王春紅（濟(jì)南市林場(chǎng) 250014）
　

摘要：本文以紅葉谷為代表，采用生態(tài)學(xué)系統(tǒng)布點(diǎn)方法，對(duì)濟(jì)南南部山區(qū)的野生植被進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，初步了解了該地區(qū)植被生態(tài)群落情況。對(duì)樣地內(nèi)的各生態(tài)因子進(jìn)行了研究，土壤因子情況通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段測(cè)得。初步揭示了紅葉谷植被的生態(tài)特征，為景區(qū)生態(tài)旅游研究和豐富濟(jì)南的綠化材料提供了可靠依據(jù)。

關(guān)鍵詞：植被群落；生態(tài)；聚類(lèi)分析

引言

    紅葉谷生態(tài)文化旅游區(qū)位于濟(jì)南市南部山區(qū)歷城區(qū)錦繡川鄉(xiāng)，面積270hm²，距市區(qū)33km，離北部錦繡川水庫(kù)4km。區(qū)內(nèi)植物爭(zhēng)芳斗艷，鳥(niǎo)類(lèi)眾多，自由飛翔，山水相映成趣，是一處生態(tài)環(huán)保并重的集游覽、休閑、科普、娛樂(lè)和賞秋等于一體的旅游景點(diǎn)。此處茂林秋艷，黃櫨似火，有深邃溪谷，幽靜高山，人們可以充分領(lǐng)略大自然的無(wú)究魅力。

    紅葉谷山體歸屬于魯中南山地丘陵區(qū)，山最高點(diǎn)海拔460.4m，谷地最低點(diǎn)海拔高度113.0m。由于受燕山造山運(yùn)動(dòng)的影響，巖體隆起。地形特點(diǎn)鮮明，景觀價(jià)值較高。地質(zhì)結(jié)構(gòu)為石灰?guī)r，土壤為pH在8左右的褐色森林土。主要植被群落有：側(cè)柏?荊條?中華卷柏群叢；側(cè)柏?荊條+酸棗?白羊草+羊胡子草群叢；側(cè)柏?紅葉黃櫨?黃背草群叢；紅葉黃櫨?荊條+鵝耳櫪?羊胡子草群叢和荊條?黃背草群叢等。

1 調(diào)查方法

    采用生態(tài)學(xué)系統(tǒng)布點(diǎn)方法，共布得40個(gè)樣地。即海拔每升高100m就在不同坡向取樣地，每個(gè)樣地取正投影響面積15×10m2，長(zhǎng)邊沿等高線方向，在150m2樣方范圍內(nèi)統(tǒng)計(jì)喬木的高度、冠幅、胸徑，并估計(jì)其郁閉度。在樣方中心取灌木樣方一個(gè)，面積3×2m2。在灌木樣方中心取草本樣方三個(gè)，面積1×1m2。對(duì)每個(gè)小樣方內(nèi)的灌木、草本的種類(lèi)、高度、覆蓋度進(jìn)行調(diào)查，然后對(duì)高度、覆蓋度分別平均，代表該群落條件下，每種花卉的存在量。在樣方中心挖一土壤剖面，記載其腐殖質(zhì)層厚、土層厚度，在離地面20cm處取土樣進(jìn)行土壤理化分析。

2 樣地植物群落特征

2.1 群落區(qū)系組成

    根據(jù)調(diào)查的40個(gè)樣地資料統(tǒng)計(jì)，側(cè)柏、黃櫨廣泛分布于紅葉谷地區(qū)，是該地區(qū)的植被群落主要建群種之一。側(cè)柏、黃櫨群落共出現(xiàn)維管束植物223種，分屬64個(gè)科。所含種數(shù)占優(yōu)勢(shì)的科為菊科（36種）、豆科（19種）、薔薇科（12種），所含種數(shù)較多的科為榆科（8種）、大戟科（7種）、禾本科（7種）、毛莨科（6種）、蘿摩科（6種）、唇形科（6種）、百合科（6種）。區(qū)系組成中僅含1~2種的科有38個(gè)，占科總數(shù)的59.4%，僅含一種的屬有80屬，占總屬數(shù)的67.9%，說(shuō)明側(cè)柏、黃櫨群落科屬組成較為分散。

2.2 群落垂直結(jié)構(gòu)

    樣地植物群落垂直結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成層現(xiàn)象明顯，可分為喬木層，灌木層和地被層三個(gè)基本層次，還有能攀援的層間植物。其中喬木層又可分為上層喬木和中層喬木。上層喬木的樹(shù)木種類(lèi)比較單一，主要是側(cè)柏，另外還出現(xiàn)過(guò)小葉楊、刺槐、刺楸、小葉樸、毛白楊。中層喬木樹(shù)種也比較單一，主要是黃櫨，還有火炬樹(shù)、白榆、槲樹(shù)、麻櫟、扁擔(dān)桿。灌木層出現(xiàn)的種類(lèi)較多，數(shù)量較多的植物有荊條、連翹、酸棗、小葉鼠李、錦雞兒、杠柳、大果榆以及黃櫨幼株。地被層植物分布不連續(xù)，常集中生長(zhǎng)在群落透光部位，種類(lèi)最為豐富。優(yōu)勢(shì)科為菊科、豆科、薔薇科、大戟科、禾本科、毛莨科、蘿摩科、唇形科、百合科。層間植物主要有南蛇藤、葛藤、茜草、打碗花、栝樓、華東拔、穿龍薯蕷、杠柳、律葉蛇葡萄等。他們大多攀援或纏繞在立木上，有些葡匐在地面或巖石上。

    現(xiàn)舉一例說(shuō)明群落的垂直結(jié)構(gòu)。15號(hào)樣地較為典型，能代表該地區(qū)植物群落的主要特點(diǎn)。上層喬木是側(cè)柏，中層喬木為白臘和槲樹(shù)，下層灌木是黃櫨、陜西莢迷、剌槐幼株和連翹，地被層有蒼術(shù)、萁尼、豎立鵝觀草、大葉胡枝子、地榆、白射干、鴉蔥、藍(lán)刺頭、石沙參、陰地堇菜等，層間植物是律葉蛇葡萄。在這個(gè)樣地群落內(nèi)，喬木層側(cè)柏只有兩棵，白臘和槲樹(shù)也是各一棵，所以優(yōu)勢(shì)種是處于灌木層的黃櫨，覆蓋度達(dá)到了80~90%。

    在調(diào)查的40個(gè)樣地內(nèi)，有15個(gè)群落沒(méi)有喬木層。說(shuō)明紅葉谷地區(qū)生態(tài)群落遭到人為破壞嚴(yán)重。

2.3  群落植物種類(lèi)的成分和結(jié)構(gòu)

    進(jìn)入紅葉谷調(diào)查樣地的有156個(gè)種。分別計(jì)算每個(gè)種的多度、頻度、優(yōu)勢(shì)度、相對(duì)多度、相對(duì)頻度、相對(duì)優(yōu)勢(shì)度和相對(duì)重要值。其中：

    相對(duì)重要值=相對(duì)多度+相對(duì)頻度+相對(duì)優(yōu)勢(shì)度

    通過(guò)計(jì)算，上層喬木按重要值排列分別為：側(cè)柏、毛白楊、刺槐、小葉楊、小葉樸、刺楸和黃櫨；中層喬木按重要值排列分別為：黃櫨、麻櫟、槲樹(shù)、火炬樹(shù)、梓樹(shù)、柿樹(shù)、白臘、板栗和早園竹；重要值較高的灌木樹(shù)種有：連翹、黃櫨、酸棗、荊條、小葉鼠李、黑榆、杠柳、南蛇藤、扁擔(dān)木和白榆；重要值較高的地被植物有：披針苔草、地榆、中華卷柏、豎立鵝觀草、兔兒傘、藎草、胡枝子、矩鐮莢苜蓿、多花胡枝子和陰地堇菜。

    紅葉谷植被多樣性指數(shù)為：

    H=-∑｜ni/N×Log(ni/N)｜

        =4.1623

    紅葉谷植被均勻性指數(shù)

    E=H/log(物種總數(shù))

    =1.8978

2.4 植物群落類(lèi)型分類(lèi)

    根據(jù)40個(gè)樣地的群落特征值，進(jìn)行聚類(lèi)分析，將40個(gè)樣地分為四類(lèi)：

    第一類(lèi)：溝谷楊樹(shù)林：主要分布在陰坡低山地帶，海拔300m，土壤厚度50cm。上層以小葉楊、毛白楊為優(yōu)勢(shì)種；灌木層主要有荊條和黃櫨；下層有黑麥草、藍(lán)萼香茶菜、律草、太行鐵線蓮等。

    第二類(lèi)：側(cè)柏純林：主要分布在紅葉谷東南坡和山頂部位，海拔500m，土壤厚度30cm，石礫含量20%。主要植物種類(lèi)有連翹、黃櫨，地被層植物種類(lèi)較少，主要有多花胡枝子、西伯利亞遠(yuǎn)志、委陵菜、藍(lán)刺頭等。

    第三類(lèi)：?jiǎn)坦嗷旖涣郑宏?yáng)坡分布在海拔300~500m，陰坡一直到山頂。上層優(yōu)勢(shì)種有刺槐、刺楸、小葉樸等；灌木層以黃櫨、連翹、小葉鼠李為主；林下地被種類(lèi)豐富，主要有披針苔草、堅(jiān)立鵝觀草、兔兒傘、胡枝子、地榆、堇菜、白射干、狼尾花、火絨草等。

    第四類(lèi)：落葉灌叢帶：分布在陰坡200~500m和陽(yáng)坡200~400m。土層厚度60~80cm。主要灌木種類(lèi)有黃櫨、連翹、小葉鼠李、陜西莢迷、衛(wèi)矛、鵝耳櫪等；層間藤本植物有南蛇藤、杠柳、律葉蛇葡萄等；林下地被種類(lèi)有陰地堇菜、鴉蔥、柴胡、沙參、兔兒傘、地榆、委陵菜、直立百部等。

2.5 群落指標(biāo)的因子分析

    根據(jù)40個(gè)樣地的群落特征值，將影響群落特征的指標(biāo)分為四類(lèi)，即喬木層指標(biāo)、土壤理化性質(zhì)及灌木地被層指標(biāo)、土壤深度和酸堿度指標(biāo)和中層喬木指標(biāo)。經(jīng)分析，對(duì)四類(lèi)指標(biāo)貢獻(xiàn)較大的因子見(jiàn)下表：

2.5.1 喬木層指標(biāo)聚類(lèi)結(jié)果

    對(duì)喬木層指標(biāo)進(jìn)行聚類(lèi)分析，結(jié)果如下：

    第一類(lèi)：溝谷楊樹(shù)?黃櫨復(fù)層林類(lèi)：這一類(lèi)型具有典型的上層喬木（毛白楊）和中層喬木（黃櫨）。上層喬木平均高度10m，平均胸徑10cm，覆蓋度50%；中層喬木平均高度6m，平均胸徑5cm，覆蓋度100%；下層灌木以荊條、連翹、小葉鼠李為主。

    第二類(lèi)：側(cè)柏（刺槐）單層林類(lèi)：這一類(lèi)型只具有上層喬木，無(wú)中層喬木，且喬木種類(lèi)單一，僅側(cè)柏或刺槐。喬木層平均高度7m左右，胸徑4~10cm，覆蓋度100%；林下灌木以黃櫨幼株、小葉鼠李、陜西莢迷為主。

    第三類(lèi)：?jiǎn)坦嗷旖涣趾吐淙~灌木林：這一類(lèi)型在紅葉谷分布較廣。喬灌混交林中上層喬木主要種類(lèi)是側(cè)柏、刺楸、小葉樸等，平均高度4~6m，平均胸徑4~8cm，覆蓋度50-80%；林下主要灌木種類(lèi)有黃櫨、連翹、鵝耳櫪、大果榆、衛(wèi)矛等。落葉灌木林類(lèi)以黃櫨+連翹，黃櫨+大果榆，黃櫨+衛(wèi)矛，黃櫨+杠柳+連翹等為主要類(lèi)型。

2.5.2 土壤理化性質(zhì)及灌木地被層指標(biāo)聚類(lèi)結(jié)果

    經(jīng)聚類(lèi)分析結(jié)果如下：

    第一類(lèi)：主要分布在陰坡山腳或山腰地帶，土壤肥沃、濕潤(rùn)，氮、磷、鉀含量較高，其中堿解氮含量80~146mg/kg；速效磷含量6.0mg/kg，速效鉀270~308mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量4.0~6.0之間，田間持水量20.7%；林下灌木地被種類(lèi)豐富。

    第二類(lèi)：分布在陽(yáng)坡山腳或山腰地帶。土壤肥力好，其中堿解氮含量107~131mg/kg，速效磷含量7~8.6mg/kg，速效鉀含量400mg/kg，有機(jī)質(zhì)含量4~5%，田間持水量20.4%左右；林下灌木，地被種類(lèi)豐富，其中灌木3~6種，地被5~11種。

    第三類(lèi)：分布在陽(yáng)坡或陰坡的山谷地帶，這一類(lèi)型土壤肥力不等，林下灌木、地被種類(lèi)分布不均。

    第四類(lèi)：分布在紅葉谷山頂?shù)貛АＭ寥婪柿χ械?，林下灌木地被種類(lèi)相對(duì)較少，以抗旱植物為主。其中，灌木種類(lèi)有荊條、錦雞兒、本氏木蘭、矩鐮頰苜蓿等，地被種類(lèi)有披針苔草、桃葉鴉蔥、苦荬菜、瓦松等。

2.5.3 土壤深度和酸堿度指標(biāo)聚類(lèi)結(jié)果

    經(jīng)聚類(lèi)分析結(jié)果如下：

    第一類(lèi)：土層深厚型：分布在山的中下部，土層厚度達(dá)100~120cm，土壤pＨ值7.3~7.4。這一類(lèi)型上層喬木以側(cè)柏為主，中層喬木有白臘、槲樹(shù)、板栗等。林下灌木種類(lèi)較多，以黃櫨、連翹、大果榆、陜西莢迷為主；地被種類(lèi)豐富，多達(dá)10~15種。

    第二類(lèi)：土層厚度中等或偏薄型：一般土厚在50~80cm，最少僅達(dá)20cm，土壤pH值6.3~7.4。這一類(lèi)型分布較廣。

2.5.4 中層喬木指標(biāo)聚類(lèi)結(jié)果

    經(jīng)聚類(lèi)分析結(jié)果如下：

    第一類(lèi)：具有典型的中層喬木，這一類(lèi)型上層喬木高大，樹(shù)高10~15m，中層喬木高度6m左右，胸徑5cm，覆蓋度100%，且種類(lèi)單一，主要是黃櫨。

    第二類(lèi)：這一類(lèi)型中層喬木種類(lèi)較多，主要是梓樹(shù)、柿樹(shù)、旱園竹、黃櫨等，覆蓋度40%，高度5.5m，胸徑2.5~6cm。

    第三類(lèi)：這一類(lèi)型中層喬木覆蓋度僅達(dá)20%，主要樹(shù)種有麻櫟、槲樹(shù)、板栗等，高度3.0~3.5m，胸徑2.5~5.0cm。

    第四類(lèi)：無(wú)中層喬木。

3 結(jié)論與建議

3.1 通過(guò)本次調(diào)查，了解了紅葉谷地區(qū)植物群落的主要組成。群落植物種類(lèi)較多，科屬組成比較分散。該地區(qū)較為穩(wěn)定的生態(tài)群是側(cè)柏?黃櫨植物群落，黃櫨、側(cè)柏是該區(qū)系的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種。群落植物成層現(xiàn)象還是比較明顯的，但上層植物（喬木層）種類(lèi)比較單一，甚至是有37.5%的樣地沒(méi)有喬木層，說(shuō)明人為破壞嚴(yán)重。

3.2 對(duì)群落中植物的生境作了一些研究，并提出了引種建議。

3.2.1 紅葉谷的自然植物具有一定的物種多樣性，各物種在多度、頻度、優(yōu)勢(shì)度、相對(duì)多度、相對(duì)頻度、相對(duì)優(yōu)勢(shì)度和相對(duì)重要值幾項(xiàng)指標(biāo)均有較大差異體，現(xiàn)了群落成分和結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性。在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，側(cè)柏、黃櫨、毛白楊、刺槐、麻櫟、連翹、黃櫨、酸棗、荊條、小葉鼠李、黑榆、杠柳、南蛇藤、扁擔(dān)木、披針苔草、地榆、中華卷柏、豎立鵝觀草、兔兒傘、藎草、胡枝子、矩鐮頰苜蓿、多花胡枝子等具有較高的重要值。

3.2.2 一般群落的生物多樣性指數(shù)在1.5~3.5之間，該群落指數(shù)值達(dá)4.16，體現(xiàn)了較大的成分和結(jié)構(gòu)的多樣性。

3.2.3 物種的均勻性指數(shù)描述了各種之間的分布關(guān)系，當(dāng)其值是1時(shí)，各種分布較為均勻，紅葉谷的均勻性指數(shù)為1.8978，說(shuō)明各物種分布比例結(jié)構(gòu)的較大差異。

3.2.4 在紅葉谷分布著許多優(yōu)秀野生花卉，如：狼尾花、有斑百合、黃花菜、山丹、白射干、太行鐵線蓮、毛果揚(yáng)子鐵線蓮、多花胡枝子、大花溲疏、貓眼草、京大戟、紫花地丁等。兔兒傘、華北耬斗菜、白頭翁、地榆、硬毛棘豆、疾藜、地錦、醴腸、斑葉堇菜、陰地堇菜、地梢瓜、半夏等葉美且植株矮，宜做地被的材料。葛藤、蛇莓、律葉蛇葡萄、杠柳、鵝絨藤、栝樓、茜草、粘魚(yú)須（華東菝挈）、穿山龍（穿龍薯蕷）等垂直綠化材料（葉美的攀緣植物）可進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。抗逆境植物（生長(zhǎng)健壯，抗逆性強(qiáng)）酸棗、荊條、錦雞兒、矩鐮莢苜蓿、桃葉鴉蔥、藎草、苦荬菜、披針葉苔草（抗瘠薄），瓦松（抗干旱），扁蓄、牛繁縷（抗水濕）等在城市生態(tài)恢復(fù)中將會(huì)起到特有作用。