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1、辽东山地老秃顶子冰缘地貌植物群落类型及结构特征摘要：关键词：老秃顶子；冰缘地貌；群落类型；结构特征引言冰缘地貌是由冻胀、热融蠕流、热融、雪蚀、风力等寒冻风化和冻融作用形 成的地表形态.一般指无冰川覆盖的气候严寒地区的冻土分布区和季节冻土区 发育的冰缘地貌，因而冰缘地貌又称冻土地貌:1辽东地区冻土环境属于季节 性冻土，冰期内地表受到强烈的风化作用，使得山体岩层崩解分离，散落的岩块、 碎屑常堆积于缓坡或谷地，形成杂乱无章的乱石堆积，故此，当地人也将该地貌 称为“乱石窖”或“跳石塘”。目前植被状况良好，苔薛、地衣、蕨类和灌木覆 盖严密，乔木根系固定在岩石缝隙之间，郁闭度在0.7以上，给公顷蓄积量达3
2、00 立方米。但这种特殊石质生境上的森林植被一旦遭到破坏，不仅恢复困难，还潜 在着发生泥石流、啸山等重大地质灾害的危险。加之本区正好处在我国东部23 级生态敏感带的边缘，生态环境脆弱，存在着生态环境的不稳定性。因此，掌握 冰缘地貌上覆植被的分布规律，对提高植物群落的稳定性、丰富性。目前国内外 对于冰缘地貌与植被生态学之前的关系研究还比较少见，1983年陈鹏等研究了 长白山冰缘地貌与土壤动物之间的关系。【6】对于辽东山地老秃顶子冰缘地貌 的研究仅限于对其冰缘地貌的形成和冰缘地貌本身单方面的研究，还没有把辽东 山地老秃顶子冰缘地貌与其植被生态学联系到一起进行研究。本文通过对老秃顶 子冰缘地貌上的植
3、物群落类型及结构特征的研究，旨在揭示其冰缘地貌上的植物 类型，分布、结构等特征与其所在冰缘地貌环境之间的关系，从而为冰缘地貌上 的植被保护提供基础的科学依据。1研究区概况老秃顶子国家级自然保护区(1244113125515 E ； 41。111141。2134 N)位于辽宁省东部桓仁、新宾两县交界处，主峰 老秃顶子位于辽宁老秃顶子自然保护区核心区内，海拔1367.3m，相对高差867m， 为辽宁第一峰。其四周群山起伏，各山间谷地均有大量冰缘地貌分布。土壤类型 主要以棕壤和暗棕壤为典型代表，多由花岗岩残积母质发育而成，结构疏松，有机 质含量高,适宜植被生长【2】。地带性植被为温性落叶阔叶林，植物
4、区系属长白植 物区系的西南边缘,兼有华北植物区系的过渡性，生物多样性丰富，查明有真菌 植物50科44种，地衣植物13科84种，苔鲜植物50科204种，维 管束植物120科1141种。维管束植物中有蕨类植物19科60种，裸子植物 4科23种，被子植物97科1058种24 ,主要优势科有菊科 (Compositae)、蔷薇科(Rosaceae)、毛茛科(Ranun2culaceae)、禾本科 (Gramineae)、百合科(Liliaceae)、豆科 (Leguminosae)、伞形科 (Api2aceae)、杨柳科(Salicaceae)、莎草科(Cyperaceae)、唇形科(Labiatae
5、) 等。区内气候类型属于北温带大陆性季风气候，年均温6.3 C，年降水量为870-1060mm，年平均相对湿度67%【4】；年无霜期133d，冻结期114d，年平均 冻土厚度91cm。境内水系发达、河流网布，局部乱石窖之下形成暗河，在巨石平缓浅层处会露出地面。2研究方法2.研究方法2.1样方调查法于2013年6月一7月，采用样方调查法对辽东山地老秃顶子地区进行调查。 共设置样地48个。首先设置20m*30m的乔木层样方，共设置乔木样方39个。记 录DBHN5cm的所有植株的种类、胸径、树高和冠幅，并测定林冠郁闭度，共记 录乔木种类38种，隶属14科23属。在样地的四个角处设置5m*5m的灌木样
6、方， 共取灌木样方192个。主要测定DBHV5cm的所有木本个体（包括乔木幼苗和幼 树）的种类、每个种的分盖度、基径、丛高和冠幅，共记录灌木种类58种，隶 属23科41属。在样地的中心和四个角处设置5个1m*1m草本层样方。共取草本 层样方240个。记录植物种类及各植物种的分盖度、株丛数和平均高度，共记录 草本种类123种，隶属科94属。同时用GPS、高度表、手持罗盘测定每一个 调查样地的经纬度、海拔高度、坡度、坡向。2.2群落重要值计算及其分类2.2.1群落重要值的计算以样地为单位，分别计算每个样地内乔木层、灌木层以及草本层每个种的重 要值。其中：乔木层物种重要值1七二（相对密度+相对优势度
7、+相对高度+相对盖度）/ 4 上式中相对优势度（%）=100X某个种的胸高断面积/所有种的胸高断面 积之和；灌木层物种重要值【七二（相对密度+相对优势度+相对高度+相对盖度）/ 4 上式中相对优势度（%） =100X某个种的基部断面积/所有种的基部断面积之和；草本层物种重要值I、=（相对密度+相对频度+相对高度+相对盖度）/ 4 上式中相对频度（%）=100X某个种出现的样方统计数/5。2.2.2森林群落分类森林生态系统中乔木层占据着重要位置，乔木层的物种组成可以决定其林地 灌木层以及草本层的物种组成和格局。在48各样方中有39个样方中存在乔木层， 共记录植物38种。以39个乔木样方的物种重要
8、值构建39*38的原始矩阵。由于 剩下9个没有乔木层的样方以灌木层的物种重要值构建9*58的原始矩阵。以样 方为实体，种的重要值为属性。使用pc-ord软件，采用双向指示种分析法（Two -way Indicator Species Analysis, TWINSPAN）将 39 个乔木样方划分为 32 个 组，分别代表个32植物群落类型，将9个灌木样方划分为7个组，分别代表个 7植物群落类型。但结合植物群落学一生态学原则，老秃顶子北坡森林植被带 最终可归为6组，代表6个群落类型。分别为落叶阔叶林、针阔混交林、针叶 林、乔灌块状混交林、灌丛以及灌草丛。2.3物种多样性的测度根据群落物种多样性的
9、测度方法，用下列指数测度辽东山地老秃顶子冰缘地 貌物种多样性的指数：(1) 物种丰富度物种丰富度S二出现在样地内的物种数(2) a多样性Shannon-Wiener 指数 H=-工Pi lnPiSimpson指数(优势度指数)D =1-】Pi2式中Pi为物种的相对重要值.用以上各式及S来度量各样方的多样性，然后 取其平均值来代表各群落的多样性指数。3结果与分析3.1不同冰缘地貌植物群落类型多样性构成特征根据TWINSPAN与植物群落学一生态学原则相结合将48个样地的植物群落类 型划分为6类，这6种植物群落类型分布于3个不同的冰缘地貌。表1列出了辽 东山地老秃顶子3个不同冰缘地貌类型上分布的植物
10、群落类型。分布海拔、地点、 平均土层厚度、群落盖度、建群种、优势种以及主要的伴生种。在表1中可以看 出石流坡和石海的群丛类型均为4种，其次是石河，有3个群落类型，三类不同 的冰缘地貌类型两两之间存在共有群丛类型。其中落叶阔叶林是三种地貌类型的 共有群落类型，针阔叶混交林是石流坡和石河的共有群落类型。乔灌块状混交林 是是石流坡和石海的共有群落类型。同时三种不同的冰缘地貌也存在专有群落类 型，针叶林是石河的专有群落类型。灌草丛是石海的专有群落类型。因此不难看 出不同的冰缘地貌植物群落类型有明显差异，同时有些群丛具有共有性而有些群 丛具有专有性。3.2不同冰缘地貌类型多样性指数差异分析计算不同冰缘地
11、貌上乔木层、灌木层、草本层的平均样方多样性指数来代表 这种冰缘地貌的综合群落多样性指数表(2)，由表(2)可以看出辽东山地老秃顶子 三类冰缘地貌中乔木层层和灌木层的综合多样性指数变化依次为：石河石流坡 石海。石河的H指数最高，群落中生物种类增多代表了群落的复杂程度增高， 即H值愈大，群落所含的信息量愈大。从石河的形成上来看，石河是由于高山 高原冰缘环境下碎石在冷生作用和重力的影响下沿斜坡移动而形成的。主要出现 在山麓和两山之间的沟谷里，海拔较低，坡度较低平均坡度为16。土层厚度 2545cm之间，最厚可达100cm，土壤肥沃湿润，为植物的生长提供了良好的环 境。群落的盖度和郁闭度都在90%以上
12、。因此石河上乔木层和灌木层的综合多样 性指数比较高。为什么草本层指数低？石海的乔木层，灌木层的H综合多样 性指数都是最低的，由于石海是由于水冻结引起基岩或土体膨胀的过程中它会使 基岩沿裂隙胀开，导致岩石崩解，产生巨石原地铺盖的现象。坡度小，平均坡度 为7。平均土层厚度为60cm。最大厚度为100cm。石海分布在辽东山地老秃顶 子山山顶，平均海拔在1200m以上，由于海拔较高气候寒冷，风力大，不适宜 高位芽值物和地上芽植物生长。所以石海的乔木层和灌木层的植物综合多样性指 数最低。而草本层多为能够适应低温的多年生草本和一、二年生草本，分布均匀。 群落类型为灌丛、灌草丛、乔灌块状混交林和落叶阔叶林。
13、所以石海的乔木层和灌木层的植物综合多样性指数最低。而草本层多为能够适应低温的多年生草本和 一、二年生草本，分布均匀。冰植物海拔分地点土群落植物种类缘群落布层盖度建群种和优主要伴地类型厚势种生种貌度类型石落叶阔叶904m11场子沟，三25-465%85紫椴(Tilia河林、针阔混76m道沟，小冰5cm%amurensis)、交林、针叶壶沟中部及蒙古栋林山麓(Quercusmon表1不同冰缘地貌的群落类型及其生境特征golica)色 木槭 (Acermono)、 水曲柳 (Fraxinus mandshurica )、臭冷杉 (Abies nephrolepi) 、大青杨 (Populususs
14、uriensis)、 大翅卫矛 (Euonymusma cropterus)、 狗枣猕猴桃 (Actinidia kolomikta)、 酢酱草 (Oxalis corniculata )、深山唐松 草(Thalictrum .tuberiferu m)等灌丛、乔灌块状混交1288m1321m老秃顶子山顶部约60cm林、灌草丛、落叶阔叶林石流坡落叶阔叶 847m13 场子沟，三林、针阔混10m 道沟，小冰交林、乔灌壶沟山脊块状混交林、灌丛表2不同冰缘地貌的3个层片的综合群落多样性指数地貌乔木层多样性指数平灌木层多样性指数平均值草本层多样性指数平均值类型均值SH，DSH，DSHD石河241.6540.718371.5420.746831.3980.659石海111.2760.652291.3360.662682.0760.836石流 坡231.499O.711381.3720.696961.7350.7463.2不同冰缘地貌类型植物群落生活型特征分析基于温度、水分等气候因子的影响丹麦植物学家Raunkiaer以植物体渡过冬 寒或干旱不利生长季节的适应方式作为分类基础，即以植物更新芽（休眠芽）距离 土表的位置高低及芽的保护特征为依据，把高等有花植物分5大生活型类群。据 此统计发现，由于地貌类型的不同导致水、热环境存在差异进而会影响植物生活 型的分布差异。4总结参考
