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武当山湖北枫杨林的群落学研究



全 文 :第 28 卷第 2期 华中师范大学学报 (自然科学版 )
1 9 9 4年 6月 JO U R N A L O F C E N T R A L C H IN A N O R M A L U N IV E R S I T Y ( N a t . S e i . )
V o l
.
2 8 N
o
.
2
Ju n
.
1 9 9 4
武当山湖北枫杨林的群落学研究
陈浩峰
(生 物
殷荣华
系 )
摘 要 湖北枫杨群落中含维管束植物 “ 科 , 113 属 , 140 种 . 其中单种属占总属数的 76 . 1% . 植
物地理成分分析表明 ,该群落具有亚热带向温带的过渡性 ,群落外貌是由纸质 、 单叶 、 中型叶为主
的落叶阔叶高位芽植物决定的 . 湖北枫杨种群在群落中为群聚分布 .
关键词 植物生态学 ,群落学 ;湖北枫杨林
中图分类号 Q 9 4 s . 1 55
1 研究地概况
武当山位于湖北省丹江 口市境内 ,东经 1 1 1 0 5 2 ’ ,北纬 3 2 0 2 8’ , 面积约为 3 1 2 k m , 〔`〕 . 它发源
于秦岭 , 实为川鄂边界大巴山脉在长江北岸折而 向东继续延伸的部分 . 这里山峰耸立 ,谷深坡
陡 ,最高峰金顶海拔 1 6 13 m ,北面即为汉江河谷和丹江 口水库 .
从丹江 口市气象资料看〔 2 , ,武当山地区年均温为 1 5 . 8℃ ,最冷月均温 3 . 0 ℃ ,最热月均温
27
.
9 ℃ ,年降雨量为 85 0 . 5 m m ,无霜期为 25 0 . 6 天 ,年平均相对湿度为 71 % ,属亚热带季风气
候区 ,热量丰富 ,雨水充沛 ,并且雨热同季 ,为武 当山地区植被发育提供了良好的气候条件 .
湖北枫杨 (尸et or ca yr a huP he en is , )为胡桃科枫杨属植物 ,我国特有 ,主要分布于湖北西部 、
四川西部 、陕西南部 、 贵州北部 . 作者于 1 9 9 1 年两次到武当 山实地考察 了湖北枫杨群落 , 旨在
为该地区风景林的保护提供原始资料和科学依据 .
调查地内土层深厚 , 土壤为山地黄棕壤 ,呈近中性反应 , p H 约为 6 . 5 ;有机质含量丰富 , 10
c m 以内的土层 ,有机质含量高于 10 % ;群落地区枯枝落叶层较厚 , 由于高层林木郁闭度大 , 地
表潮湿 ,有机质分解缓慢 .
2 取样对象与研究方法
调查地点选在武当山南岩宫东南面 ,朝天宫之下的低洼沟谷地带 . 野外工作采用样方法 ,
共取 20 又 20 m , 样方 8 个 , 总计 3 2 0 m , . 下木层采用 4 x 4 m “ 样方 ;草本层采用 1又 1 m Z 样方
统计植物种类 ,根据样方统计结果 , 对群落区系组成 ,群落的地理成分 ,群落的外貌结构等作了
较详尽的分析 .
3
.
1
结果分析
群落的植物区系组成及地理成分分析
收稿 日期 : 1” -3 09 一 20 . 第一作者 :男 , 26 岁 ,硕士 . 现在中国科学院水生生物研究所工作 .
2 4 4 华中师范大学学报 (自然科学版 ) 第 28 卷
组成湖北枫杨群落的植物种类很丰富 ,根据在 8 个样地上的不完全统计 ,共计有维管值物
13 6 种 ,分属于 “ 科 , n 3 属 ,其中族类植物 7 科 10 属 10 种 , 裸子植物 2 科 2 属 2 种 ,被子植
物 5 9 科 1 0 1 属 1 2 4 种 . 含种数最多的科为菊科 ( C o m p o s i t a e ) s 种 、 豆科 ( L e g u m i n o s a e ) 6 种 、械
树科 ( A e e r a e e a e ) 6 种 、 樟科 ( L a u r a e e a e ) 6 种 . 有 3 0 科只含 1 种植物 , 占总科数的 4 5 . 5% , 1 1 3
属中有 86 属只含有 1种植物 , 占总属数的 76 . 1% .
湖北枫杨群落的植物 区系组成具有以下特点 : ( i) 植物种类丰富 ,其种数与福建三明瓦坑
的赤枝拷林 (3 1 0 m Z 面积上有维管束植物 1 39 种 ) 〔3 〕 、 贵州富公山秃杉林 (5 40 0 m Z 面积上有
高等植物 1 53 种 ) 〔幻相仿 , 比四川卧龙地区琪桐群落 (样地中含 1 15 种植物 ) 〔5 , 、湖北恩宣琪桐
群落 (4 20 m Z 面积上有种子植物 98 种 ) 〔 6,种类都为丰富 . ( 2) 属 一级很复杂 ,绝大多数属只
含 1 ~ 2 种植物 ,单种属的比例很大 .
在样方的 1 36 种植物中 ,参与构成乔木层的树种有 34 种 , 主要是胡桃科 、 壳斗科 、械树科 、
木兰科 、 榆树科 、蔷薇科及樟科的种类 ; 构成下木层的种类有 36 种 , 主要是豆科 、木通科 、樟科 、
桑科 、蔷薇科的一些种类 ;群落中草本植物种类繁多 , 样地 中共出现 58 种 , 以百合科 、菊科 、虎
耳草科 、尊麻科种类为多 , 间或有一些蔗类植物分布 ; 层外植物 8 种 , 以称猴桃科的称猴桃 、葡
萄科的爬山虎 、 夹竹桃科的络石最为常见 .
在样方中常见 的种子植物的 59 科中 , 属 于热带 、 亚热带分布的有 25 科 , 占总科数的
42
.
4 % ;温带分布的有 2 科 , 占总科数的 37 . 3 % ,世界分布的 12 科 ,占总科数的 20 . 35 % . 常
见种子植物的 103 属 中 ,温带分布类型占了明显优势 ,共有 62 属 , 占总数的 60 、 19 % ;热带 、亚
热带分布的有 32 属 , 占总数的 31 . 07 % ;世界分布的有 7 种 , 占 6 . 80 % ;中国特有属 2 个 , 占
1
.
94 %
. 从属的地理成分分析 ,群落植物的温带成分占较大优势 ,热带 、亚热带成分其次 , 也占
有一定 比例 . 在 15 种分布 区类型中〔? 〕 ,北温带分布类型所占比例最大 , 为 29 . 13 % ,其次为泛
热带分布类型和东亚分布类型 ,同为 15 . 53 % ,再次为东亚— 北美分布类型 ,为 8 . 74 % . 典型的北温带分布属如 :械属 ( A e e r ) 、 胡桃属 ( J u g l a n s ) 、 榆属 ( U lm u s ) 、 松属 ( P i n u s ) 、 枫香属 ( L i q -
u id a m b a r )
、 栋属 ( Q u e r e u s ) 、栗属 ( C a s t a n e a ) 、 棒属 ( C o r y l u s ) 、 漆树属 ( R h u s ) 、 荚迷属 ( V ib u r -
n u m )
、 杜鹃属 ( R h o d o d e n d r o n ) 、 夭南星 属 ( A r i s a e m a ) 等 . 常见 的泛 热带 分布 属 有朴 属
( C
e l t is )
、柿树属 ( D i o a p y r o s ) 、 山蚂蝗属 (D e s m o d i u m ) 、 榕属 ( F i e u s ) 、 乌柏属 ( S a p i u m ) 、卫矛属
( E u o n y m u s )
、 冷水花属 ( P i l e a ) 、 楼梯草属 ( E l a t o s t e m a ) 、 菠葵属 ( S m i l a x ) 、 山姜属 ( A lp i n i a ) 、木
防 己 属 等 ( C o e e u l u s ) ; 东 亚分布 属 有枫 杨属 ( p t e r o e v y a ) 、 化 香属 ( p l a t y e a r y a ) 、 木 通属
( A k e b i a )
、 积 料属 ( H o v e n i a ) 等 . 东 亚— 北 美 成 分 如 木 兰 属 ( M a g n o l i a ) 、 胡枝 子 属
( L e s p e d e z a )等和世界分布属如 鼠李属 ( R h a m n u s ) 、悬钩子属 ( R u b u s ) 、 飞蓬属 ( E r i g e r o n )等也
有一定 比例 ;中国特有分布仅有 山白树属 ( s i n o w i l s o n i a ) 、青钱柳属 ( C y e l o e a r y a ) 2 属 .
从上述分析可以看出 : 温带成分参与了群落主要优势种的构成 ,在群落各个层次起着很重
要的作用 . 由此可见 ,湖北枫杨群落不仅具有亚热带向温带的过渡性 ,而且这种过渡性很强烈
地偏向于温带性质 .
.3 2 湖北枫杨群落的外貌和结构
.3 .2 1 外貌 武当山湖北枫杨群落分层明显 ,建群层片基本上由湖北枫杨及壳斗科 、械树科 、
金缕梅科 、蔷薇科等大乔木构成 ,亚热带温性落叶阔叶林的外貌明显 ,现以生活型 、 叶型 、 叶级 、
叶质为指标对该群落外貌进行讨论 .
( l) 生活型 作者根据 R a u n ik ae r 的生活型系统编制了湖北枫杨群落的生活型谱 ,并与
第 2期 陈浩峰等 :武当 山湖北枫杨林的群落学研究 2 4 5
浙江乌岩岭亚热带常绿阔叶林 、秦岭北坡温带落叶阔叶林 〔幻 、 浙江午潮 山亚热带次生常绿落叶
阔叶混交林 〔的 、湖北宣恩琪桐群落 、 四川卧龙琪桐群落的生活型谱进行比较分析 (见表 1) .
表 1 湖北枫杨群落与几种植被生活型谱比较 ( % )
浙江乌岩岭亚热带常绿阔叶林
秦岭北坡温带落叶阔叶林
浙江午潮山亚热带次生常绿
落叶阔叶混交林
湖北宣恩琪桐群落
四川卧龙琪桐群落
8 4
.
1
5 2
.
0
0 1 2
.
5

2
.
8 0
.
6
3 8
.
0 3
.
7
3 2
.
6 8
2 3
.
1 5
7 4
.
4 1 3
.
5 2 7
.
9 6
6 3
.
4
4 8
.
0
0 6
.
4 1 5
.
0
0 2 0
.
0 2 2
.
0
1 5
.
2
1 0
.
0
1 6
.
3 6
1 2
.
4 0
通过生活型谱可以分析植物群落中植物与生境的关系 , 由表 1 可知 , 武当山湖北枫杨群落
以高位芽植物为主 ,但其比例并不是很显著 , 只有 5 5 . 2% , 远低于亚热带常绿阔叶林和亚热带
次生常绿落叶阔叶混交林 , 与温带落叶阔叶林相近 ,与四川卧龙琪桐群落亦相差不大 ,在高位
芽植物 中 ,常绿植物种类所占 比例不大 , 除黄山松 ( iP un : t ia w a en sn i : )外 ,都没有进入群落上
层 . 其次是地面芽植物 , 比例也较高 , 为 1 8 . 7 % , 这个比例低于典型的温带落叶阔叶林 ,高于典
型的亚热带常绿阔叶林 ,与四川卧龙的以琪桐为优势种的落叶 、 常绿阔叶混交林很接近 ;地下
芽植物和一年生植物也占有一定的比例 . 为 12 . 7%和 9 . 7 % ,这表明武当山地区气候夏季炎热
多雨 ,冬季具有一段较长的寒冷季节 ,并受干湿季明显的西南季风影响 . 参照谭景桑 、 班继德
等的研究 〔10) ,武 当山地区正处于北亚热带常绿 、 落叶阔叶混交林区域 , 生活型的分析也表明湖
北枫杨群落是由中亚热带常绿 、落叶阔叶混交林向温带落 叶林的过渡类型 .
(2 ) 叶的性质 湖北枫杨群落的植物以中型叶为主 , 占 49 . 6% ,与温带落叶阔叶林相似 .
其次为小型叶 , 占 37 . 4 % , 比例也很可观 ;大型叶与微型 叶均较少 , 都只占 6 . 5% ,该叶级谱与
亚热带常绿阔叶林区别较大 ,而与卧龙琪桐群落较为接近 (表 2) .
表 2 湖北枫群落与其他植被类型叶性质比较
叶级 (师 ) 叶质 (% ) 叶型植 被 大 中 小 微
武当山湖北枫杨群落
四川卧龙琪桐群落
浙江乌岩岭亚热
带常绿阔叶林
4 8
.
6 3 7
.
4 6
.
5
膜质
0
.
8
纸质
8 2
.
8
革质 厚革 单
相异
复 系数
1 5
.
5 0
.
8 7 8
.
9 2 1
.
1 0
8 6 8 2 0 4 2 8 2 1 0 6 7 4 2 6 2 7
.
5 2
4
.
8 4 1
.
1 5 2
.
1 2 0 4 2
.
9 4 0
.
2 1 6
.
8 8 4
.
6 1 5
.
4 5 3
.
3 2
浙江午潮山亚热带
常绿落叶阔叶混交林 4
.
8 2 0
.
6 6 0
.
3 1 4
.
2 1
.
6 5 2
.
4 3 8 7
.
9 8 2
.
5 1 7
.
5 5 4
.
2 3
需要指出的是 ,这里的计算是把复叶按其小叶计算叶面积 . 从生理学角度来计算叶级 ,能
2 4 6华中师范大学学报 ( 自然科学版 ) 第 28 卷
排除干挠因素 ,更确切地反映与环境的关系 .
群落植物 的叶质以纸质叶为主 , 占 82 . 9% , 革质叶只有 1 5 . 5% , 膜质叶与厚革质叶非常
少 ,这个 比例与卧龙琪桐群落非常相似 , 与其他植被类型则相差很大 ,再次体现了其过渡性 .
叶型以单叶为主 , 占 78 . 9% ,复叶种类较少 怪在武当山湖北枫杨群落的建层片中 , 具复
叶的植物却很重要 .
根据上述分析可知 ,武当山湖北枫杨群落夕下藐主要是宙纸质 、单叶 、 中型 叶为主的落叶阔
叶高位芽植物所决定的 , 复叶 、 小型叶亦有一定的比重 , 它反映的是北亚热带山地具有的过渡
性植被的外貌 .
3
.
2
.
2 结构 湖北枫杨群落分 层明显 ,可 区分出乔木层 、 下木层 、草本层和一定量的层外植
物 ,地被层不发达 .
( 1) 乔木层 乔木层盖度较大 ,据样地实际观测在 60 一 80 %范围内 ,组成种类较简单 ,据
8 个 40 0 m Z 样地统计 ,参与乔木层构成的树种有 34 种 ,一般每个具体样地内 4~ 12 种不等 . 湖
北枫杨群落的乔木层又可进一步划分为两个亚层 ,第一亚层林木 ,一般高 12 ~ 20 米 , 主要种类
有湖北枫杨 、 青钱柳 ( yC c z o e a即 a p a l’ u ur : ) 、 绢毛稠李 (p ur n u s s e ir c e a ) 、 枫香 ( L i q u id a m ba r fo r `
m o s a n a )
、 锥栗 ( C a s t a n e a h e n yr i ) 、 茅 栗 ( aC st a n a e a ) 、 白栋 ( Q u e cr u s fa 乙ir ) 、 夭师栗 ( A esc u l u s
w i z
s
on i i )
、 化 香 ( 尸 la yt c a yr a : t or 6 i za c e a ) 、 漆 树 ( 尺无u s o e o ic if 计 a ) 、 野 核 桃 ( uJ g l a n s
c a t h卿 e n s i s ) 、株木 (OC rn u s m a c r oP 勿 l a ) 、 君迁子 ( D io 5P , osr olt u s ) 、 尾叶樱 ( P ur n u s d iels ia n a )
等 . 第二个亚层既包含上层树种的幼树 , 还有武当木兰 (拟论g on l t’a sP er h ge 八 ) 、 血皮械 ( A~
g 汀 s e u m ) 、 建始械 (八c e二 人e n yr i ) 、 紫楠 (尸人o eb e s入e a er i i ) 、 粗框 ( c eP 入a lot a二 : : i n e n s is )等 . 在乔
木层 中 ,落叶阔叶大高位芽植物占绝对优势 , 间或有个别台湾松存在 , 因耐阴树种的遮荫作用 ,
生长不 良 ,不易更新 . 第二亚层中以落叶阔叶中高位芽植物为主 .
(2 ) 下木层 由于乔木层盖度很大 ,下木层不甚发达 , 一般情况下盖度为 15 一 50 拓 . 除了
上 层乔木的一些幼树 , 还包含 山胡椒 ( iL n de ar 解an ca ) 、 猫儿屎 ( eD ca i sn ea fa gr es “ ) 、 野珠蓝
( s t叻人a n a n以ar 认 i n e n s i: ) 、 悬钩子扭 u 乙u s pS . ) 、 绿叶甘僵 ( L i n d e ar . fl 飞 t
cosat
)
、 披针叶胡颓子
( E za e a g n u : l a n c e o za t a )
、鹰爪枫 (万。肠 o e u i a 。 o r i a e e a ) 、 冻绿扭入a m m u : u t i zis ) 、接骨木 (S a m 占u -
c u : w i l i a m s i i )等 .
( 3) 草本层 草本层较发达 , 总盖度 50 一 70 % , 主要种类有粗齿冷水花 (尸 i l e a fa sc i at a) 、
华抱茎萝 ( p o ly g o n u m a mP le x `c a u z e V a r s i n e n s e ) 、 绞股兰 ( yG 人o s t e m ma P e n t aP 勿 l u m ) 、 蔡芦
( v e r a t r u m n i盯 u m ) 、 花草乌头 ( A c o n i t u m s c aP o s u m ) 、 山姜 ( A IP i n ia j a P o n i c a ) 、 虎耳草 ( S a x -
乞介口 g a s t o l o m l’fe ar ) 、 三褶脉紫莞 ( A s t e r a g e ar t o i d e s ) 、上天梯 ( Q x a l i: g r if if t人11 )等 . 草本层以地
面 芽 植物 占优势 , 其 中族类植物亦 占一定 比例 , 如紫其科 ( o s m u n d a o ea e ) 、 金星旅科 ( T h e -
l y p t e r id a e e a e )
、蹄盖旅科 ( A t h y r i a e e a e ) 、 鳞毛族科 ( D r y o p t e r id a e e a e )的一些种类 , 其次是具根
茎 、鳞茎的地下芽植物及一年生植物 ,地上芽植物很少 .
( 4) 层外植物 层外植物在群落 中亦较常见 ,有中华称猴桃 ( A ct i in id a ` ih en sn i: ) 、牛尾菜
( S m i la x r ip a ir a )
、 爬山虎 ( P a r t h e n o c i s s u s t r sc u sP i d a t a ) 、 络石仃乍口 c人e l o sP e r m u m 匆 sm £n o i d e s ) 、
常 春 藤 (万 e d e r a n eP a ze n s i s ) 、 南 五 味 子 (尤a 击 u ar zon g eP e j u n c u la t a ) 、 冤 丝 子 ( uC s c u t a
hc in en is : )等 ,多为落叶藤本高位芽植物 ,亦有少量常绿藤本高位芽植物 .
3
.
3 群落中湖北枫杨的分布格局
湖北枫杨是群落中的建群种 ,它的分布格局极大地影响着群落的特性 ,并影响群落中其他
第 2期 陈浩峰等 :武当山湖北枫杨林的群落学研究 2 47
植物种类的分布情况 .
本文拟用 v /又 比值法测算湖北枫杨的分布格局 ,利用 尸io s on 分布的 v 与灭 的比可判
断种群分布类型 , 当 v / 灭 = 1 时为随机分布型 , v / 了 < 1
分布型〔13 .
计算结果如下 :
X 一 0 . 4 5
时为均匀分布型 , v / 又> 1 时为集聚
习 r (x ` 一 X )
n 一 1 = 1
.
5 1 V / X = 3
.
3 5 > 1
.
0
根据 t一检验判断显著性大小 :
}l 一 V / X I
2
~ 7
.
7 2 ; t
o
. 。 ,
( 1 9 ) = 2
.
8 6
N 一 l
t > ot
. 。 1 , 故与随机分布差异显著 , 样地内湖北枫杨成群聚分布 .
3
.
4 湖北枫杨群落的动态 、
从生长的动态看 ,湖北枫杨各建群种的龄级多处于繁殖盛期 , 年龄结构分配均匀 , 在自然
条件下更新良好 . 主要建群种湖北枫杨各个龄级的幼苗及幼树都存在 ,故可推断该群落将继续
保持稳定 ,并且湖北枫杨将继续占绝对优势 ,而喜光的常绿树种 , 如黄山松 、粗楹等 , 由于群落
中郁闭度大 , 这些阳性树种生长不 良 ,不能更新 ,将逐渐在群落中消失 .
4 基本结论
( 1) 武当山地处亚热带季风气候区 , 热量丰富 ,雨水充沛 , 土壤肥沃 ,为湖北枫杨群落的发
育提供了很好的气候土壤条件 .
( 2) 组成湖北枫杨群落的维管植物有 “ 科 、 1 13 属 、 140 种 . 地理成分分析说明以温带成
分为主 , 热带成分次之 . 群落外貌是由纸质 、 单叶 、 中型 叶为主的落叶阔叶高位芽植物所决定
的 , 具有亚热带向温带过渡的性质 .
( 3) 武当 山湖北枫杨群落分层 明显 , 可区分出乔木层 、 下木层 、草本层 ,群落中还有一些层
外植物 ,地被层不发达 .
(4 ) 群落中湖北枫杨种群为尹聚分布 ·
( 5 ) 自然状况下 ,湖北枫杨群落可继续保持稳定 .
参 考 文 献
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2 武汉中心气象台 . 湖北省气象资料 (铅印本 ) , 1 9 7 3
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A P H Y T O C O E N O L O G Y S T U D Y O F P T E R O C A R Y A
H U P E H E N S I S F O R E S T O N M O U N T A IN
W U D A N G IN H U B E I P R O V I N C E
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.
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t y i n M o u n t a i n W
u d a n g
.
T h e e o m m u n i t y
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f l o r i s t i e e o m p o s i
-
t i o n a n d p h y t o e o e n o l o g y a r e e x p o u n d e d d e t a i l e d l y
.
T h e f lo r i s t i e e o m P o s i t io n o f t h e
e o m m u n i t y i n 3 2 0 () m
Z a r e a o f 8 p lo t s e o n s i s t s o f 1 4 0 s p e e i e s
,
w h i e h b e l o n g t o 6 6
f a m i l i e s a n d 1 1 3 g e n e r a
,
T h e a n a ly s i s o f f l o r i s t i e g e o g r a p h i e a l e l e m e n t s o f g e n e r a
i n d i e a t e s t h a t t r o P i e a l
, s u b t r o p i e a l a n d t e m p e r a t e a r e i n h i g h P e r e e n t a g e a m o n g
w h i e h t h e t e m P e r a t e e l e m e n t s a r e d o m i n a n t
,
T h e d i s t r ib u t i o n o f t h e P o P u l a t i o n o f
P t e or c a 即 a h uP e h e n s i s i n t h e e o m m 夕n i t y 15 e o l l e e t i v e .
K e y w o r d s P l a n t e e o l o g y ; p t e r o e a r y a h u p e h e n s i s f o r e s t ; e o m m u n i t y