霧靈山幾種常見植物群落表現面積的研究

摘要：運用巢式樣方法對霧靈山自然保護區中的7個不同植物群落（Ⅰ.油松、Ⅱ.華北落葉松、Ⅲ.云杉林、Ⅳ.山楊林、Ⅴ.白樺林、Ⅵ.蒙古櫟林、Ⅶ.紫椴落葉闊葉林）進行了數據調查，根據調查結果采用非飽和的曲線方程對霧靈山7種類型植物群落喬木擬合種-面積曲線，根據擬合結果確定了各個群落的表現面積：當精度達到100%時Ⅰ-Ⅶ喬木群落的基本面積分別為：653m2、461m2、978m2、719m2、891m2、913m2、803m2；而精度達到90%時Ⅰ-Ⅶ喬木群落的表現面積為：430m2、284m2、656m2、474m2、592m2、579m2、528m2。可見不同群落類型表現面積有很大的差異，群落表現面積隨著精度的增大而增大。因此應在精度要求和綜合分析各個群落的基礎上確定喬木層的表現面積。

關鍵詞：植物群落；表現面積；種-面積曲線

收稿日期：20131202

作者簡介：隋玉龍（1973—），男，河北圍場人，主要從事林業生產技術管理工作。中圖分類號：S731.2文獻標識碼：B文章編號：16749944（2014）01008603

1引言

表現面積是植物群落的重要指標之一，物種數與取樣面積之間的關系始終是植被生態學討論的問題。在調查一個森林群落時，不可能對整個森林群落進行完全的統計，也不可能隨便的找出一塊面積去進行統計，這就需要有代表性的樣方去解決此問題。而這塊樣方就是群落的表現面積。所以它不僅能夠保證展示出整個群落的種類組成而且能夠反映整個群落的真實特征。本文以霧靈山森林保護區為研究對象，通過調查樣地的數據，研究不同群落喬木層的表現面積，為霧靈山植物群落及其生物多樣性調查、生物多樣性保護提供科學指導。

2研究區域概況

研究地點為河北省興隆縣境內的霧靈山自然保護區，地處京、津、唐、承4市中間，地理坐標為東經117°17′～117°35′，北緯40°29′～40°38′，該保護區森林覆蓋率高達83%，屬溫帶大陸季風型山地氣候，夏季短暫溫暖，冬季漫長寒冷。霧靈山是河北省多雨中心之一，雨量充沛。年降水量760mm，水熱同季，有利于植物生長。霧靈山自然環境的優越性，地形地貌的復雜性決定了其具有豐富的物種資源。據統計，該地區有高等植物151科，598屬，1600余種，此外還有多種蕨類植物，裸子植物等。

山地的垂直分布狀況是山地所處的緯度、經度、氣候和山地地形等相互作用的結果。由于霧靈山立地條件和地形條件的差異、海拔及坡向的不同，所以霧靈山植物群落垂直分布規律十分明顯。霧靈山垂直帶譜從下到上依次為：松櫟林帶林帶、落葉闊葉林帶、針闊混交林帶、溫寒性針葉林帶、亞高山草甸帶。本研究主要采用華北落葉林、油松林、云杉林、白楊林、蒙古櫟林、白樺林、紫椴落葉闊葉林這些群落為研究對象。

表1群落類型及其基本情況

代號海拔高度/m坡向土壤質地土壤pH值主要物種Ⅰ800～1300陽坡、陰坡壤土5.8～6.4油松、蒙古櫟、山楊、白樺Ⅱ1500～1900陽坡輕壤6.0～7.0華北落葉松、山楊、白樺、碩樺Ⅲ1400～1750陰坡中壤5.0～6.0青杄、白杄、華北落葉松Ⅳ950～1600多陰坡砂壤5.5～6.5山楊、碩樺、黃華柳、色木槭Ⅴ800～1850各坡向壤土5.4～5.7白樺、碩樺、山楊蒙椴、五角楓、山楊Ⅵ800～1400陽坡砂壤5.0～5.5蒙古櫟、蒙椴、五角楓、黑榆、白榆Ⅶ900～1200陰坡輕壤5.0～5.5蒙椴、紫椴裂葉榆、鐵木

3研究方法

3.1樣地設置及取樣方法

在所選定的群落類型，對植物的不同結構層次分別采用巢式樣方的方法進行調查。在植物群落不靠近邊緣位置取初樣方面積為5m×5m，記錄其樣方中的所包括的植物種數，再逐步倍增樣方面積，記錄新出現的樣方種數，直到記錄種數不再隨著樣方面積的增大而增大為止。

3.2群落變現面積的確定方法

所有植物群落的物種數都是有限的，以逐步擴大取樣面積為橫坐標，以累積出現的物種數為縱坐標。對所記錄的調查數據做出曲線，曲線先上升而后漸進平緩，最后穩定在確定的物種樹木上，用Excel對曲線進行擬合。本研究采用非飽和曲線的形式擬合種-面積關系的曲線方程，其表達式為：

S=b+aIn（A）（1）

式中，A為群落面積，S為A中出現的物種數，a、b為通過種-面積曲線擬合的出來的參數。

設定幾個可能的種數取樣精度（P），所對應的最小取樣面積為：

A1=e[（pst-b）/a]（2）

利用上述公式（1）對各個群落進行數據處理并對其進行擬合，求出系數a、b、R2。然后設定幾個可能的種數取樣精度，并計算各個精度對應的種數。

4結果與分析

5結論與討論

表現面積隨著研究精度要求的增大而增大，不同群落的表現面積不同。在調查研究的Ⅰ～Ⅶ喬木群落中表現面積的大小順序為云杉林>蒙古櫟林>白樺林>紫椴落葉闊葉林>山楊林>油松林>華北落葉松。其中在精度100%的條件下表現面積最小的為華北落葉松為461，表現面積最大的為云杉林978。觀察兩個值為大于2倍的關系，說明不同群落喬木的表現面積的差異還是很大的。由表1了解到影響群落取樣面積不僅僅是群落類型，還受（表1）海拔高度，立地條件、坡向和取樣方法等影響。而各群落對同一因素的影響程度還不進相同。本研究華北落葉松的表現面積顯著小于其他群落，可能的原因是華北落葉松生長的海拔范圍和土壤的pH值引起的。華北落葉松分布的海拔范圍是1500～1900m，在1500m以上不再適宜其他的植物生存，常常形成純林。高山處土壤風化時間短，土壤不如低海拔處肥沃，而華北落葉松一般生長于土壤顆粒較大的土層中，而不適宜其對土壤肥力較高的喬木生長，故華北落葉松的表現面積較小。

表4喬木層不同取樣精度的表現面積

群落類型種樹取樣精度100%95%93%90%87%84%油松林653530487430379334華北落葉松461362329284246212云杉林978801740656582516山楊林719584537474419370白樺林891726669592523463蒙古櫟林913727664579506441紫椴落葉闊葉林803651599528466411

參考文獻：

[1] 谷建才.華北土石山區典型區域主要類型森林健康分析與評價[D].北京：北京林業大學，2006.

[2] 佟金權，惠剛盈，趙中華，等.確定森林群落最小調查面積的方法[J].林業科學研究，2008（3）：331～334.

[3] 代力民，王青春，鄧紅兵，等.二道白河河岸帶植物群落最小面積與物種豐富度[J].應用生態學報，2002（6）：641～645.

[4] 劉燦然，馬克平，于順利，等.北京東靈山地植物群落多樣性研究——種-面積曲線的擬合與評價[J].植物生態學報，1999（6）：490～500.

[5] 白順江.霧靈山森林生物多樣性及生態服務功能價值仿真研究[D].北京：北京林業大學博士論文，2006.

[6] 王明君，韓國棟，趙萌莉，等.樣帶法在測定草地植物群落最小面積中的應用[J].東北農業大學學報，2010（6）：98～104.

[7] 秦淑英 王德藝 王洪印 姜云天 李東義 霧靈山云杉林群落結構及動態分析[J].河北林果研究，1998（9）.endprint

摘要：運用巢式樣方法對霧靈山自然保護區中的7個不同植物群落（Ⅰ.油松、Ⅱ.華北落葉松、Ⅲ.云杉林、Ⅳ.山楊林、Ⅴ.白樺林、Ⅵ.蒙古櫟林、Ⅶ.紫椴落葉闊葉林）進行了數據調查，根據調查結果采用非飽和的曲線方程對霧靈山7種類型植物群落喬木擬合種-面積曲線，根據擬合結果確定了各個群落的表現面積：當精度達到100%時Ⅰ-Ⅶ喬木群落的基本面積分別為：653m2、461m2、978m2、719m2、891m2、913m2、803m2；而精度達到90%時Ⅰ-Ⅶ喬木群落的表現面積為：430m2、284m2、656m2、474m2、592m2、579m2、528m2。可見不同群落類型表現面積有很大的差異，群落表現面積隨著精度的增大而增大。因此應在精度要求和綜合分析各個群落的基礎上確定喬木層的表現面積。

關鍵詞：植物群落；表現面積；種-面積曲線

收稿日期：20131202

作者簡介：隋玉龍（1973—），男，河北圍場人，主要從事林業生產技術管理工作。中圖分類號：S731.2文獻標識碼：B文章編號：16749944（2014）01008603

1引言

表現面積是植物群落的重要指標之一，物種數與取樣面積之間的關系始終是植被生態學討論的問題。在調查一個森林群落時，不可能對整個森林群落進行完全的統計，也不可能隨便的找出一塊面積去進行統計，這就需要有代表性的樣方去解決此問題。而這塊樣方就是群落的表現面積。所以它不僅能夠保證展示出整個群落的種類組成而且能夠反映整個群落的真實特征。本文以霧靈山森林保護區為研究對象，通過調查樣地的數據，研究不同群落喬木層的表現面積，為霧靈山植物群落及其生物多樣性調查、生物多樣性保護提供科學指導。

2研究區域概況

研究地點為河北省興隆縣境內的霧靈山自然保護區，地處京、津、唐、承4市中間，地理坐標為東經117°17′～117°35′，北緯40°29′～40°38′，該保護區森林覆蓋率高達83%，屬溫帶大陸季風型山地氣候，夏季短暫溫暖，冬季漫長寒冷。霧靈山是河北省多雨中心之一，雨量充沛。年降水量760mm，水熱同季，有利于植物生長。霧靈山自然環境的優越性，地形地貌的復雜性決定了其具有豐富的物種資源。據統計，該地區有高等植物151科，598屬，1600余種，此外還有多種蕨類植物，裸子植物等。

山地的垂直分布狀況是山地所處的緯度、經度、氣候和山地地形等相互作用的結果。由于霧靈山立地條件和地形條件的差異、海拔及坡向的不同，所以霧靈山植物群落垂直分布規律十分明顯。霧靈山垂直帶譜從下到上依次為：松櫟林帶林帶、落葉闊葉林帶、針闊混交林帶、溫寒性針葉林帶、亞高山草甸帶。本研究主要采用華北落葉林、油松林、云杉林、白楊林、蒙古櫟林、白樺林、紫椴落葉闊葉林這些群落為研究對象。

表1群落類型及其基本情況

代號海拔高度/m坡向土壤質地土壤pH值主要物種Ⅰ800～1300陽坡、陰坡壤土5.8～6.4油松、蒙古櫟、山楊、白樺Ⅱ1500～1900陽坡輕壤6.0～7.0華北落葉松、山楊、白樺、碩樺Ⅲ1400～1750陰坡中壤5.0～6.0青杄、白杄、華北落葉松Ⅳ950～1600多陰坡砂壤5.5～6.5山楊、碩樺、黃華柳、色木槭Ⅴ800～1850各坡向壤土5.4～5.7白樺、碩樺、山楊蒙椴、五角楓、山楊Ⅵ800～1400陽坡砂壤5.0～5.5蒙古櫟、蒙椴、五角楓、黑榆、白榆Ⅶ900～1200陰坡輕壤5.0～5.5蒙椴、紫椴裂葉榆、鐵木

3研究方法

3.1樣地設置及取樣方法

在所選定的群落類型，對植物的不同結構層次分別采用巢式樣方的方法進行調查。在植物群落不靠近邊緣位置取初樣方面積為5m×5m，記錄其樣方中的所包括的植物種數，再逐步倍增樣方面積，記錄新出現的樣方種數，直到記錄種數不再隨著樣方面積的增大而增大為止。

3.2群落變現面積的確定方法

所有植物群落的物種數都是有限的，以逐步擴大取樣面積為橫坐標，以累積出現的物種數為縱坐標。對所記錄的調查數據做出曲線，曲線先上升而后漸進平緩，最后穩定在確定的物種樹木上，用Excel對曲線進行擬合。本研究采用非飽和曲線的形式擬合種-面積關系的曲線方程，其表達式為：

S=b+aIn（A）（1）

式中，A為群落面積，S為A中出現的物種數，a、b為通過種-面積曲線擬合的出來的參數。

設定幾個可能的種數取樣精度（P），所對應的最小取樣面積為：

A1=e[（pst-b）/a]（2）

利用上述公式（1）對各個群落進行數據處理并對其進行擬合，求出系數a、b、R2。然后設定幾個可能的種數取樣精度，并計算各個精度對應的種數。

4結果與分析

5結論與討論

表現面積隨著研究精度要求的增大而增大，不同群落的表現面積不同。在調查研究的Ⅰ～Ⅶ喬木群落中表現面積的大小順序為云杉林>蒙古櫟林>白樺林>紫椴落葉闊葉林>山楊林>油松林>華北落葉松。其中在精度100%的條件下表現面積最小的為華北落葉松為461，表現面積最大的為云杉林978。觀察兩個值為大于2倍的關系，說明不同群落喬木的表現面積的差異還是很大的。由表1了解到影響群落取樣面積不僅僅是群落類型，還受（表1）海拔高度，立地條件、坡向和取樣方法等影響。而各群落對同一因素的影響程度還不進相同。本研究華北落葉松的表現面積顯著小于其他群落，可能的原因是華北落葉松生長的海拔范圍和土壤的pH值引起的。華北落葉松分布的海拔范圍是1500～1900m，在1500m以上不再適宜其他的植物生存，常常形成純林。高山處土壤風化時間短，土壤不如低海拔處肥沃，而華北落葉松一般生長于土壤顆粒較大的土層中，而不適宜其對土壤肥力較高的喬木生長，故華北落葉松的表現面積較小。

表4喬木層不同取樣精度的表現面積

群落類型種樹取樣精度100%95%93%90%87%84%油松林653530487430379334華北落葉松461362329284246212云杉林978801740656582516山楊林719584537474419370白樺林891726669592523463蒙古櫟林913727664579506441紫椴落葉闊葉林803651599528466411

參考文獻：

[1] 谷建才.華北土石山區典型區域主要類型森林健康分析與評價[D].北京：北京林業大學，2006.

[2] 佟金權，惠剛盈，趙中華，等.確定森林群落最小調查面積的方法[J].林業科學研究，2008（3）：331～334.

[3] 代力民，王青春，鄧紅兵，等.二道白河河岸帶植物群落最小面積與物種豐富度[J].應用生態學報，2002（6）：641～645.

[4] 劉燦然，馬克平，于順利，等.北京東靈山地植物群落多樣性研究——種-面積曲線的擬合與評價[J].植物生態學報，1999（6）：490～500.

[5] 白順江.霧靈山森林生物多樣性及生態服務功能價值仿真研究[D].北京：北京林業大學博士論文，2006.

[6] 王明君，韓國棟，趙萌莉，等.樣帶法在測定草地植物群落最小面積中的應用[J].東北農業大學學報，2010（6）：98～104.

[7] 秦淑英 王德藝 王洪印 姜云天 李東義 霧靈山云杉林群落結構及動態分析[J].河北林果研究，1998（9）.endprint

摘要：運用巢式樣方法對霧靈山自然保護區中的7個不同植物群落（Ⅰ.油松、Ⅱ.華北落葉松、Ⅲ.云杉林、Ⅳ.山楊林、Ⅴ.白樺林、Ⅵ.蒙古櫟林、Ⅶ.紫椴落葉闊葉林）進行了數據調查，根據調查結果采用非飽和的曲線方程對霧靈山7種類型植物群落喬木擬合種-面積曲線，根據擬合結果確定了各個群落的表現面積：當精度達到100%時Ⅰ-Ⅶ喬木群落的基本面積分別為：653m2、461m2、978m2、719m2、891m2、913m2、803m2；而精度達到90%時Ⅰ-Ⅶ喬木群落的表現面積為：430m2、284m2、656m2、474m2、592m2、579m2、528m2。可見不同群落類型表現面積有很大的差異，群落表現面積隨著精度的增大而增大。因此應在精度要求和綜合分析各個群落的基礎上確定喬木層的表現面積。

關鍵詞：植物群落；表現面積；種-面積曲線

收稿日期：20131202

作者簡介：隋玉龍（1973—），男，河北圍場人，主要從事林業生產技術管理工作。中圖分類號：S731.2文獻標識碼：B文章編號：16749944（2014）01008603

1引言

表現面積是植物群落的重要指標之一，物種數與取樣面積之間的關系始終是植被生態學討論的問題。在調查一個森林群落時，不可能對整個森林群落進行完全的統計，也不可能隨便的找出一塊面積去進行統計，這就需要有代表性的樣方去解決此問題。而這塊樣方就是群落的表現面積。所以它不僅能夠保證展示出整個群落的種類組成而且能夠反映整個群落的真實特征。本文以霧靈山森林保護區為研究對象，通過調查樣地的數據，研究不同群落喬木層的表現面積，為霧靈山植物群落及其生物多樣性調查、生物多樣性保護提供科學指導。

2研究區域概況

研究地點為河北省興隆縣境內的霧靈山自然保護區，地處京、津、唐、承4市中間，地理坐標為東經117°17′～117°35′，北緯40°29′～40°38′，該保護區森林覆蓋率高達83%，屬溫帶大陸季風型山地氣候，夏季短暫溫暖，冬季漫長寒冷。霧靈山是河北省多雨中心之一，雨量充沛。年降水量760mm，水熱同季，有利于植物生長。霧靈山自然環境的優越性，地形地貌的復雜性決定了其具有豐富的物種資源。據統計，該地區有高等植物151科，598屬，1600余種，此外還有多種蕨類植物，裸子植物等。

山地的垂直分布狀況是山地所處的緯度、經度、氣候和山地地形等相互作用的結果。由于霧靈山立地條件和地形條件的差異、海拔及坡向的不同，所以霧靈山植物群落垂直分布規律十分明顯。霧靈山垂直帶譜從下到上依次為：松櫟林帶林帶、落葉闊葉林帶、針闊混交林帶、溫寒性針葉林帶、亞高山草甸帶。本研究主要采用華北落葉林、油松林、云杉林、白楊林、蒙古櫟林、白樺林、紫椴落葉闊葉林這些群落為研究對象。

表1群落類型及其基本情況

代號海拔高度/m坡向土壤質地土壤pH值主要物種Ⅰ800～1300陽坡、陰坡壤土5.8～6.4油松、蒙古櫟、山楊、白樺Ⅱ1500～1900陽坡輕壤6.0～7.0華北落葉松、山楊、白樺、碩樺Ⅲ1400～1750陰坡中壤5.0～6.0青杄、白杄、華北落葉松Ⅳ950～1600多陰坡砂壤5.5～6.5山楊、碩樺、黃華柳、色木槭Ⅴ800～1850各坡向壤土5.4～5.7白樺、碩樺、山楊蒙椴、五角楓、山楊Ⅵ800～1400陽坡砂壤5.0～5.5蒙古櫟、蒙椴、五角楓、黑榆、白榆Ⅶ900～1200陰坡輕壤5.0～5.5蒙椴、紫椴裂葉榆、鐵木

3研究方法

3.1樣地設置及取樣方法

在所選定的群落類型，對植物的不同結構層次分別采用巢式樣方的方法進行調查。在植物群落不靠近邊緣位置取初樣方面積為5m×5m，記錄其樣方中的所包括的植物種數，再逐步倍增樣方面積，記錄新出現的樣方種數，直到記錄種數不再隨著樣方面積的增大而增大為止。

3.2群落變現面積的確定方法

所有植物群落的物種數都是有限的，以逐步擴大取樣面積為橫坐標，以累積出現的物種數為縱坐標。對所記錄的調查數據做出曲線，曲線先上升而后漸進平緩，最后穩定在確定的物種樹木上，用Excel對曲線進行擬合。本研究采用非飽和曲線的形式擬合種-面積關系的曲線方程，其表達式為：

S=b+aIn（A）（1）

式中，A為群落面積，S為A中出現的物種數，a、b為通過種-面積曲線擬合的出來的參數。

設定幾個可能的種數取樣精度（P），所對應的最小取樣面積為：

A1=e[（pst-b）/a]（2）

利用上述公式（1）對各個群落進行數據處理并對其進行擬合，求出系數a、b、R2。然后設定幾個可能的種數取樣精度，并計算各個精度對應的種數。

4結果與分析

5結論與討論

表現面積隨著研究精度要求的增大而增大，不同群落的表現面積不同。在調查研究的Ⅰ～Ⅶ喬木群落中表現面積的大小順序為云杉林>蒙古櫟林>白樺林>紫椴落葉闊葉林>山楊林>油松林>華北落葉松。其中在精度100%的條件下表現面積最小的為華北落葉松為461，表現面積最大的為云杉林978。觀察兩個值為大于2倍的關系，說明不同群落喬木的表現面積的差異還是很大的。由表1了解到影響群落取樣面積不僅僅是群落類型，還受（表1）海拔高度，立地條件、坡向和取樣方法等影響。而各群落對同一因素的影響程度還不進相同。本研究華北落葉松的表現面積顯著小于其他群落，可能的原因是華北落葉松生長的海拔范圍和土壤的pH值引起的。華北落葉松分布的海拔范圍是1500～1900m，在1500m以上不再適宜其他的植物生存，常常形成純林。高山處土壤風化時間短，土壤不如低海拔處肥沃，而華北落葉松一般生長于土壤顆粒較大的土層中，而不適宜其對土壤肥力較高的喬木生長，故華北落葉松的表現面積較小。

表4喬木層不同取樣精度的表現面積

群落類型種樹取樣精度100%95%93%90%87%84%油松林653530487430379334華北落葉松461362329284246212云杉林978801740656582516山楊林719584537474419370白樺林891726669592523463蒙古櫟林913727664579506441紫椴落葉闊葉林803651599528466411

參考文獻：

[1] 谷建才.華北土石山區典型區域主要類型森林健康分析與評價[D].北京：北京林業大學，2006.

[2] 佟金權，惠剛盈，趙中華，等.確定森林群落最小調查面積的方法[J].林業科學研究，2008（3）：331～334.

[3] 代力民，王青春，鄧紅兵，等.二道白河河岸帶植物群落最小面積與物種豐富度[J].應用生態學報，2002（6）：641～645.

[4] 劉燦然，馬克平，于順利，等.北京東靈山地植物群落多樣性研究——種-面積曲線的擬合與評價[J].植物生態學報，1999（6）：490～500.

[5] 白順江.霧靈山森林生物多樣性及生態服務功能價值仿真研究[D].北京：北京林業大學博士論文，2006.

[6] 王明君，韓國棟，趙萌莉，等.樣帶法在測定草地植物群落最小面積中的應用[J].東北農業大學學報，2010（6）：98～104.

[7] 秦淑英 王德藝 王洪印 姜云天 李東義 霧靈山云杉林群落結構及動態分析[J].河北林果研究，1998（9）.endprint