林 陽

（遼寧省旱地農(nóng)林研究所，遼寧 朝陽 122000）

以往的植被恢復(fù)措施在一定程度上存在“強(qiáng)調(diào)用材，忽視防護(hù)，重視喬木，忽視灌木，重視速生，忽視適生，重視外來樹種，忽視鄉(xiāng)土樹種”的問題[1]，這與“尊重自然、師法自然”的現(xiàn)代生態(tài)修復(fù)理念相悖。為了切實(shí)貫徹習(xí)近平生態(tài)文明思想，力求在生態(tài)修復(fù)的過程中保持自然生態(tài)系統(tǒng)的完整性、原真性，急需對生態(tài)脆弱區(qū)現(xiàn)有的自然植被群落進(jìn)行全面、系統(tǒng)的調(diào)查，并以此為依據(jù)，科學(xué)確定區(qū)域退化植被恢復(fù)的參照群落，進(jìn)一步提出高質(zhì)量的退化植被恢復(fù)措施?？追陛Y[2]對遼西地區(qū)主要植被類型及演替趨勢進(jìn)行了探討，付英梅、魏金杰等專家學(xué)者對遼西地區(qū)主要植被類型，即紫椴Tilia murensis、山楊Populus davidiana、繡線菊Spiraea trilobata、側(cè)柏Platycladus orientalis、小葉白蠟Fraxinus bungeana群落等的天然分布、群落特征、演替趨勢等進(jìn)行了研究[3-7]，但目前對朝陽地區(qū)不同植被退化階段植物群落特征的研究較少。本文對朝陽縣、建平縣、喀左縣、凌源市、北票市不同植被退化階段的植物群落特征進(jìn)行了調(diào)查研究，并劃分出了不同的植被退化階段，旨在為朝陽地區(qū)乃至整個遼西地區(qū)退化植被恢復(fù)及生態(tài)工程建設(shè)提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

朝陽地區(qū)位于遼寧省西部，地理坐標(biāo)118°50′～121°20′E，40°20′～42°20′N，海拔500～1 000 m，屬于北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。雨熱同季，日溫差較大，降水偏少。年均氣溫5.4～8.7 ℃，年均日照時數(shù)2 850～2 950 h，年降水量450～580 mm，主要集中在7、8 月份，年均蒸發(fā)量1 861～2 085 mm，無霜期120～155 d，春秋兩季多風(fēng)易旱。植被類型屬于華北植物區(qū)系向蒙古植物區(qū)系過渡地帶，區(qū)域性植被為油松Pinus tabulaeformis、蒙古櫟Quercus mon‐golica、山杏Prunus sibirica、刺槐Robinia pseudo‐acacia等，灌木以荊條Vitex negundo、酸棗Ziziphus spinosus、胡枝子Lespedeza davurica為主，代表性土壤為褐土、棕壤。

2 標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置及調(diào)查方法

在全面踏查的基礎(chǔ)上，選擇朝陽縣東大道鄉(xiāng)、王營子鄉(xiāng)、清風(fēng)嶺鎮(zhèn)、古山子鎮(zhèn)，北票市小塔子鄉(xiāng)，喀左縣中三家鎮(zhèn)、羊角溝鎮(zhèn)，凌源市瓦房店鎮(zhèn)，建平縣榆樹林子鎮(zhèn)、三家蒙古族鄉(xiāng)不同植被退化階段的植物群落設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地，標(biāo)準(zhǔn)地面積20 m×20 m，具體情況見表1。在每塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)設(shè)置3 個5 m×5 m 的灌木樣方，在灌木樣方內(nèi)設(shè)置5 個1 m×1 m 的草本樣方。調(diào)查記錄標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)植被群落的各項(xiàng)生長指標(biāo)，包括喬木樹種的物種數(shù)、密度、郁閉度、平均高、平均胸徑、多樣性指數(shù)，灌木樹種的物種數(shù)、密度、蓋度、平均高、平均地徑、多樣性指數(shù)，草本的物種數(shù)、密度、蓋度、平均高、多樣性指數(shù)。采用系統(tǒng)聚類（平方歐式距離計(jì)算方法），分別對喬灌草類及灌草類植物群落的生長指標(biāo)進(jìn)行聚類分析，劃分出4種植被退化階段。喬木樹種樹高≥3 m 的劃入喬木層，3 m 以下的劃入灌木層。采用Excel 和SPSS 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

表1 標(biāo)準(zhǔn)地基本情況

多樣性指數(shù)計(jì)算公式：

式中：S為物種總數(shù)；N為所有種的個體總數(shù)；Pi為第i種個體數(shù)占總個體數(shù)的比例；H為Shannon-Wiener 多樣性指數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同植被退化階段的劃分

在所有調(diào)查的標(biāo)準(zhǔn)地中，有17 塊標(biāo)準(zhǔn)地有明顯的喬木層、灌木層和草本層，其余20 塊標(biāo)準(zhǔn)地?zé)o喬木層，只有灌木層和草本層?；诖耍謩e對這兩類標(biāo)準(zhǔn)地的喬木、灌木、草本的物種數(shù)、密度、郁閉度/蓋度、平均高、平均胸徑/地徑、Margalef 豐富度指數(shù)、Shannon-wiener 指數(shù)及Pielou 均勻度指數(shù)等進(jìn)行了聚類分析，結(jié)果如圖1、2 所示。

圖1 喬灌草類標(biāo)準(zhǔn)地聚類分析樹狀圖

圖2 灌草類標(biāo)準(zhǔn)地聚類分析樹狀圖

依據(jù)聚類分析結(jié)果及不同類別植被生長指標(biāo)差異，將調(diào)查的所有植被類型劃分為4 個植被退化階段，分別為未退化階段（L1）、輕微退化階段（L2）、輕度退化階段（L3）和中度退化階段（L4）。17 塊喬灌草類標(biāo)準(zhǔn)地基本處于未退化和輕微退化階段，植被群落中喬木、灌木、草本層次分明，喬木物種數(shù)、密度、郁閉度等有所區(qū)別。處于未退化階段（L1）的有11 種植被類型，包括8 種天然次生混交林及3種油松人工林。因?yàn)檫x取的是朝陽市的5 個縣市區(qū)，所以每個縣市區(qū)存在一定的環(huán)境差異，受局部小地形、小氣候等微環(huán)境的影響，以上植被群落雖然彼此間存在差異，但在各自的小區(qū)域、微環(huán)境背景下，都是層次結(jié)構(gòu)豐富、穩(wěn)定健康的植被群落，也是區(qū)域退化植被恢復(fù)的參照群落。處于輕微退化階段（L2）的有6 種植被類型，均是天然次生混交林，該階段植被群落也存在明顯的喬木層，但喬木層樹種種類、密度、郁閉度以及整個喬木層的生長狀況均較未退化階段的植物群落存在明顯偏差。

20 塊灌草類標(biāo)準(zhǔn)地基本處于輕度退化和中度退化階段，植物群落以灌木層和草本層為主，喬木更新幼樹混生在灌木層中。處于輕度退化階段（L3）的有7 種植被類型，均是天然次生混交灌叢，灌木種類較多，灌木層的冠幅發(fā)育較好，蓋度較大，且喬木更新幼樹的種類和數(shù)量也較多，林下更新良好。處于中度退化階段（L4）的有13 種植被類型，也均是天然次生混交灌叢，植被群落的灌木平均高、平均地徑、密度及蓋度要明顯低于輕度退化階段的植被群落，尤其是灌木蓋度，約占后者的一半。

3.2 不同植被退化階段植物群落組成特點(diǎn)

處于未退化階段（L1）的11 種植被類型包括：以小葉白蠟、落葉松Larix gmelinii、蒙椴Tilia mon‐golia、柞樹Quercus mongolica、暴馬丁香Syringa re‐ticulatavar.mandshurica、山楊Populus davidiana、油松為主要組成樹種的天然次生混交林，油松黃榆人工混交林、油松山杏人工混交林及油松人工純林。從樹種組成看，立地條件較好的植被群落中會出現(xiàn)山楊、白樺Betula platyphylla、椴樹、落葉松、暴馬丁香等樹種，稍差些的主要以柞樹、小葉白蠟、黃榆Ulmus macrocarpa、油松、山杏、花曲柳Fraxinus rhynchophylla等樹種為主。

輕微退化階段（L2）的6 種植被類型包括油松－花曲柳－柞樹混交林、油松－黃榆混交林、暴馬丁香－山杏－花曲柳混交林、油松－山杏－刺槐混交林、花曲柳－油松混交林和黃榆－山杏混交林。以上植被類型均是天然次生混交林，樹種組成主要以油松、黃榆、花曲柳、柞樹、暴馬丁香、山杏、刺槐為主，對于立地條件要求較高的樹種很少出現(xiàn)在此階段。即便是上述樹種，整體的生長狀態(tài)也會較未退化階段差一些，林木枝下高較低，貼近基徑處即出現(xiàn)了分株，單株胸徑、樹高等都明顯偏小。

輕度退化階段（L3）的7 種植被類型包括黃榆－山杏－繡線菊灌叢、黃榆－小葉白蠟－繡線菊灌叢、暴馬丁香－荊條灌叢、荊條－繡線菊灌叢、虎榛子Ostryopsis davidiana－黃榆－繡線菊灌叢、荊條－花曲柳灌叢和黃榆－小葉白蠟－繡線菊灌叢。以上植被類型均是天然次生混交灌叢，樹種組成灌木主要以繡線菊、荊條、虎榛子、胡枝子為主，喬木更新幼樹主要以黃榆、山杏、小葉白蠟、暴馬丁香、花曲柳為主，其中黃榆和山杏的更新幼樹出現(xiàn)頻率相當(dāng)高，即便是在L1 和L2 階段中更新也非常好，與其強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)能力和繁殖能力有關(guān)。此階段植物群落中生長的喬木樹種有明顯主干的生長較慢，或者是以灌叢的形態(tài)生長，能夠較快地占據(jù)林地的水平空間，表現(xiàn)出一定的生長優(yōu)勢。

中度退化階段（L4）的13 種植被類型包括小葉白蠟－荊條－繡線菊灌叢、荊條－小葉白蠟灌叢、繡線菊－山杏－黃榆灌叢、荊條－繡線菊－黃榆－山杏灌叢、小葉白蠟－黃榆－紫丁香Syringa vul‐garis灌叢、荊條灌叢、紫丁香灌叢、荊條－山杏灌叢、荊條－繡線菊灌叢、荊條－山杏灌叢、繡線菊－紫穗槐Amorpha fruticosa灌叢、荊條－繡線菊－山杏灌叢和荊條－繡線菊－黃榆灌叢。以上植被類型也均是天然次生混交灌叢，樹種組成，除小葉白蠟、黃榆、山杏以外，基本以灌木樹種為主，出現(xiàn)頻率最多的是荊條、繡線菊、紫丁香，該階段榛子灌叢很少見。其中紫穗槐很少自然萌生，初步分析認(rèn)為這與標(biāo)準(zhǔn)地周圍的荒山綠化造林有關(guān)，有了種子的侵入，才有了萌發(fā)生長的機(jī)會。

3.3 不同植被退化階段植物群落生長指標(biāo)的差異及劃分標(biāo)準(zhǔn)

從表2 可以看出，4 種退化階段植物群落的灌木物種數(shù)、平均高、平均地徑、多樣性指數(shù)及草本物種數(shù)、密度、蓋度、多樣性指數(shù)之間無顯著差異，說明對處于不同植被退化階段的植物群落而言，灌木和草本的生長差異不明顯，尤其是草本層。究其原因，灌木和草本植被對環(huán)境的要求不嚴(yán)，只要存在一定厚度的土層和較充足的光照，就可以正常的生長發(fā)育。灌木密度，L1、L2 差異不顯著，L3、L4 差異不顯著，L1 灌木密度最大，約5 株·m-2，L4 灌木密度最小，約1 株·m-2。L3 的灌木蓋度最大，約84%，L4的灌木蓋度最小，約46%，L2 和L3 差異不顯著，L1和L4 差異不顯著。未退化區(qū)植物群落的灌木密度較大，個體較多，但是單株冠幅較小，蓋度較低，究其原因，是喬木層下光照不充足致使灌木層冠幅發(fā)育受到負(fù)面影響。中度退化區(qū)植物群落灌木蓋度低是因?yàn)槊芏冗^小，約占L1 植被群落的20%。由于喬木層郁閉度較低，甚至沒有喬木層，輕微退化區(qū)灌木個體較多，輕度退化區(qū)灌木蓋度較大，二者的灌木層均得到了充足的光照，發(fā)育較好。輕度退化區(qū)和中度退化區(qū)植被群落沒有喬木層，只有喬木更新幼樹混生于灌木層中。除喬木多樣性指數(shù)外，未退化區(qū)和輕微退化區(qū)喬木物種數(shù)、密度、郁閉度、平均高、平均胸徑、豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)均存在顯著差異。未退化區(qū)的喬木物種數(shù)比輕微退化區(qū)平均多2 種左右，密度多2.7 倍，郁閉度大2 倍，平均高多2.4 m，平均胸徑多約4.5 cm，未退化區(qū)喬木層的生長狀態(tài)要明顯優(yōu)于輕微退化區(qū)。未退化區(qū)的喬木豐富度較大，輕微退化區(qū)的喬木均勻度指數(shù)較高。綜上所述，未退化區(qū)和輕微退化區(qū)植物群落的顯著差異在于喬木層整體的生長狀態(tài)，最直觀的區(qū)別在于喬木的密度和郁閉度，輕度退化區(qū)和中度退化區(qū)植物群落的顯著差異在于灌木層的生長狀態(tài)，最直觀的區(qū)別在于灌木的蓋度。因此，可將喬木的密度、郁閉度以及灌木的蓋度作為評價植被退化程度的有效指標(biāo)?；谏L指標(biāo)的差異，取相鄰兩個退化階段喬木密度、郁閉度及灌木蓋度的均值作為不同植被退化階段的劃分標(biāo)準(zhǔn)，見表3。

表2 不同植被退化階段植物群落生長指標(biāo)對比

表3 不同植被退化階段劃分標(biāo)準(zhǔn)

續(xù)表2 不同植被退化階段植物群落生長指標(biāo)對比

4 討 論

植被退化評價主要以單項(xiàng)因子評價（指示種或標(biāo)志種、生物量等）及多項(xiàng)因子評價（植被層的多個數(shù)量指標(biāo)、土壤理化性質(zhì)、土壤微生物、土壤種子庫等）為主[8-9]。杜曉軍等[10]對遼西低山丘陵區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)的不同植被群落的生態(tài)因子（土層厚度、土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、土壤旱季含水率及土壤微生物總量）進(jìn)行了聚類分析，確定了不同退化生態(tài)系統(tǒng)的退化程度。本文同樣采用聚類分析法，在對朝陽市5 個縣市區(qū)不同植被退化階段的植被群落特征調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，依據(jù)植被生長指標(biāo)及退化程度劃分出4 種植被退化階段，分別為未退化階段（L1）、輕微退化階段（L2）、輕度退化階段（L3）和中度退化階段（L4）。未退化階段和輕微退化階段的植被群落具有明顯的喬木層，植被類型以天然次生混交林為主，立地條件較好的植物群落中會出現(xiàn)山楊、白樺、椴樹、落葉松、暴馬丁香等樹種，稍差些的主要以柞樹、小葉白蠟、黃榆、油松、山杏、花曲柳等樹種為主。未退化階段的植被群落層次結(jié)構(gòu)豐富、健康穩(wěn)定，是小區(qū)域、微環(huán)境背景下現(xiàn)階段的頂極群落，也是區(qū)域退化植被恢復(fù)的參照群落。處于輕微退化階段的植物群落整個喬木層的生長狀況均較未退化階段的植物群落明顯偏差，林木枝下高較低，貼近基徑處即出現(xiàn)了分株，單株胸徑、樹高等都明顯偏小。處于輕度退化階段和中度退化階段的植物群落無明顯的喬木層，植被類型以天然次生混交灌叢為主，喬木更新幼樹混生于灌木層中。樹種組成灌木主要以繡線菊、荊條、榛子、胡枝子為主，喬木更新幼樹主要以黃榆、山杏、小葉白蠟、暴馬丁香、花曲柳為主，此階段植物群落中生長的喬木樹種有明顯主干的生長較慢，或者是以灌叢形態(tài)生長。處于輕度退化階段的植物群落灌木蓋度較大，喬木更新幼樹的種類和數(shù)量較多，處于中度退化階段的植物群落灌木平均高、平均地徑、密度及蓋度要明顯低于輕度退化階段的植物群落，尤其是灌木蓋度。

對處于不同植被退化階段的植物群落而言，灌木和草本的生長差異不明顯，尤其是草本層。未退化區(qū)植物群落的灌木密度雖大，但是單株冠幅較小，中度退化區(qū)植物群落灌木密度過小，所以兩者的灌木蓋度均較低。未退化區(qū)喬木層的生長狀態(tài)要明顯優(yōu)于輕微退化區(qū)，未退化區(qū)的喬木豐富度較大，輕微退化區(qū)的喬木均勻度較高。未退化區(qū)和輕微退化區(qū)植物群落的顯著差異在于喬木層整體的生長狀態(tài)，最直觀的區(qū)別在于喬木的密度和郁閉度；輕度退化區(qū)和中度退化區(qū)植物群落的顯著差異在于灌木層的生長狀態(tài)，最直觀的區(qū)別在于灌木的蓋度。因此，可將喬木的密度、郁閉度以及灌木的蓋度作為評價植被退化程度的有效指標(biāo)。

整體上看，處于自然演替中的植物群落基本上都是多個植物種類的混交狀態(tài)，很少出現(xiàn)純林（喬木林或灌木林）的形式，且以區(qū)域?yàn)閱挝?，對環(huán)境占有率、覆蓋度高、生長狀態(tài)好的也是較常見的有限的一些樹種。造林綠化項(xiàng)目的實(shí)施對提高區(qū)域植物多樣性有積極的促進(jìn)作用，不只是提高了植被覆蓋率，改善了環(huán)境條件，還在于給了更多新樹種加入到植物群落中的機(jī)會，有利于多樣性的提高。