柴河林業局森林與濕地交錯帶群落結構的研究

蘇平，唐立剛，莊嘉祥

（1.黑龍江林業職業技術學院，黑龍江 牡丹江 157011；2.柴河林業局）

通過對柴河林業局森林與濕地交錯帶群落的類型、分布、結構特征及其與環境相互關系進行研究，為科學經營管理濕地資源，有計劃地實施天然濕地恢復工程，保護濕地生態系統的原有功能及生物多樣性，充分發揮其社會、經濟和生態效益，以最終實現地區的經濟發展與生態環境可持續發展提供科學依據。

1 研究地區概況

柴河林業局位于黑龍江省東南部，E 128°55′～129°51′，N 44°48′～45°37′。地處長白山脈張廣才嶺東麓北段，平均海拔400m，大部分是低山、丘陵；中緯度寒溫帶大陸性季風氣候，冬季漫長寒冷干燥，夏季溫和多雨，早春低溫多雨雪，暮春少雨易干旱，秋季降溫迅速，常有凍害發生。年平均氣溫3℃，極端最高氣溫38℃，極端最低氣溫-38℃，年有效積溫2 400℃；全年日照時數2 540h；年平均降水量550mm；無霜期126d左右，早霜期9月中旬，晚霜期5月下旬；積雪時間長達4～6個月。土壤主要類型暗棕壤、棕色針葉林土、草甸土、沼澤土，植被以紅松為主的針闊混交林、云冷杉林。

2 研究方法

2.1 線路踏查

選擇該林業局森林與濕地過渡帶群落面積較大的蓮花、二道河、頭道作研究區，通過線路踏查選設調查區并選擇具有代表性地段做標準地。通過踏查選擇出白樺／塔頭濕地類型（簡稱Ⅰ型）和毛赤楊、白樺／塔頭濕地類型（簡稱Ⅱ型），調查典型的森林與濕地交錯群落。

2.2 調查

在每個類型中設置6塊標準地：Ⅰ型中標準地編號為1，2，3，4，5，6號，Ⅱ型中標準地編號為7，8，9，10，11，12號。標準地面積的大小，應以含有沼澤與森林之間的典型交錯帶為原則，一般為600m2（30m×20m）。每塊標準地內每隔5m用繩子拉出6條樣帶，每條樣帶內每隔5m設一樣方，對樣方內立木進行每木檢尺，實測胸徑、樹高、優勢樹種的胸徑生長量，采用材積差法換算成材積生長量。每個樣方內設置1m×2m的小樣方，調查下木和草本的種類、株數、高度、蓋度、多度及生長狀況。記載標準地生境條件。

3 結果與分析

3.1 種類組成分析

種類成分組成結構的不同影響著整個群落的功能與動態，進而影響到整個群落與環境構成的生態系統。Ⅰ型和Ⅱ型森林與濕地交錯群落的層次、種類、組成，根據各種群的重要值反映了種群的優勢程度，其順序能表現出種群相互作用及組成的關系，隨著濕地向森林的不斷過渡，不同層次的植物組成由濕生不斷向中生化過渡。

3.1.1 Ⅰ型群落的種類組成結構與動態。Ⅰ型植物群落結構分喬木層、灌木層、草本層和苔蘚層。從濕地→森林的生境變化看到：喬木層以喜光的白樺為優勢種，平均高度11.2m，胸徑10cm，還有少量山楊和山槐，群落郁閉度0.5；灌木層以柴樺、柳葉繡線菊和茶條槭幼苗為優勢種向以烏蘇里繡線菊和疣枝衛矛為優勢種過渡，高度為1.5～3.5m，同時伴生有紹柳、五味子、稠李、少量山槐的幼苗，高度為1～2.5m，蓋度為50%；草本層的植物種類多，依次以密集型修氏苔草、三棱草為優勢種。沿著沼澤向森林方向，以喜光的白樺為優勢種的群落，喜光耐旱的植物種羊胡子苔草等出現。

3.1.2 Ⅱ型群落的種類組成結構與動態。Ⅱ型植物群落結構分喬木層、灌木層、草本層和苔蘚層。從濕地→森林的生境變化看到：喬木層以毛赤揚和白樺為共建優勢種，平均高度分別為12m、14.5m，平均胸徑分別為13.62cm、12.4cm，還伴生有紅皮云杉平均高度8.64m、平均胸徑8.6cm，群落郁閉度0.5；灌木層依次以柴樺、柳葉繡線菊、北懸鉤子、珍珠梅、興安茶藨子、刺枚薔薇、烏蘇里繡線菊和疣枝衛矛過渡，高度為1.2～3.5m，蓋度為70%；草本層的植物種類多，依次以修氏苔草、三棱草為優勢種。近沼澤喬木毛赤楊、白樺開始侵入并構成群落主體，而且針葉樹種紅皮云杉的出現并占有一定的重要值，說明隨著植物對環境的改造，環境正在由濕生生境逐漸向中生生境過渡。林下植物種類組成也由濕生植物逐漸向耐蔭植物過渡。

3.2 徑級結構與分析

兩類型的交錯帶群落優勢種徑級分布呈現相同的變化規律，均在小徑級上形成分布高峰值，隨著徑級增大，相對應的株數比例逐漸減小。其中，Ⅰ型在8徑級出現明顯分化，而Ⅱ型在10～12徑級才出現分化。在Ⅱ型中，Ⅱ型-1較Ⅱ型-2群落穩定性要強（見圖1）。

圖1 Ⅰ型和Ⅱ型的優勢種徑級分布圖

3.3 水平結構分析

3.3.1 Ⅰ型主要樹種的水平分布。調查的白樺林屬于幼齡林至中齡林，各主要樹種的水平分布狀況，采用方差／均值法對水平格局進行分析（見表1），說明現有的林地都是在較大范圍的采伐跡地上生長起來的，林分結構還處于不斷的變動過程中，趨向于均勻分布。

表1 Ⅰ型各標準地白樺擴散系數

3.3.2 Ⅱ型主要樹種的水平分布。所調查的白樺（16～50年）林屬于中齡林至成熟林，從表2分析，各個標準地內，幼樹個體數量很多，呈隨機分布；毛赤楊（18～45年）林屬于中齡林至成熟林，從表3分析，各個標準地內，幼樹個體數量均很多，呈隨機分布。云杉林屬于幼齡林至中齡林，從表4分析，呈隨機分布。從以上毛赤楊、白樺、云杉的水平分布可以看出隨環境梯度變化規律相同。即所調查的各個標準地內，幼樹個體數量很多，呈明顯的隨機分布，但隨著徑級加大，株數急劇減小；在徑級較大的樣地內，個體的數量非常稀少，在空間上也比較分散；距離森林越近，小徑級個體數量很少。

表2 Ⅱ型各標準地白樺擴散系數

表3 Ⅱ型各標準地毛赤揚擴散系數

表4 Ⅱ型各標準地云杉擴散系數

3.4 群落演替分析

現場調查，這里原為坡地的低洼地帶，著生許多草類，雨季被淹沒，具有了一定的水濕生境，這樣有苔草生長，由于它們有分枝的根蘗密集生長在一起而形成塔頭。鄰近濕地的森林中較耐水濕且傳播快、繁殖力強的、耐貧瘠樹種的種子落到塔頭上就可以發芽生長，并逐漸向濕地推進，改善濕地的立地條件并利于更多種子的侵入，型中所見的白樺林（采伐后的跡地上形成。由于低洼地的季節性積水，光照充足，較耐水濕且喜光的、深根性的白樺樹種侵入并定居，形成先鋒群落，此群落不穩定。Ⅱ型中所見的毛赤楊、白樺和云杉的侵入，增加了蒸騰量，促使水分向適中條件發展，林下的下木和草本不斷的向中生化過渡，于是濕地被森林取代，在Ⅱ型中最為明顯。特別是云杉的出現，意味著演替進程已進入針闊葉混交林階段。

［1］ 牟長城.長白山森林-沼澤生態交錯帶群落和環境梯度分析［J］.應用生態學報，2001，12（1）：1-7.

［2］ 郎惠卿.中國濕地植被［M］／／中國濕地植被編輯委員會編.北京：科學出版社，1999.

［3］ 韓景軍.長白山白河地區森林-沼澤交錯群落的研究［J］.北華大學學報，2000，1（3）：246-253.

［4］ 牟長城.長白山森林沼澤生態交錯帶群落演替規律［J］.北京林業大學學報，2001，23（1）：1-6.