六盤(pán)山植被特征及其對(duì)水分條件的響應(yīng).pdf

1、恢復(fù)森林植被是西北地區(qū)改善生態(tài)環(huán)境、治理水土流失、涵養(yǎng)水源的重要手段，了解和掌握該地區(qū)森林植被組成、分布及其與水分的條件關(guān)系是合理恢復(fù)森林植被的基礎(chǔ)。本文根據(jù)六盤(pán)山2005年森林資源一類清查數(shù)據(jù)和在六盤(pán)山香水河小流域內(nèi)樣地尺度上為期2年的生長(zhǎng)與水文定位觀測(cè)數(shù)據(jù)，分析了六盤(pán)山典型植被的組成、空間分布、生長(zhǎng)及其與土壤水分的關(guān)系，得到如下主要結(jié)果：
　　1、六盤(pán)山森林植被的組成
　　六盤(pán)山森林覆蓋率在2005年已達(dá)到72.8％，其

2、中由遼東櫟（Quercus liaotungersis）、樺樹(shù)（Betula spp）、柳樹(shù)（Salix cathayana）和山楊（Populus davidiana）等組成的天然次生林面積占六盤(pán)山森林總面積的68.7%，人工林僅占31.3%，主要為華北落葉松（Larix principris-upprechtii）人工林。根據(jù)各樹(shù)種在六盤(pán)山的多度、頻度及優(yōu)勢(shì)度計(jì)算出的重要值順序是：柳樹(shù)（54）＞遼東櫟（44.6）＞樺樹(shù)（44.3）＞

3、華北落葉松（41.5）＞山楊（36.1）。
　　2、主要森林類型在六盤(pán)山的分布
　　1）遼東櫟林作為六盤(pán)山的頂級(jí)群落類型，它分布在海拔1840～2420m的陰坡、半陰坡和半陽(yáng)坡，山坡較陡，其中96.4%的遼東櫟林分布在坡度大于15°的山坡上。林下土壤較厚，均大于30cm，其中有21.4%的遼東櫟林下的土壤大于60cm，但腐殖質(zhì)層較薄，有75%的遼東櫟林下的腐殖質(zhì)層小于10cm。林下枯落物較少，其中64.3%的遼東櫟林枯落物厚

4、度小于5cm。
　　2）樺樹(shù)林分布在海拔1780～2840m之間，但84.1%的樺樹(shù)林分布在海拔2300米以上較陡的山坡（坡度>15°）上，甚至有10.5%的樺樹(shù)林分布在坡度大于45°的山坡上。樺樹(shù)林在各個(gè)坡向都有分布，但主要分布在半陰坡（47.4%）和半陽(yáng)坡(21.1%)。樺樹(shù)林下土壤厚度不等，有10.5%的樺樹(shù)林下土壤厚度小于30cm，還有42.1%的樺樹(shù)林下土壤厚度大于60cm。
　　3）柳樹(shù)林分布在海拔2340～26

5、90m的半陰坡和半陽(yáng)坡，柳樹(shù)林分布的坡度相對(duì)較緩，其中有86.6%的柳樹(shù)林分布在坡度大于15°的山坡上，還有少部分分布在緩坡和谷底。柳樹(shù)林下土壤較厚，其中66.7%的柳樹(shù)林下土壤厚度為30～60cm，有33.3%的柳樹(shù)林下土壤厚度大于60cm。
　　4）山楊林分布在海拔1790～2470m的半陰坡（41.7%）、陽(yáng)坡（33.3%）和半陽(yáng)坡（25%），是在陽(yáng)坡分布最多的天然次生林，山楊林主要分布在坡度大于15°的山坡的下部（50%）

6、，在分布高度和坡向上與遼東櫟林有較多的重疊。
　　5）華北落葉松人工林分布在海拔1740～2700m，在各個(gè)坡向均有分布，其中以半陰坡(41.3%)為主，半陽(yáng)坡（21.7%）、陽(yáng)坡（21.7%）、陰坡(10.9%)和平地（4.3%）亦有一定的分布，華北落葉松林下土壤較厚，有60.9%的華北落葉松林下的土層厚度為30～60cm，有34.8%的華北落葉松林下的土壤厚度大于60cm。
　　3、主要森林類型的結(jié)構(gòu)特征
　　1）

7、遼東櫟林現(xiàn)有的遼東櫟林多為幼齡林，平均林齡30年，林分密度較大，平均1204株/hm2，樹(shù)木平均高度7.8m，平均胸徑12.4cm，胸徑5-10cm的遼東櫟株樹(shù)占50％以上，平均木材蓄積量?jī)H為39.9 m3/hm2。隨著海拔高度增加、坡位從坡上到坡下部，坡向從半陰坡到半陽(yáng)坡，林分密度增大、平均樹(shù)高和胸徑增加，這主要是因?yàn)檠卮颂荻攘铸g在增加。而且隨著年齡增加，遼東櫟林的平均胸徑以0.8cm/年的速度增大，作為主要先鋒伴生樹(shù)種的山楊在林內(nèi)的

8、比重則下降，說(shuō)明六盤(pán)山區(qū)的現(xiàn)有遼東櫟林正處于正向演替階段，更趨穩(wěn)定。
　　2）樺樹(shù)林主要由紅樺（Betula albo-sinensis）、白樺（Betula platyphlla）、糙皮樺（Betula utilis）等樹(shù)種組成，在25%的樺樹(shù)林中樺樹(shù)比率超過(guò)90%，林內(nèi)常混有柳樹(shù)、山楊和其他雜木。林分平均密度為756株/hm2，平均胸徑為12.2cm，胸徑隨海拔升高沒(méi)有明顯變化，平均樹(shù)高10.0m，并且隨海拔升高而減小。樺樹(shù)林

9、的郁閉度為0.1-0.9不等，平均為0.5，因此林下灌木層和草本等比較發(fā)育，其中84.2%的樺樹(shù)林下灌木層蓋度大于25%，73.7%的樺樹(shù)林下草本等蓋度大于25%。
　　3）柳樹(shù)林柳樹(shù)是柳樹(shù)林的主要建群種，在71.4%的柳樹(shù)林中其比率超過(guò)60%，并伴生有樺樹(shù)、華山松等。林分平均密度1093株/hm2，平均胸徑為10.2cm，胸徑和樹(shù)高隨海拔升高而下降。林下灌木層和草本層不發(fā)育，其蓋度大于50%的樣地都僅占6.7%。
　　4）

10、山楊林是植被退化后恢復(fù)的先鋒群落，山楊是其建群種，在70%的山楊林中其比率超過(guò)40%，并混生有樺樹(shù)、遼東櫟、少脈椴、華山松、柳樹(shù)等。林分密度變化于105-1695株/hm2，平均為900株/hm2，其中有30%的山楊林密度低于600株/hm2，林冠郁閉度較小，其中80%的山楊林的郁閉度小于0.5%。平均胸徑為11.1cm，平均樹(shù)高為9.1m，且胸徑和樹(shù)高隨海拔升高而減小。林下灌木層較發(fā)育，其中灌木層蓋度超過(guò)50%的山楊林占一半，但林下草

11、本層不發(fā)育，有一半的山楊林下草本層蓋度小于25%。山楊林下更新苗較少，僅在個(gè)別樣地中出現(xiàn)一些高度小于30cm的遼東櫟和椴樹(shù)幼苗。
　　5）華北落葉松人工林為近年人工栽植的華北落葉松純林，林齡較小，為2-33年不等，其中35%的華北落葉松林林齡小于10年，林齡大于20年的僅占13%。林分密度較大，但由于林齡小，因此林內(nèi)胸徑大于5cm的樹(shù)木較少，因此華北落葉松林胸徑大于5cm的樹(shù)木的平均密度僅為627株/hm2，平均胸徑9.9cm。由

12、于林分密度大，林下灌木層和草本層均蓋度較低，林下樹(shù)木更新也差，幾乎沒(méi)有更新幼苗。
　　4、典型植物生長(zhǎng)與土壤水分的關(guān)系
　　1）華北落葉松華北落葉松側(cè)枝生長(zhǎng)具有明顯的季節(jié)性，其中5月中旬至7月初為快速生長(zhǎng)期，平均日生長(zhǎng)速率為0.11cm/天，7月中旬生長(zhǎng)減慢并逐步停止。生長(zhǎng)速率還受土壤含水率的影響，表現(xiàn)為土壤含水率高，生長(zhǎng)速率快，生長(zhǎng)季累積生長(zhǎng)量大，如生長(zhǎng)季平均土壤含水量最高的上坡位，含水量為23.2%，側(cè)枝生長(zhǎng)季累積生長(zhǎng)長(zhǎng)

13、度為8.8cm，而生長(zhǎng)季平均含水量為20.3%的中坡位，側(cè)枝生長(zhǎng)季累積生長(zhǎng)長(zhǎng)度為4.7cm。
　　通常認(rèn)為水分和光照條件影響生長(zhǎng)，但林分密度降低，水和光的競(jìng)爭(zhēng)減弱，生長(zhǎng)速率會(huì)增加，然而，本研究發(fā)現(xiàn)間伐后第一年華北落葉松的側(cè)枝生長(zhǎng)和間伐后的林分密度大小沒(méi)有直接關(guān)系，而是與間伐前的密度呈正相關(guān)關(guān)系，即間伐前密度大，側(cè)枝生長(zhǎng)慢；間伐前密度小，側(cè)枝生長(zhǎng)快。
　　2）灌木：枝條生長(zhǎng)主要集中在5月上旬至7月中旬，但生長(zhǎng)速率與灌叢結(jié)構(gòu)有關(guān)

14、，混植了28%的華北落葉松的灌叢（2號(hào)樣地）中華北落葉松樹(shù)木枝條生長(zhǎng)速度明顯大于混植了2%的華北落葉松的灌叢（1號(hào)樣地）中華北落葉松的枝條的生長(zhǎng)速率?？焖偕L(zhǎng)也消耗了較多的水分，在6月中旬以前2號(hào)樣地的土壤含水量明顯高于1號(hào)樣地的含水量，但之后又漸漸較1號(hào)樣地低。
　　3）陽(yáng)坡草地：陽(yáng)坡草地植物快速生長(zhǎng)主要集中在5月初至7月中下旬的時(shí)間段內(nèi)，之后生長(zhǎng)逐步減緩并停止。對(duì)比上、中、下坡位樣地內(nèi)草本植物生長(zhǎng)高度及其蓋度，發(fā)現(xiàn)坡中位樣地植

15、物生長(zhǎng)高度及蓋度都最高，而坡下樣地雖然植物生長(zhǎng)高度較低，但蓋度較高。分析原因這可能與不同坡位樣地間的土壤水分差異有關(guān)，其中中坡位樣地的土壤含水率相對(duì)較高而且穩(wěn)定，這有利于植物的生長(zhǎng)，而下坡位樣地的土壤含水率雖然穩(wěn)定但較低，不利于植物生長(zhǎng)，上坡位的土壤樣地水分波動(dòng)過(guò)大，不能給植物生長(zhǎng)穩(wěn)定供水也不利于植物生長(zhǎng)。
　　供水量和供水的時(shí)間分配影響植物生長(zhǎng)速率。在生長(zhǎng)季前期（5月28日）土壤水分較低時(shí)，澆水量越多，植物生長(zhǎng)越快，如每次澆水量

16、為5mm/10天、10mm/10天和15mm/10天，生長(zhǎng)速率分別為0.24cm，0.25和0.34。在澆水量相同，時(shí)間分配不同時(shí)，以多次少量澆水對(duì)生長(zhǎng)期早期的植物生長(zhǎng)最有利，如10mm/5天的澆水方式下植物生長(zhǎng)速率為0.4cm，而20mm/10天和30mm/15天澆水方式下的植物生長(zhǎng)速率分別為0.26cm、0.24cm，而生長(zhǎng)季后期則以20mm/10天的澆水方式下的植物生長(zhǎng)最快。
　　4）陰坡草地：位于華北落葉松林下，其中的植物