全 文 ： 兽一 。
第 19卷第 4期
1 999年 7月
生 态 学 报
ACTA ECoLOGICA SINICA
VoI 19．No．4
July．1 999
大青沟植物群落稳定性研究
郑 元润
5 7，
百 磊 植物研究所植被数量生态学开放研究实验室，北京 100093)
摘要：大青淘森林植物群落是经过长期环境变迁后残留下来的森林群落粪 型，具有适应环境的特殊机制 运用群落演替
与相关分析相结台的方法分析了群落的稳定性 在大青沟地区．以水 曲柳为主的群落在长期的 自然演替过程中已达到与
生境条件相互适应的动态平衡过程 ．它仅仅是一种小生境蕞件作用下的隐域性稳定植被系统 蒙古栎为主的群落在当
地址于稳定状态．并与当地 的大气候蕞件相适应 其它群落类型则址于相对不稳定的状态中
美蕾词 ：植物群落 ；稳定性；大青沟
Stability 0f Daqinggou forest cmmunities
ZHNEG Yuan—Run (Labora~rx。，幽 删 Ⅱ Veget4Lion Ecotogy，hstitute。，B。td" ，Academia Sinica，BeQi g
100093．C d)
Abetract：Daqinggou forest plant community is a special type which endures long term environment changes
and has a typical mechanism to adapt the environment．Based on the succession mcdeI and correlation anal—
ysis the stability of community is the studied．The which Fraxinus mandshuri n 1s dominant
are adaptable to micro—environment in the long term environmental and climatic changes，and they are sta
hie at equilibrium states The communities which Quercus ra~ongolica is dominant are adapted to the envi
ronment in a large scale and exhibit characters of a stable community．The others communities are not sta
hie
Key words：plant community；stability~Daqinggou
文章蕾号 ：1000-0933(1999)04—0578—03 中囝分类号 ：Q145 ．2 文献标识码 ：A
建国以来，以森林对沙地环境强大改造功能为依据营造的相当数量的防风固抄林，由于缺乏稳定性的
研究 ，出现 了不稳定的现象 ，严重者正趋衰败 ]，防风 固沙的效益难 以持续 ，因此 ，从根本上揭示沙地森林
生态系统稳定性的规律 ，进而提出营造沙地生态系统的科学对策 ，对于我国正在兴起的大规模防沙治抄工
程及现有防风固沙林的经营都是十分必要的 。
1 调查区自然环境概况
大青沟森林植物群落分布于内蒙古科尔沁沙地 ．地理位置为东经 122。13 ～122 15。，北纬 42。45 ～42
48 。保护医内有大小两条深沟 ，大青沟长 20km+淘深 40~50m，沟宽平均 250m，沟坡平均 36。。小青沟长
10km，沟深 5O～70m，沟宽平均 200~300m，坡度平均 28。 两沟汇合后流入御河。水面宽 2～4m，水深不超
过 lm。海拔高度淘上 225~253m，沟下 173～200m(海拔最低)。沟外沙丘一般高度在 lOm 以下 。大青沟森
林植物群落具有明显改善沙地局地小气候的特殊作用 。
大青沟周围地 区属东北温带半湿润气候区向内蒙古温带半干旱气候区过渡的地带 。年降水量 500mm
左右 ，主要集中在 6～8三十月 ，约占全年降水量总量 的 70 以上 沟内年平均相对湿度 比淘外大 20 ～
25 。降水年变率也较大。热力资源丰富，日照时数>28ooh，年总辐射13ox 4．186～14o×4．186KJ／cm ·
a。晟高气温 29℃+晟低气温 30C。年平均气温 6℃左右。日平均气温>1O℃的年积温在 3200~以上，无霜
期 150d。
基盘项目；国家自然科学基金资助项 目(编号：39770148)
收辅日朔 t1997—01—01；悻订日掘 ：1999 01—2O
、
维普资讯 http://www.cqvip.com
4期 郊元润 ：大青沟植物群落稳定性 研究 579
2 研究方法
2．1 野外调查 在各类型群落的每个样地 内找出主要优势树种进入主林层和主要伴生树种进入相应最
高层次的植株+将林冠大小的投影用小绳圈出其范围，两槭冠联接处间隙小于 10m +则平分归入其相邻林
冠．大于 l 就作为林间空地处理 记录调查林木种名、胸径 、树高 。用生长锥钻取不同种、不同径级 的样
木 ．计算树木年龄。接逐个林冠投影范围记录 下层术(dbh>7．6cm)、抽树 (dbh2．j～7．5cm)、幼苗(dbh<
2．5cm)种名、高度 、胸径 。
2 2 稳定性研究方法 车研究建立在马尔柯夫群落演替研究的基础上．采用阳古熙先 生提 出的方法 确
定转移概率 ．PO=种 t林冠下种 断面积之和／种 i林冠下全部种断面积之和 。对于线性演替 ．转移概率确
定以后 ．需求出马尔柯夫链的 不动 点向量 ，即平衡时的物种组成比例。
对于正则马尔柯夫链的转移矩阵 P有如下性 质：① ∞时 ．n 趋向于随机矩阵 "；@ 矩阵的每一行
向量都相同m 称为 P矩阵的不动点 向量 ；③对于任何随机向量 x．x ·P 一 。
上述三条性质适台于植橱群落的研究 ，在没有太大干扰的情况下群落都会向稳定的顶极群落发展。采
用群落演替研究预测结果，将平衡时各种群所 占比倒与现状各种群所占比倒作相关分析
以自由度 dr= 一2查相关系数检验表 ．如果大于临价值 ．可认 为现状群落分布状态接近于稳定时群
落数量分布状态 ．则群落是豫定的；如果 r小于临价值．群落正处于演替过程的不豫定状态中。
3 结果
3．1 大青淘植物群落稳定性分析 从表 1可见，群落 l、2、7平衡时槭种组成比例与现状树种组成比列非
常接近 t相关显著 ．表 明群落处于稳定状态 ：在大青掏地区 ．水曲梆(Fraxinus mandshurica)为主的群落在
长期的自然演替过程 中已达到与生境条件相互适应 的动态平衡过程 但大青沟地区处于科尔沁沙地，大气
候条件较为干燥，属于草原或森林草原地带，不适于水曲柳这类喜湿植物的生存。因此本地的水曲柳群落
只是与小生境条件相适应 的一种水分或土壤顶极群落 ．因而应将水曲柳群落看作一种小生境条件作用下
的隐域性植被系统。从动态角度来看，它 目前处于稳定状态。但作为_一种隐域性植被 ，一旦小生境消失，群
落也将不复存在。因此对水曲柳群落的小生境条件应加以保护
以蒙古栎(Quercus mongolicus)为主的群落 t其分布地段的小生境条件基本上与当地的大气候条件相
适应 ，经过长期的 自然选择稳定地生存下来 ，说明巳对 当地的气候条件形成了某种适应机制 。
其它类型的群落稳定时树种组成比例与现状组成比例作相关分析，除铁扦蒿(Artemisia sacrorum)+
羊 草(Lcymus chinensis)山里虹 (Crataegus pinnatifida)一大果榆(Ulmus macracarpa)群落外 ，相关均不显
著 ，表 明群落处于不稳定状态。铁杆蒿+苹草一山里红一大果榆群落相关显著结果是由于线性相关系数 的自
身缺陷造成的，二者差异较大，仍属于不稳定的群落类型
3．2 大青沟植物群落稳定性的植被盖度证据 从描述 30a前群落状况的文献中 分离出盖度值，将文献
中列出的水曲柳群落、蒙古栎群落、大果榆群落每个种在不同样地的盖度值隶平均值与调查盖度值作相关
分析，其中主要以乔、灌木种为主，包括群落中部分有重要作用的草本植物。结果表明：水曲柳群落、蒙古栎
群落、大果榆群落 30a前后变化的相关系数分别为 0．7672、0．7692、0．7520，达到显著水平，30a前后 3类植
物群落盖度基本一致 。蒙古栎与水曲柳群落的结果与前面演替结果分析一致，大果榆的分析结果则与前面
相反，这主要是 由于盖度分析仅仅是群落稳定性分析的一个佐证，结果仍应 以演替综合分析为主。
从相关系数的结果来看，蒙古栎群落的相关系数最大，水 曲柳次之 ，大果榆群落的相关系数最小。蒙古
栎群落其结构特征及组成物种适应 中生偏干的生境 +因此能够在干旱、半干旱地 区稳定存在，变化幅度 较
小 ；而球曲柳群落分布于沟底潮湿 的生境 ．淘底生境又处于相对稳定的状态。因此，水曲柳群落的盖度特征
变化也较小}而大果榆群落则稳定性较差，如果生境条件改善到一定程度，大果榆群落有可能被蒙古栎群
落取代，面在生境较差的地段，则又可能被山杏取代，因此，大果榆群落在动态上处于相对不稳定的状态。
维普资讯 http://www.cqvip.com
580 生 态 学 报 l9卷
现状 ereseut
2 树种 Trees
平衡 Balance
现 状 pres@nt
3 树种 Trees
平衡 Balance
现 状 Pres@Rt
4 树种 Trees
平衡 l~lance
现状 present
s 树种 Trees
平衡 Balance
状 P nc
6 树种 Trees
平衡 Balance
现状 present
7 树种 Trees
平衡 Balance
现状 Present
8 树种 Trees
平崔 Balance
现状 Presem
9 树种 Trees
平衡 Balance
现状 present
10 树种 Trees
平衡 Balance
现状 Present
11 树种 Trees
平衡 Balance
现状 Pl~ ent
12 树种 Trees
平衡 Balance
现状 Present
色未槭
0．0798
0．1091
O 2841
橱 李
0 0002
0．0227
春榆
0 3126
0．-1079
Sla e
dO．01 稳 定 ·
Stabte
>0．05 不稳定
Unstab]e
>0．05 不稳定
Unstab]e
>0．05 不稳 定
Unstab1e
>O．05 不稳定
Unstab]e
<0．05 稳 定
Stabie
>0．05 不稳定
Unstabk
> 0．05 不稳 定
Unstable
>0．05 不稳定
Unstab]e
<0．08 不稳定
Unstable
>0．05 不稳 定
莲 Note：l Ltm／cfra~ ackii—Fraxln~ ~ ndsharica community．2 Saaicula chinem i~+Gtyone 0m—Acamhopa~ z
se~ilit2oru#一Fraxiaus mandshur~a community，3 Carex spp．一Lon~era japonica—F maadsh~ ca+L 删 japonic口
commumty·4 C㈣ spp —Lonic~a maackii~rlmus 妇 + & ， community．5 工州 chi i5+ Car．x
spp--l~raicera m acMi Utmus ponica+ Fra：clnus mandshurica co mmunity。6 c spp —k de#：a ~color
- Quercu-
m~golicus+Acermono commuruty·7 Care~spp·+Artemisiam㈣ m—Crataeg~ nm t~da+Lespedeza bi*olor—Qua-
fH mong~licus communty，8 Carex spp-一Crataeg~ pinnoMfidadJtmus m口 wⅡr commLlaity．9 Carex spp—Armenia一
阳 #ib~ricaqdtmus rpa community·10 Arttmisia m—Ltsptdeza址 d U l 【7“日坤 d+ Q 枷
fⅣ communay·1l Artemisia一 卅+Leymus f 删 一Crataegus plnnoMf~da．fJlmus macro~arpa commumty．12
Carex spp +c}d咖 g洲 squarrosa—Crataegus plnna21fida~Ulmus arpa community
参考文献
[1] 曹新孙 ．农田防护林学 ．北京：中国林业出版杜 ．1983．
[2] 阳含熙．等 ．长白山阏叶红松林马氏链模型 ．生态学报．1988．8(3) 211~219．
[3] 曹新孙·等 ．内蒙古大青沟残遗軎韩植物群幕 与酉辽河流域造林问题 的初步探讨 ．植物生态学与地植物学丛刊
l081．6 ：185～ 206．
m 蛳 晰
9 6 8 9 9 尉 ¨ ㈨ ㈨ ㈣
啦榆 曲 姑梆 ∞柳 ” 拈萝 加 虬精 精 曲榆 "槭 槭
站 柳 u 萝 舶 萝 “n柳 荫 拈诫 拈 站诫 鳢 时诫 鲫 吣摘 虬 竹榆 蛆 蚰槭 ” 红 糟
梆 弘 弘榆 毗 ”柳 ∞ ∞榆 弛 "栎 栎 “ 盯栎 栎 鲫 鹳栎 船 ：搴摘 黔 摘 n ”
春
溜麓 筹 麓 鞠 ㈣
维普资讯 http://www.cqvip.com