最低，占2·4%；从乔木层的胸径调查结果可发现乔木层的树龄结构差异，蒙古栎、北京丁香胸径明显偏大，因此，在天然林生长初期阶段，这两种乔木比其他几种乔木树龄更大；从灌木调查结果看，灌层中，生长有大量的乔木幼树，如优势种幼树鹅耳枥，还有胡桃楸、大叶白蜡、卫矛、蒙椴、糠椴，包括藤本的南蛇藤，灌木种类包括榛、三种绣线菊、小花溲疏等9种灌木，幼树与灌木总株数达到18 160株/hm2，灌木层在乔木群落中所产生的生态影响较大，因此，该群落定性为乔灌混交林；从各树种在灌木层中生态作用看，单位面积株数较高的几种，应该发挥出较大的整体生态效益，如榛5040株/hm2，南蛇藤2560株/hm2，土庄绣线菊为1280株/hm2，北京丁香、鹅耳枥分别为1920株/hm2、1840株/hm2[1]。

3.2 次生群落的自然演替

群落内各种乔灌木植物的繁衍生长，与自然环境具有高度的适应性，并且每种植物为扩大自身的种群数量，都尽一切可能最大限度利用外部自然资源，如光照、土壤等。从乔木层看，本群落正常自然生长演替，林分整体结构将保持长期稳定，榆叶白鹃梅树较矮，是明显的被压木，逐渐地会因为光照不足而死亡；几十年后，群落内唯一的一株蒙古栎霸王树也将死亡，调查此树为胸径20·2 cm，高度14 m，冠幅7 m，是本群落中的年龄始祖，树龄过大，必然最先死亡；其他的如大叶白蜡、北京丁香和鹅耳枥等，树高生长差异不明显，林分群落结构将保持长期稳定；灌木层中虽然乔木幼树众多，大多树高生长受限，不可能都生长为乔木，只有生长前期耐荫性强，等待适应的时机，才可能得到发展；灌木层调查中，最特殊的树种为核桃楸，在样线调查中发现，保护区内也有大面积的天然核桃楸林，多生长在阴坡沟谷，核桃楸生长前期耐荫，生长的中期以后，树体与冠幅高大，将有限的阳光截留给自身生长需求，逐渐使林下大面积其他乔灌木庇荫死亡，形成顶级群落，当然，这个自然演替需要百年甚至更长时间[2]。

3.3 植物多样性特征

本群落的植物组成，充分说明了天然植物群落的植物多样性特点[3]。第一，乔灌木植物品种的多样性。调查结果显示，乔木层中的种类达到7种，灌木层调查中木本植物种类达到18种，除去乔木幼树种类，调查群落的木本植物种类达到21种，林下草本植物对乔木群落的生态影响较小，未进行详细调查，但草本植物同样具有多样性特点，调查结果充分显示出天然林植物品种多样性特点。第二，乔灌木种群数量的多样性。乔木层总株数1050株/hm2，灌木层总株数18 160株（丛）/hm2，林分郁闭度达0·9，群落内蕴含巨大的生物量。第三，调查同样发现植物属性的多样性。如群落中生长有耐旱的植物小叶鼠李、大果榆等，也有相对耐荫的大叶白蜡、核桃楸等。第四，植物具有典型性和稀有性特点。如调查中的南蛇藤，平均高度达到1·2 m，为藤本植物，可攀援附近高树，优先得到阳光照射；而蚂蚱腿子，以灌丛的形式存在，生长良好；所调查天然次生林群落本身，同样具有地域性的典型性和稀有性特点。

3.4 自然群落与外界环境相互影响受益

群落内乔灌木品种丰富，种群数量较高，每种植物都竭尽最大可能，扩大自身种群数量，拓展树冠光照空间、形成强大的根系网络，雨季有效吸收水分与养分，旱季争抢土壤中的水分等，群落对外部环境承受破坏能力相对较强；植物在自身生长的同时，对周围环境产生一定的影响，如地表枯落物增加，经腐烂后，改善土壤成分与组成结构，植物根系网络，固定地表土壤，减少表土随着暴雨刮风等流失，涵养地表自然降雨等，形成植物群体与周边环境互惠互利关系。

3.5 园林绿化功能

群落内所有乔灌木都属于原生的乡土树种，每种植物都具有独特的生物学特性，并且每种树种都具有一定的耐旱、耐低温、根系发达等生态特性，多年野外自然生长后，与本地自然气候相适应，可开发利用这些特性，为社会经济发展服务。典型植物资源约70余种，乔木树种如大叶白蜡、北京丁香、小叶朴等，藤本植物南蛇藤等，灌木树种如小花溲疏、蚂蚱腿子、胡枝子等，各种植物经园林培育，适当修剪，都可发挥出理想的园林作用，同时，经园林培育苗木，可大幅度提高育苗地单位面积产出，为地方经济发展服务[4-5]。

4 生态应用

4.1 利用天然林自然生长演替特性，高效实施荒山绿化

辽西存在大面积宜林荒山荒坡，不同程度存在土壤沙化与生态功能退化现象，探索并实施生态修复，对社会可持续发展尤为重要。选择宜林地，人工引进栽植小部分原生乡土树种，一般2000～3000穴/hm2，如大叶白蜡、北京丁香、鹅耳枥、小叶朴等，结合封山育林措施，新植幼树与原有乔灌木树种相互补充，达到尽早郁闭，形成以人工栽植的乔木为优势种的植被群落。栽植造林时需浇足水并覆膜，结合自然降雨，新植幼树适时补水，连续补水2年，达到幼树根系生长发育基本完成，绿化成效显著。

4.2 利用天然林诸多特性，维护生态安全

辽西地区自然环境以干旱为主，自然植被生长的品种简单，种群数量低，生态功能弱。在辽西南部地区，大面积的山地适合进行封山育林，短期内更容易形成郁闭度较高的天然次生林，因立地条件与地貌特征不同，山地遍布不同的乔灌木次生林，这些原生的乔灌木群落，单位面积内乔灌木种群数量较高，生态功能强大，生物量较高，对动植物资源的多样性产生良好影响，同时产生不可替代的生态与社会效益。天然植被维护了辽西与华北地区生态环境宜居、稳定和生态安全，奠定了当地绿色产业发展的基础。