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红叶谷生态旅游区植被群落分析

[日期：2007-04-13] 来源：园林科技作者：王春红发表评论(0)打印

王春红（济南市林场 250014）
　

摘要：本文以红叶谷为代表，采用生态学系统布点方法，对济南南部山区的野生植被进行了详细调查，初步了解了该地区植被生态群落情况。对样地内的各生态因子进行了研究，土壤因子情况通过实验手段测得。初步揭示了红叶谷植被的生态特征，为景区生态旅游研究和丰富济南的绿化材料提供了可靠依据。

关键词：植被群落；生态；聚类分析

引言

红叶谷生态文化旅游区位于济南市南部山区历城区锦绣川乡，面积270hm²，距市区33km，离北部锦绣川水库4km。区内植物争芳斗艳，鸟类众多，自由飞翔，山水相映成趣，是一处生态环保并重的集游览、休闲、科普、娱乐和赏秋等于一体的旅游景点。此处茂林秋艳，黄栌似火，有深邃溪谷，幽静高山，人们可以充分领略大自然的无究魅力。

红叶谷山体归属于鲁中南山地丘陵区，山最高点海拔460.4m，谷地最低点海拔高度113.0m。由于受燕山造山运动的影响，岩体隆起。地形特点鲜明，景观价值较高。地质结构为石灰岩，土壤为pH在8左右的褐色森林土。主要植被群落有：侧柏—荆条—中华卷柏群丛；侧柏—荆条+酸枣—白羊草+羊胡子草群丛；侧柏—红叶黄栌—黄背草群丛；红叶黄栌—荆条+鹅耳枥—羊胡子草群丛和荆条—黄背草群丛等。

1 调查方法

采用生态学系统布点方法，共布得40个样地。即海拔每升高100m就在不同坡向取样地，每个样地取正投影响面积15×10m2，长边沿等高线方向，在150m2样方范围内统计乔木的高度、冠幅、胸径，并估计其郁闭度。在样方中心取灌木样方一个，面积3×2m2。在灌木样方中心取草本样方三个，面积1×1m2。对每个小样方内的灌木、草本的种类、高度、覆盖度进行调查，然后对高度、覆盖度分别平均，代表该群落条件下，每种花卉的存在量。在样方中心挖一土壤剖面，记载其腐殖质层厚、土层厚度，在离地面20cm处取土样进行土壤理化分析。

2 样地植物群落特征

2.1 群落区系组成

根据调查的40个样地资料统计，侧柏、黄栌广泛分布于红叶谷地区，是该地区的植被群落主要建群种之一。侧柏、黄栌群落共出现维管束植物223种，分属64个科。所含种数占优势的科为菊科（36种）、豆科（19种）、蔷薇科（12种），所含种数较多的科为榆科（8种）、大戟科（7种）、禾本科（7种）、毛莨科（6种）、萝摩科（6种）、唇形科（6种）、百合科（6种）。区系组成中仅含1~2种的科有38个，占科总数的59.4%，仅含一种的属有80属，占总属数的67.9%，说明侧柏、黄栌群落科属组成较为分散。

2.2 群落垂直结构

样地植物群落垂直结构复杂，成层现象明显，可分为乔木层，灌木层和地被层三个基本层次，还有能攀援的层间植物。其中乔木层又可分为上层乔木和中层乔木。上层乔木的树木种类比较单一，主要是侧柏，另外还出现过小叶杨、刺槐、刺楸、小叶朴、毛白杨。中层乔木树种也比较单一，主要是黄栌，还有火炬树、白榆、槲树、麻栎、扁担杆。灌木层出现的种类较多，数量较多的植物有荆条、连翘、酸枣、小叶鼠李、锦鸡儿、杠柳、大果榆以及黄栌幼株。地被层植物分布不连续，常集中生长在群落透光部位，种类最为丰富。优势科为菊科、豆科、蔷薇科、大戟科、禾本科、毛莨科、萝摩科、唇形科、百合科。层间植物主要有南蛇藤、葛藤、茜草、打碗花、栝楼、华东拔、穿龙薯蓣、杠柳、律叶蛇葡萄等。他们大多攀援或缠绕在立木上，有些葡匐在地面或岩石上。

现举一例说明群落的垂直结构。15号样地较为典型，能代表该地区植物群落的主要特点。上层乔木是侧柏，中层乔木为白腊和槲树，下层灌木是黄栌、陕西荚迷、剌槐幼株和连翘，地被层有苍术、萁尼、竖立鹅观草、大叶胡枝子、地榆、白射干、鸦葱、蓝刺头、石沙参、阴地堇菜等，层间植物是律叶蛇葡萄。在这个样地群落内，乔木层侧柏只有两棵，白腊和槲树也是各一棵，所以优势种是处于灌木层的黄栌，覆盖度达到了80~90%。

在调查的40个样地内，有15个群落没有乔木层。说明红叶谷地区生态群落遭到人为破坏严重。

2.3 群落植物种类的成分和结构

进入红叶谷调查样地的有156个种。分别计算每个种的多度、频度、优势度、相对多度、相对频度、相对优势度和相对重要值。其中：

相对重要值=相对多度+相对频度+相对优势度

通过计算，上层乔木按重要值排列分别为：侧柏、毛白杨、刺槐、小叶杨、小叶朴、刺楸和黄栌；中层乔木按重要值排列分别为：黄栌、麻栎、槲树、火炬树、梓树、柿树、白腊、板栗和早园竹；重要值较高的灌木树种有：连翘、黄栌、酸枣、荆条、小叶鼠李、黑榆、杠柳、南蛇藤、扁担木和白榆；重要值较高的地被植物有：披针苔草、地榆、中华卷柏、竖立鹅观草、兔儿伞、荩草、胡枝子、矩镰荚苜蓿、多花胡枝子和阴地堇菜。

红叶谷植被多样性指数为：

H=-∑｜ni/N×Log(ni/N)｜

=4.1623

红叶谷植被均匀性指数

E=H/log(物种总数)

=1.8978

2.4 植物群落类型分类

根据40个样地的群落特征值，进行聚类分析，将40个样地分为四类：

第一类：沟谷杨树林：主要分布在阴坡低山地带，海拔300m，土壤厚度50cm。上层以小叶杨、毛白杨为优势种；灌木层主要有荆条和黄栌；下层有黑麦草、蓝萼香茶菜、律草、太行铁线莲等。

第二类：侧柏纯林：主要分布在红叶谷东南坡和山顶部位，海拔500m，土壤厚度30cm，石砾含量20%。主要植物种类有连翘、黄栌，地被层植物种类较少，主要有多花胡枝子、西伯利亚远志、委陵菜、蓝刺头等。

第三类：乔灌混交林：阳坡分布在海拔300~500m，阴坡一直到山顶。上层优势种有刺槐、刺楸、小叶朴等；灌木层以黄栌、连翘、小叶鼠李为主；林下地被种类丰富，主要有披针苔草、坚立鹅观草、兔儿伞、胡枝子、地榆、堇菜、白射干、狼尾花、火绒草等。

第四类：落叶灌丛带：分布在阴坡200~500m和阳坡200~400m。土层厚度60~80cm。主要灌木种类有黄栌、连翘、小叶鼠李、陕西荚迷、卫矛、鹅耳枥等；层间藤本植物有南蛇藤、杠柳、律叶蛇葡萄等；林下地被种类有阴地堇菜、鸦葱、柴胡、沙参、兔儿伞、地榆、委陵菜、直立百部等。

2.5 群落指标的因子分析

根据40个样地的群落特征值，将影响群落特征的指标分为四类，即乔木层指标、土壤理化性质及灌木地被层指标、土壤深度和酸碱度指标和中层乔木指标。经分析，对四类指标贡献较大的因子见下表：

2.5.1 乔木层指标聚类结果

对乔木层指标进行聚类分析，结果如下：

第一类：沟谷杨树—黄栌复层林类：这一类型具有典型的上层乔木（毛白杨）和中层乔木（黄栌）。上层乔木平均高度10m，平均胸径10cm，覆盖度50%；中层乔木平均高度6m，平均胸径5cm，覆盖度100%；下层灌木以荆条、连翘、小叶鼠李为主。

第二类：侧柏（刺槐）单层林类：这一类型只具有上层乔木，无中层乔木，且乔木种类单一，仅侧柏或刺槐。乔木层平均高度7m左右，胸径4~10cm，覆盖度100%；林下灌木以黄栌幼株、小叶鼠李、陕西荚迷为主。

第三类：乔灌混交林和落叶灌木林：这一类型在红叶谷分布较广。乔灌混交林中上层乔木主要种类是侧柏、刺楸、小叶朴等，平均高度4~6m，平均胸径4~8cm，覆盖度50-80%；林下主要灌木种类有黄栌、连翘、鹅耳枥、大果榆、卫矛等。落叶灌木林类以黄栌+连翘，黄栌+大果榆，黄栌+卫矛，黄栌+杠柳+连翘等为主要类型。

2.5.2 土壤理化性质及灌木地被层指标聚类结果

经聚类分析结果如下：

第一类：主要分布在阴坡山脚或山腰地带，土壤肥沃、湿润，氮、磷、钾含量较高，其中碱解氮含量80~146mg/kg；速效磷含量6.0mg/kg，速效钾270~308mg/kg，有机质含量4.0~6.0之间，田间持水量20.7%；林下灌木地被种类丰富。

第二类：分布在阳坡山脚或山腰地带。土壤肥力好，其中碱解氮含量107~131mg/kg，速效磷含量7~8.6mg/kg，速效钾含量400mg/kg，有机质含量4~5%，田间持水量20.4%左右；林下灌木，地被种类丰富，其中灌木3~6种，地被5~11种。

第三类：分布在阳坡或阴坡的山谷地带，这一类型土壤肥力不等，林下灌木、地被种类分布不均。

第四类：分布在红叶谷山顶地带。土壤肥力中等，林下灌木地被种类相对较少，以抗旱植物为主。其中，灌木种类有荆条、锦鸡儿、本氏木兰、矩镰颊苜蓿等，地被种类有披针苔草、桃叶鸦葱、苦荬菜、瓦松等。

2.5.3 土壤深度和酸碱度指标聚类结果

经聚类分析结果如下：

第一类：土层深厚型：分布在山的中下部，土层厚度达100~120cm，土壤pＨ值7.3~7.4。这一类型上层乔木以侧柏为主，中层乔木有白腊、槲树、板栗等。林下灌木种类较多，以黄栌、连翘、大果榆、陕西荚迷为主；地被种类丰富，多达10~15种。

第二类：土层厚度中等或偏薄型：一般土厚在50~80cm，最少仅达20cm，土壤pH值6.3~7.4。这一类型分布较广。

2.5.4 中层乔木指标聚类结果

经聚类分析结果如下：

第一类：具有典型的中层乔木，这一类型上层乔木高大，树高10~15m，中层乔木高度6m左右，胸径5cm，覆盖度100%，且种类单一，主要是黄栌。

第二类：这一类型中层乔木种类较多，主要是梓树、柿树、旱园竹、黄栌等，覆盖度40%，高度5.5m，胸径2.5~6cm。

第三类：这一类型中层乔木覆盖度仅达20%，主要树种有麻栎、槲树、板栗等，高度3.0~3.5m，胸径2.5~5.0cm。

第四类：无中层乔木。

3 结论与建议

3.1 通过本次调查，了解了红叶谷地区植物群落的主要组成。群落植物种类较多，科属组成比较分散。该地区较为稳定的生态群是侧柏—黄栌植物群落，黄栌、侧柏是该区系的绝对优势种。群落植物成层现象还是比较明显的，但上层植物（乔木层）种类比较单一，甚至是有37.5%的样地没有乔木层，说明人为破坏严重。

3.2 对群落中植物的生境作了一些研究，并提出了引种建议。

3.2.1 红叶谷的自然植物具有一定的物种多样性，各物种在多度、频度、优势度、相对多度、相对频度、相对优势度和相对重要值几项指标均有较大差异体，现了群落成分和结构的异质性。在整个生态系统中，侧柏、黄栌、毛白杨、刺槐、麻栎、连翘、黄栌、酸枣、荆条、小叶鼠李、黑榆、杠柳、南蛇藤、扁担木、披针苔草、地榆、中华卷柏、竖立鹅观草、兔儿伞、荩草、胡枝子、矩镰颊苜蓿、多花胡枝子等具有较高的重要值。

3.2.2 一般群落的生物多样性指数在1.5~3.5之间，该群落指数值达4.16，体现了较大的成分和结构的多样性。

3.2.3 物种的均匀性指数描述了各种之间的分布关系，当其值是1时，各种分布较为均匀，红叶谷的均匀性指数为1.8978，说明各物种分布比例结构的较大差异。

3.2.4 在红叶谷分布着许多优秀野生花卉，如：狼尾花、有斑百合、黄花菜、山丹、白射干、太行铁线莲、毛果扬子铁线莲、多花胡枝子、大花溲疏、猫眼草、京大戟、紫花地丁等。兔儿伞、华北耧斗菜、白头翁、地榆、硬毛棘豆、疾藜、地锦、醴肠、斑叶堇菜、阴地堇菜、地梢瓜、半夏等叶美且植株矮，宜做地被的材料。葛藤、蛇莓、律叶蛇葡萄、杠柳、鹅绒藤、栝楼、茜草、粘鱼须（华东菝挈）、穿山龙（穿龙薯蓣）等垂直绿化材料（叶美的攀缘植物）可进一步开发。抗逆境植物（生长健壮，抗逆性强）酸枣、荆条、锦鸡儿、矩镰荚苜蓿、桃叶鸦葱、荩草、苦荬菜、披针叶苔草（抗瘠薄），瓦松（抗干旱），扁蓄、牛繁缕（抗水湿）等在城市生态恢复中将会起到特有作用。

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