全 文 ：山西大学学报 (自然科学版 ) 1 2 ( 3 ) : 3 4宁一 3 52 , 1 9 8 9
J o u r n a l o f S h a n x i U n i v e r s i t y ( N a t
.
S e i
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。
)
. 奋
云顶山虎棒子灌丛群落学
特性及生物量 `
上官铁梁 张 峰
摘要 本文对云顶山海拔 1 7 0 0米处的虎棒子灌丛的生物量用多种回归模型进行了预 侧 ,
选出最优回归模型为 : 虎棒子W (枝 ) 二 2 . 1 2 0 6 ( D ’ H ) 。 · ` . ’ ` , W (叶 ) = 0 . 2 6 38 ( D 之H ) 。 ’ . ’ “ ,
W (根 ) = 1 . 77 3 9 ( D Z H ) 。 ’ “ ` “ . , 土庄绣线菊模型形式与虎棒子相同 , 其余灌木和草本植物 用
收获法测定 。 最后得出 , 在 6月虎棒子灌丛的总生物量为 6 . 245 吨 /公顷 , 其中灌木层 生 物 量
为 6 . 1 05 吨 /公顷 , 草本层生物量为。 . 14 吨 /公顷 。 此外 , 用相关指数来检验曲线回归 方 程 的
拟合程度 , 而不采用在类似的研究中用相关系数来检验曲线回归这一不合适的方法 。
关. 词 : 虎雄子灌丛 , 生物量 , 相关指数
` 虎棒子 ( O : tr y o p sf : d a 。 id i 。 an ) 系棒科虎棒子属植物 , 为我国特有成份 , 华 北山
地及黄土丘陵地区为其分布中心 。 虎棒子不但能以建群种形成单优落叶灌丛群落 , 而且
还是森林群落下木层的优势种和伴生种 , 在山西主要分布于丘陵 、 山地海拔 1。。。一 1 8 0 0
米的阴坡和半阴坡 , 半阳坡 、 阳坡也可见到 。 虎棒子具有较强的生态适应性和根策繁殖
力 , 是黄土高原水土流失地区植被建设的先锋植物和改土保水的优 良植物 , 其叶是良好
的猪饲料 , 枝条可供编织和薪材 , 种子含油可食用和制肥皂 , 灌丛所在地是理想的灌木
放牧场〔幻 。 鉴于虎棒子在黄土高原地区生态和经济方面的重要作用 , 我们 于 19 8 8年 6月
在云顶山对其群落特性及生物量进行了研究 。
如
奋`
1 滋丛的生态地理环境
. 云顶山属关帝山的一部分 , 位于山西娄烦县西南偶 , 南与交城为邻 , 西与文水 、 方
山为界, 约为 1 1 1 “ 3 5 ` E , 3 7 0 5 1 ` N 。 最高峰海拔 2 6 5 9米 , 整个山脉由北 向南倾斜 , 最低
处海拔 16。。米 。 气候区划上属暖温带半湿润季风气候区域① 。 成土母质以花岗岩 、 片麻
岩等为主 。 土坡类型随海拔和植被类型的变化由高向低依次为 : 亚高 山草 甸 土 、 暗棕
. 山西省 自然科学基金资助的项 目。 本文在傅子祯教授指导下完成 , 外 业工作得到山西大 学 / 、 / 、
届毕业生王秀良、 高玉梅等诸同志的帮助 , 在此一并致谢 !
19 89年 2月 17日收到 。
①山西省地图集编篡委员会 , 1 98 4年 , 《 山西省自然地图集 》 。
,
3 4 7
·
族 、 山地棕族和山地琳洛揭土 。
云顶山的顶极群落为栋林 , 但由于遭受反复破坏 , 目前仅在局部地段可见斑块状辽
东栋 (O“ r翻: il ao t un g en is s) 林残存 , 现存植被以寒温性针叶林为主且保存 较 好 , 已
成为山西重要的用材林基地 , 国家一类保护动物揭马鸡在此也有分布 。 寒温性针叶林以
华北落叶松 ( L ar i戈 户, s o c i P i。 。 P P r e c h t i i ) 林占绝对优势 , ’ 白杆 ( P 该c e a 二 e夕er i ) 和
青杆 ( P `c e a 。 ` I:佩“ ) 林次之 , 偶见油松 ( P `, 。 s * a七川a e f o r。 ` s ) 零 星分布 。 落 叶阔
叶林主要有白桦 ( B e *“ l a P l a f y P hlla ) 林和 ilJ 杨 ( P o P o l。 : d a o i d sa n a ) 林 。 灌 丛主 要
有沙棘 ( H I P夕o P h a e r h哪 , o id e : ) 灌丛 , 黄刺玫 ( R o s a 二 a 。 *h so a ) 灌丛 和 虎 棒 子灌
丛 。 亚高山山地顶部主要分布有以满草 (K o b r e s i a s夕夕 . ) 、 毛食 ( R邵。 “改 l“ 5 5夕夕· ) ,
共蕊唐松草 ( T h a l` c fr o m P e t a l o id e 。。 ) 、 委陵莱 (oP r e n t`l l a : p p . ) 等多种温带草 甸
种类组成的亚高山草甸 。 植被区划上属暖温带落叶阔叶林地带② 。
2 祖丛的肺落学特点
虎棒子灌丛为单优势种群落 , 其结构可分为二层 : 灌木层 、 草本层 , 它是落叶阔叶
林或针叶林被破坏后恢复演替过程中的植被类型 。 群落总盖度高达 95 %以上 , 土壤为山
地琳洛揭土 , 土层厚度30 一 50 厘米 , 枯枝落叶层 3一 5厘米 。
灌木层盖度可达 90 % , 以虎棒子占绝对优势 , 分盖度约为 80 % ,平均高度为7 5 . 3 6 士
2 1
.
9厘米 (贾士 s , 下同 ) , 平均基径为 0 . 48 士 0 . 20 厘米 , 每平方 米 约有 13 株 (丛 ) 。
其次为土庄绣线菊 ( S P `r a e a P o b e s e e o s ) 分盖度约 1 0% ,平均高度5 5 . 7 1士 2 5 . 17厘米 ,
平均基径 0 . 61 土 0 . 16 厘米 。 样方内还有 少 量 的 银 露 梅 ( D as 沙 hor 。 娜ab r a) 美 畜 旅
(R os a b
e l la) 等 。
由于液木层生长茂密盖度较大 , 所以草本植物较为稀疏 。 草本层盖度约 30 % , 高度
1 5一 3 0厘米 , 以苔草 ( C ar e , s P P ) 占优势 , 其次为糙 苏 ( P h lo m i s 。。 b r o s a ) 、 歪 头
莱 (犷`c i a u o s j时 a ) , 伴生成份为苍术 ( A t r a c t夕ot d o j a 夕o n ` e a ) 。 样方 外 尚有按斗
莱 (A q o i l e g i a v i r i d i f lo r a ) , 大钉 草 ( L e i b o i tz i a 曲 a o d r i a ) 、 地 榆 ( S a n g o i s o r b a
o
f f i
c i n a l i s )
、 筋骨草 ( A j叨 a c sl滚s t a ) 、 黄等 ( S e “ * e l j a r ` a b a i c a le o s ss ) 、 黄茂
( A s f r a g以“ : tn e o b r a , a c e o s ) 和野菊 ( D e , d r曲 th` 。 a i n d玄e 。。 ) 等 。
`务-
3 滋丛生钧 t 的侧定
我们选择的样地位于云顶山海拔 1 7 0。米的山体中段 , 距谷底约 50 米 , 几乎没有人为
或其它因素千扰的迹象 , 基本上代表了该山虎棒子灌丛的特点 , 样地面 积 为 2 x 4平方
米 。 采用直接收获法测定生物量 。 所谓生物量指的是 “ 一定面积地段上某个时间存在着
的活植物体的量 , 又称之为现存量 ( ; t a n d “` 9 e r o P ) c Z〕 。
首先 , 将样地内全部植物连根收获 。 根系的获得是挖 30 厘米 , 这样几乎全部根都被
挖出 。 对于灌丛来说 , 损失的根系是微乎其微的 。 然后 , 逐一测量每一灌木的基径 ( D )
和高度 ( H ) , 并将其枝 、 叶 、 根分别称重得封其鲜重 。 草本植物则将其地上部分和地下
⑧山西省植被研究组 , 1 9 8 7年 , 《 山西植被区划 》 。
3 4 8
部分分别称重 , 以获取其鲜重 。
其次 , 对于不同的灌木 、 草本植物分别取其枝 、 叶 、 根 (或地上 、 地下部分 ) 的部
分样品 , 在 80 ℃通风干燥箱内烘干至恒重 , 求得它们的含水量及每单位鲜重的干物质比
(表 1) , 进而推算出其干重 。
裹 1 主共滋木各部分登官的千 , /鲜盆之比 (% )
, 奋
/六百- 地 上 部 分 地 下 部 分枝 叶
虎棒子 5 8 。 1 7 。 8 6 62 。 9
土庄绣线菊 5 5 。 0 1 7 。 9 55 。 8
我们在野外共测量了 10 8株虎棒子 , 将其基径以0 . 1厘米为级距进行分级 , 共分九级
(0
.
2一 1 . 0厘米 ) 。 每级各取二株 , 这样共得到 18 株虎棒子的实测值 。 其余的灌木因其
数 t 较少我们则采用其全部数据 。
在影响生物量的诸因素中 , 最重要的莫过 于植物的基径 。 但由于基径相 同的植株其
高度不可能完全相同 , 如果仅用基径做自变量来预测灌木的生物量 , 误差之大是显而易
见的 , 为此我们用 D Z H做为自变量 , 干重W做为因变量来预测灌木生物量 。
为了能够比较准确地预测灌木层的生物量 , 我们分别用 W = a ( D ’ H ) ’ , W = a D ` ,
附 二 a + bl n 刀三 种模型来分别拟合基径 、 高度和枝 、 叶 、 根干重的回归关系 , 通 过 比较
得封最优回归模型 (表 2 、 表 3) 。
裹 2 顶洲虎橄子生. 1 的. 优回归方粗
态
! 相关系数 相关指数 样本数
平 = 2 。 12 06 (刀 ZH ) 0 . “ 一 , “ 0 。 口3 39… 0 。 89 2 6 18
附 = 0 . 2 6 38 (D 盆H ) 。 ` e l 刁 刁 0 。 92 7 7 . ’ . 0 。 88 7 2 l 8
才 = 1 . 77 3 9 ( D I H ) o 二 ` 二 0 。 9 63 2… 0 。 9 1 6 4 18
力< 0 。 0 0 1 ,下 同
户 裹 3 顶侧土庄姗州菊生 . t 的. 优回归方粗
回 归 方 程 相关系数 相关指数 样本数
枝 才 = 0 . 5 9 4 2 (刀 ,万 ) 。… 5 . 0 。 91 2 0… 0 。 7 50 3 9
叶 甲 = 0 。 02 43 3 (刀 I H ) 1 . … 7 0 。 96 7 5… 0 。 9 5 0 0 9
祖 甲 二 1 . i a 5 7 ( D , H ) o… ; . 0 。 8 70 5 . ’ . 0 。 8 1 6 2 9
3 4 9
对上述回归方程的检脸 , 目前在多数文献〔” 〕〔4〕〔 5〕〔的中延用的是将曲线回 归 化为直
线回归后 , 进行相关系数的显著性检验 , 认为相关系数越大 , 方程就越好 。 但从统计学
的观点来看这种检脸是不严格的 , 因为迄今为止对曲线回归还没有严格的检脸方法 。 尽
管我们通过各种方法可将曲线化为直线 , 但这毕竟是一种近似的方法 。 在相关系数经检
脸显著且较大的情况下 , 其对应的曲线回归方程与实测点的拟合程度不一定是最好的 ,
因为相关系数并不一定与相关指数 ( R ’ ) 呈正相关 ( (见表 3) , 所以我 们 用 相 关 指
数“ 〕 来度盈曲线回归方程与实侧值的拟合程度 , 其定义为 :
R
Z = 1 一 5 5润
S y y
在 ,
其中, 5 5润是曲线回归的剩余平方和 , S y y是因变量的离差平方和 。 显然 , o ( R ’ ( l 。
R
二值越大 , 表明曲线拟合程度越好多 反之亦然 。 表 2 和表 3 中的所谓最优回归 方 程就
是指其相关指数最大的方程 。
根据虎棒子附 《枝干勿 = 2 . 1 2 0 6 ( D ’ H ) ” ` ” `方程 , 依样方内灌木基径和高度求出其
枝干重 , 进而沽算出虎棒子枝干重的生物量为 2 . 28 吨 /公顷 ,类似地用 W (根千 ,) = 0 . 2 6 3 8
( D
’
H )
“ ’ 6 ’ “ 可估算出虎棒子叶干重为 0 . 82 吨 /公顷 。 用牙 (根干翻 = l . 7 7 3 9( 刀 Z H )
。 · 5“ ’ 估算出虎雄子根干重生物量为 1。 58 吨 /公项 。 土庄绣线菊枝 、 叶 、 根干重 生 物最
的估算方法与虎棒子相同 。 由于银露梅 、 美蔷蔽在样地内数量极少无法进行回归分析 ,
故用其枝 、 叶 、 根干重推算出单位面积干重生物量 , 草本层干重生物量与此类咸 。 最后
便可得到整个灌丛干重的总生物量 (表 4 ) 。
裹 4 虎该子泊丛千 , 的总生 . , (咤 /公颐 )
. . . . . . . . . . . . . . . .
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本 1苔草等 4 种 ) { } 0 。 14 } 艺 。 艺遏卫一一 一一匕一一一一竺竺 一 _一一一匕一垫竺生一匕一一一 _— -合 计百分数为植物各部分器官干重生物盆占该种植物干重生物量的比例 。. 3 5 0 .
, 夯
从表 4 我们可 以看到 , 灌木层各个种的地上部分的干重生物量要大于地下部分 , 这
可能是该群落受人为干扰较小 , 几乎处于完全自然状态的缘故 。 除虎棒子外其余三种推
木叶的于重生物量所占该种干重生物量 的比例非常接近 , 这是由于其叶子都 较 小 的 缘
故 , 而虎棒子叶于重全物量所占比例要比它们都大得多 , 这是由于其叶子较大 。 从群落
干重 的总生物的构成比例来看 , 虎棒子占绝对优努 , 土庄绣线菊次之 , 其余 种 类 则很
小 , 这与我们对群落的分析结果是相一致的 。 因此 , 生物量也可作为判断群落结构组成
的重要指标之一 。 草本层地下部分干重生物量大于地上部分这可能是由于多年生丛生草
本— 苔草在草本层占绝对优势的缘由 。
4 小 结
l) 虎棒子灌丛于重的总生物量在 6 月份为 6 . 24 5吨 /公顷 , 其中灌木层为 6 . 1 05 吨 /公
顷 , 草本层为 0 . 14 吨 /公顷 。
2) 判斯曲线回归 方程班 二 a( D ’ H ) ’ 与实测值的拟合程度应该用相关指数 ( R ’ ) ,
采用相关系数 ( : )仅能判断直线回归情况如何 , 不宜用 于判断曲线回归方程 。
参 考 文 献
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探
诀
3 5 1
ON SY NE CO LOG !CA L F EA T U RE S AN D B旧M A S S O F
O s t r y o P s is d a v id ia n a BU SH一W O O D !N Y UN D ING
M OUN TA IN
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SHANX I P R OV皿N C E
Sh a n g g u a n T i e l i a n g Z h a n g F e n g
( D e P a r t仍` ” t o f B`o忿o g y , S h a n 劣云 U ”云。 e r ; i t夕 )
Ab s t r a e t
I n t h i s p a p e r
, t h e b i o m a s s o f O s t r y o夕; 15 d a v i d i a n a b u s卜 w o o d i n Y u -
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亡e s t e d b了 e o r r e l a t i o n i n d e x , i n s t e a d o f e o r r e l a t i o n e o e f f i e i e n t w h i e h h a s
b e e n u n
s u i t a b l y
u s e d fo r t e s t i n g i n s im i l a r w o r k s
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K e y w o r d : O s t r y o p s i s d a v i d i a n a b u s h一 w o o d ; b i o m a s s ; e o r r e l a t i o n
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