妙峰山林场林分结构特征
2008-12-22 19:41阅读：
摘
要：妙峰山林场经过了长期的人工经营和自然改变，现在林分物理的上下分层结构和生态结构都较为复杂，生态功能良好，具有较高的抗逆行和稳定性。作为人工林，其重要值分析表现为人工栽植树种较高，但其他树种也占相当比例。在空间格局上，地下草本作物一表现出近自然的分布特点。
关键词：妙峰山；林分结构；重要值；空间格局
一、序言
2006年6月7日到9日，我们在北京西郊妙峰山地区进行了为期三天的生态学实习。妙峰山地区由于其生态特征的显著性及我校的特色，被我校开辟为生态实习基地，每年接待近百个班级的学生前往实习，很多研究生和老师也在此做了很多课题研究，特别是林学、生态学、土壤学等方面。本次我们就是进行基础课程《生态学》的实习，其目的在于：
1、了解妙峰山地区的植被分布类型，识别当地的常见植物；
2、运用所学课程知识，调查妙峰山林场的林分结构特征、植被生态多样性、空间分布格局、群落基本特征；
3、学会对大量统计数据的进行处理和分析的方法，通过较为艰苦的实习锻炼自己吃苦耐劳的品质和科学精神。
经过三天的野外实地考察，我们顺利地完成了计划的任务，取得了大量的第一手资料和数据，为结构特征和生态多样性的分析提供了科学支持。利用取得的数据，我组成员分别选择了一个小课题进行研究，下面我将对林场内的林分结构特征作一简单分析。
二、妙峰山林场自然概况
1、地理位置：
北京林业大学妙峰山教学试验林场位于北京市西北郊太行山脉北部，燕山山脉东端，地理坐标为东经116
28'，北纬39°54'，距北京市区约30公里。横跨海淀和门头沟两个区。总面积12176亩，划分为6个经营区。东界与北安河、南安河和周家巷相壤，西边与妙峰山乡的涧沟村、南樱桃沟相邻，南到北安河乡的大宫村、北以去妙峰山的香道为界。
2、气候概况：
林场位置属于温带落叶林带的山地栎林和油松林带，代表华北大陆性季风气候。春季干旱多风，夏季炎热多雨，冬季干燥寒冷。年平均气温12.2℃，最高气温39.7͍
1;，最低气温19.6℃，降雨量近700毫米，多集中在7-8月份。
3、土壤特征：
由于林场地形地势变化比较复杂，相对高差较大，基岩及由其所形成的成土母质以及坡向、坡度、局部地形的变化，而且在不同时期受到不同程度人类经济活动的影响，因此所形成的土壤也比较复杂。林场范围内平均土层厚约19厘米，最小5厘米（除去岩石裸露之地），最高厚度近2米。主要基岩在三百米以下为花岗岩，三百到七百米为辉绿岩，七百米以上为砾岩。
根据土壤的形态特征将林场范围内的土壤划分为褐土型耕作土、淋溶褐土、暗淋溶褐土三种。
（1）褐土型耕作土：即正在耕作的梯田或开垦及荒滩田地。所占面积最少，4.1%，大多分布在前山海拔100-300米之间比较平坦的向阳坡和阴坡，少数分布在海拔850米的萝芭地。其特点是土层厚，无腐殖质层，植物覆盖度小。
（2）淋溶褐土：A1层（腐殖质层）为褐色，其厚度小于30厘米；或其他褐色（如棕褐、灰褐），其厚度大于30厘米。淋溶褐土所占面积最大，占总面积的77.8%,分布在海拔150-1150米之间的各个坡向。
（3）暗淋溶褐土：A1层为暗褐色，其厚度大于15厘米，或A1层为褐色，其厚度大于30厘米。所占面积为总面积的18。1%，大多分布在海拔550-1500米之间的半阴坡、阴坡和阳坡。
4、植被特征：
妙峰山植被丰富，生长良好，种类非常多。林场林地内植被成层性良好，形成了明显的“乔－灌－草”分层，优势种突出，生态特征明显。林场地表植被随海拔、水分、土壤状况等的不同而呈不同的分布。
褐土型耕作土上灌丛植被有：白草（Pennisetum flaccidum）、黄背草（Themeda
japonica）、荆条（Vitex negundo L.var.heterophylla）、小叶鼠李（Rhamnus
Parifolia Bge）、胡枝子（Lespedeza bicolor Turcz）、酸枣（Ziziphus jujube var.
Spinosa）等，植被覆盖率为75%。
淋溶褐土上灌丛植被有：羊胡子草（Carex sp）、野古草（Arundinella hirta
Tanaka）、胡枝子（Lespedeza bicolor Turcz）、三裂绣线菊（Spiraea trilobata
L.）、溲疏（Deutziaseabra Thunb）等，覆盖率为98%。
暗淋溶褐土上灌丛植被有：羊胡子草（Carex sp）、三裂绣线菊（Spiraea trilobata
L.）、蚂蚱腿子（Myripnois dioica Bungb）、溲疏（Deutziaseabra
Thunb）、六道木（Abeliabiflora Turcz）等，覆盖率为95%。
三、调查研究方法
1、调查方法
（1）森林植物识别：上山实习沿途中认识植物，对不认识的采集标本，查阅检索表及北京植物志，观察掌握本地区植物的主要特征。
（2）群落最小面积调查：从1m×1m的最小样方面积开始，调查样地内的植物种类，按原样地的面积的倍数逐级扩大，直至没有发现新的物种为止，最后所得面积即为群落的最小面积。
（3）林木特征调查：本调查所用的方法为林木点四分法，它是林木调查的无样地调查方法。实际操作为，在所要调查的林分中，用测绳开设几条线，在线上每隔5米或10米机械布点。在每个点上划分为四个象限，在每个象限中找距点最近的一棵树，记录树种的名称，测定点树距离、胸径、树高，共计测定20-30个点。
（4）林下植物调查：样方法，用测绳在群落中设置若干条平行线，在线上间隔3-5米等距设置25个样方，调查灌木样方面积2米×2米，草本样方面积1米×1米。记载每种植物的名称、株数、平均高度、生长状况、分布状况等。
（5）森林小环境测定：分别在林内、林缘和林外用照度计进行观测。在林内每隔3-5米机械布点20个，在每个点上分四个方向测定照度值。在林内每隔3-5米机械布点100个，记载郁闭的点数。
2、数据处理及计算方法
本过程中运用了Microsoft Excel 软件，完成了所有原始记录数据的统计和计算。
（1）群落最小面积调查：依照上述调查方法，填写《表16
群落最小面积调查表》，计算出累计新物种数和累计面积，绘制两者关系曲线图。
（2）林木特征调查：依照上述调查方法，填写《表7 点—四分法调查记录表》及《表8
点—四分法调查的群落特征简表》，根据以下公式计算密度、频度等数值：
（3）林下植物调查：填写《表9》、《表10》，根据以下公式进行重要值计算填入《表11》、《表12》中，及多样性、空间分布格局计算和生活型谱调查统计，完成《表13》至《表17》：
1)
2)样方面积和=4×25=100
（4）森林小环境测定：根据记录，计算林分相对照度、透光度及郁闭度。
四、林分结构特征结果分析
1.树种重要值分析：
重要值是在研究森林群落中表征某个物种在群落中的地位和作用的综合的指标，具有简单而又明确的性质。
从图上可以看出，在油松林地群落中，油松处于最终要的位置，为群落当中的优势种。同时在栓皮栎林中，栓皮栎的重要值几乎达到100（不计小灌木和草本植物）。林场为人工林，由此也可以看出人为因素对林地树种组成的决定性影响。但同时，原来的单纯人工林，现在已有超过3成的树种为其他树种，另外，地上灌木和草本植物也相当丰富。
调查的一片林地的各树种的重要值之和应当为100，在数据整理当中，我们也运用此原理对初次的计算结果进行了检验。
2.种群空间格局分析：
为了调查某一种群的分布状况，我们分别统计了植物在每个样方中的数目，记入《表15》，并用以下公式计算，最后得出每个植物种的分布格局。
1）平均株数
2）方差
3）方差均值比
当 时种群服从随机分布；当 时为均匀分布；当 时为聚集分布。
植 物
|
平均株数
|
方 差
|
方差均值比
|
分布格局
|
荩草
|
19.1
|
406.0279
|
21.25801
|
聚集分布
|
茜草
|
0.1
|
0.2
|
2
|
聚集分布
|
多花胡枝子
|
0.2
|
0.273684
|
1.36842
|
随机分布
|
野海茄
|
0.4
|
3.2
|
8
|
聚集分布
|
麦冬
|
0.75
|
5.986842
|
7.982456
|
聚集分布
|
兔儿伞
|
0.1
|
0.2
|
2
|
聚集分布
|
铁杆蒿
|
0.15
|
0.45
|
3
|
聚集分布
|
祁州漏芦
|
0.05
|
0.05
|
1
|
随机分布
|
C1=0.3511
C2=1.6489
|
草本植物由于其繁殖方式是以母株为中心向外扩散，因而具有聚集分布的特点，但多花胡枝子和祁州漏芦已表现出随机分布的特点，符合自然条件下的种群的分布规律，由此表明了本地已经恢复了自然的生长和繁殖情况，说明生态功能也比较强。
五、结论与建议
1、结论：
妙峰山林场的植物种类丰富，不同于简单的人工纯林，垂直分层结构明显，植物生长状况良好，林木也达到了一定蓄积量，生态结构良好。调查群落在树种组成、空间格局都表现出了逐渐回复自然状态的趋势。妙峰山林场的经营经验值得推广。
2、建议：
妙峰山林场也为北京西郊著名的国家森林公园所在，旅游游客较多，在实习路线中我们看到了路上有很多塑料垃圾，应注意引导游客的环保意识，同时应加强旅游区的管理，防治人为原因对生态造成严重影响。
六、实习体会
妙峰山的植被为阔叶－针叶、落叶－常绿、人工－天然混交林，生态构成上较为复杂，这也体现了本地生态功能的稳定性，表明该地区具有较强的抗逆境的能力。从小面积上看，共有人工油松林、人工落叶松林、人工栓皮栎林、人工侧柏林和天然灌丛、天然混交林六种植被类型。通过这次实习，我们亲眼见到了这些丰富的植被类型，增长了专业见识。
由于植被类型的不同，其群落的结构也不同，各种林分空间上的层次有所不同，在人工油松林和人工栓皮栎林中，垂直上的分层较为明显，在人工落叶松林中，由于灌木和草本植物种类较少，成层性就不是十分明显。另外，在营养结构、生态结构上也有一定的差异。各种植被随海拔起伏、太阳背向在分布上也表现出明显的规律性，油松和栓皮栎主要分布在海拔1000米左右的向阳坡上，而落叶松主要分布在海拔1600米以上，阴阳坡均有较多分布。实习让我们在书本之外温习了专业知识，记忆非常深刻。
另外我们还发现了人工对植物多样性的影响。我们沿旅游登山路线上山，在游人常休息的一片人工侧柏林（海拔约400米）下，我们做了最小面积调查，发现此处的最小仅为4×8m，而到了海拔1000米处的一片人工油松林，调查发现此处最小面积达到16×16米。同是人工林，人为破坏因素会导致生物多样性下降，若只是在人为的积极影响之下，那么该地区的生物多样性就比较好。
生态学实习了三天，我们也走了三天的山路，第二天还从海拔200多米的住地一直上到了海拔1150多米的萝芭地北尖，看到了非常壮观和美丽的景象。以前关君蔚院士和周心澄教授都曾对我们说过，干水保使人胸襟宽广，如果说这是正确的话，那么我想也就在于更多得受到了自然的如此的陶冶吧。
样地调查时小组成员之间的互相配合、爬上时同学之间的相互帮助，也都进一步加强了同学之间相互的良好关系。实习住的地方比较简陋，吃的比在学校里差，但我们都感到很快乐，因为实习增长了我们很多的知识，给了我们很多收获。
主要参考文献及资料
1.孙儒泳等，基础生态学，2002.1
2.中国治沙暨沙业学会，中国治沙暨沙业学会论文集，1995.6
3.孙向阳，土壤学，2005.1
4.任宪威，树木学，1997.6
5曹慧娟，植物学，1992.4
本文在书写过程中也参考了本人树木学实习报告。本文多受北京林业大学资源与环境学院生态学科的生态教学实习指导书指导，在此表示感谢！
紫实真人，2006-7-7
