衡山植物地理学实习.doc

衡山植物地理学实习报告
党黎娇 11303029

1、摘要：本文利用2012年中山大学10级地理科学班所测的样地数据，计算各类植物的重要值和特征值，分析不同地点以马尾松、多脉青冈、甜楮、柳杉等乔木为优势种的四类群落的结构特征，并结合地形、海拔、土壤、气候条件等群落环境因子的影响对各样地特殊群落结构的成因进行探讨。通过选择重要值较大物种作为各个群落乔木层、灌木层、草本层的优势种，组合各个群落中重要值最大的物种为群落命名。借助比较衡山各样地乔木层的物种总数和物种多样性指数的方式，可以得出物种丰富度与均匀度甜楮林>多脉青冈林>马尾松林>柳杉林的结论。由衡山马尾松林SI指数和SWI指数与异地数据的比较，可推测衡山地区的马尾松人工林可能有林造林时间较早，且原始植被较丰富、成林后受人为因素破坏较少的特点。

2、衡山自然条件概况
我们的实习地点南岳衡山位于湖南省境内的衡阳市，面积约324平方公里。衡山最高峰海拔1300.2米，山地母岩主要为侏罗纪燕山运动时期侵入的花岗岩，岩石节理发育风化较为强烈，在众多河流的侵蚀下整体呈现出山麓平缓的中山地貌。
位于北纬27°10′~20′，东经112°34′~45′间的衡山受中亚热带季风性气候的影响，全年雨量充沛，温暖湿润，山地年均温11.5℃，最冷月平均温度为5.0℃，年降雨量为1509mm。全山气候的垂直变化明显，随着高度的抬升和地形地貌的变化，不同海拔高度的山地呈现处不同类型的垂直气候带和与之相适应的植被、土壤类型。海拔500米以下的低山和山麓在垂直高度上属于中亚热带气候，年均温一般为17,5摄氏度，年平均降水量1509,5mm，相对湿度较大，土壤为高度富铁铝化的山地红壤，典型的植被为以樟科植物、马尾松、杉木、毛竹、茶树、油桐为主的常绿阔叶林和针叶林。海拔500米以上至800米以下的山地对应北亚热带气候类型，年均温约15摄氏度，降水量为1500—1800mm，土壤由于气温降低降水增多而发育为富含针铁矿的山地黄壤，典型植被主要为柳杉林和马尾松林。海拔800米至1200米间的山地气候对应中温带气候，温度进一步下降，雨量也随之增多，有机质分解缓慢，典型的土类为腐殖层较厚的山地黄棕壤。风力较大的迎风坡生长有较为低矮的壳斗科植物，如多脉青冈、亮叶水青冈、长叶石栗等，乔木层下部有少量山茶科灌木和草本植物，在风速较小的背风坡则有保存较好的原生甜楮林，此外该地段还有人工种植的黄山松、华山松、黑松和金钱松林。海拔1200米以上的山地对应北温带气候，常年云雾缭绕、气候湿冷，高大的乔木难以生长，耐寒的灌木与禾本科植物如芒草、野古草等则相对茂盛，它们的有机残体在低温湿润条件下向腐殖化方向发展，在较少受到人为干扰的地带形成了深厚的山地草甸土。

3．衡山植被概况
3.1衡山植物区系特征
据《南岳衡山维管束植物总览》的统计，衡山共有蕨类植物37科77属238种，野生种子植物169科，697属1652种，栽培或逸生归化种子植物151科，427属729种。根据吴征镒等的中国植物分区系统，衡山属于泛北极植物区，中国—日本森林植物亚区的华东地区。衡山植物区系在以华东区系为主的基础上，也兼有一定数量的华中、华南、西南区系种类。根据左家哺对衡山种子植物533个属进行的统计可知，南岳种子植物区系主要是由泛热带、北温带和东亚三种区系分子构成，热带和温带两种性质成分各占相当的比例，具有过渡性质。
32衡山植物群落及其垂直分布情况
植物群落是指一定空间内，各种植物由于相互作用而有机结合的，具有一定结构和功能的复合体。植物群落的分类系统中，三个主要单位是植被型、群系和群丛，在各级单位内还可划分出亚级。衡山原生的地带性植被主要为常绿阔叶林，但由于人为因素的破坏，现仅分布于少数庙宇附近，而大面积山地则被人工种植的马尾松、柳杉等次生林覆盖。

4、主要植物群落样地分析
在实习过程中为了具体了解衡山主要植物群落的生境、植物种类组成、外貌和结构，及其随山地海拔上升而呈现的生态地理特征，我们在沿途分别选取了延寿亭-马尾松样地、上封寺-多脉青冈样地、和藏经殿-甜楮样地，划定20*20米样方进行生物群落的调查。在调查中，每块样地等分为四个100平方米的正方形小样方，同学们分组对各个小样方中的乔木种类、株数、高度、胸径、盖度等指标进行测量和估测。在四个小样方中还分别选取了2*2米的样方，用以统计其中灌木、草本的种类、数量、高度和盖度。在后期的处理过程中，为了确立各个物种在整个群落结构中的地位，采用比较重要值的方法，分别计算乔木层植物的相对密度、相对基盖度、和相对频度以及灌草层植株的相对高度、相对盖度和相对频度，把三者的平均值作为植物的重要值，根据所得的数据作出相应的列表并分析如下。

4.1延寿亭-马尾松样地群落分析
马尾松是在我国人工种植较为广泛的造林树种，北自河南及山东省南部，南至两广、湖南、台湾，东自沿海，西至四川中部及贵州的华中、华南各地都有分布，是我国南部主要的材用树种。作为一种阳生树种，马尾松喜光喜温，适于生长在年均温13—22摄氏度，年降水量800—1800mm，绝对最低温度高于—10摄氏度的地区，其根系发达，喜微酸性土壤，在砂石地、粘土地、山脊和阳坡的冲刷薄地以及陡峭的石山岩缝里都能生长。
衡山的人工次生马尾松林主要生长于海拔850米以下气候较为温暖的红壤与黄壤山地，面积约1.5万亩，我们选取的样地位于海拔479米左右的延寿亭处。观察表格可以发现，样地群落中的乔木层中的物种总计13类，51株，除了马尾松还有樟树、柃叶连蕊茶、千年桐、杉木、牡荆、朴树等种类，但其他乔木的相对密度、相对盖度、及相对频数等指标远远低于马尾松，故使得马尾松成为整个乔木层中重要值最大的优势种和建群种，这一现象反映出人为因素作用的影响。由于次生林地形成的时间较短，林下的光照充足，灌草层中自然生长的植物种类较为丰富，共有20种灌木和17种草本植物，大多数物种的各项指标参数差异不大，表现出较少受到人为因素影响的原始形态，其中盖度较高的白饭树、柃叶连蕊茶、牡荆、茅栗、檵木是灌木层的优势种，草本层重要值和相对盖度较大的植物主要有淡竹叶和细叶苔草。由于马尾松和白饭树的重要值在该群落乔木层和灌木层各个物种中最大，分别为45.8%和45.3%，所以将延寿亭样地的植物群落定名为马尾松-白饭树群落。
表1延寿亭马尾松样方数据
名称：马尾松-白饭树群落
地点：衡山延寿亭 时间：2012年9月10日 样地面积：400平方米
母质：花岗岩 土壤类型：山地红壤
表1.1马尾松-白饭树群落乔木层统计数据
植物种名 株数 截面积cm2 频数 相对密度% 相对盖度% 相对频度% 重要值%
马尾松 17 13019.3 4 33.3 88.8 15.4 45.8
千年桐 5 334.5 4 9.8 2.3 15.4 9.2
柃叶连蕊茶 7 45.1 2 13.7 0.3 7.7 7.2
樟树 2 22.4 2 3.9 0.2 7.7 3.9
白饭树 2 5.2 1 3.9 0.0 3.8 2.6
枫香 2 45.0 2 3.9 0.3 7.7 4.0
牡荆 5 29.4 2 9.8 0.2 7.7 5.9
楤木 3 9.5 2 5.9 0.1 7.7 4.5
茅栗 1 38.5 1 2.0 0.3 3.8 2.0
杉木 3 1045.6 2 5.9 7.1 7.7 6.9
桃树 1 8.0 1 2.0 0.1 3.8 2.0
油桐 1 55.5 1 2.0 0.4 3.8 2.0
SP大戟科 1 2.0 1 2.0 0.0 3.8 1.9
朴树 1 1.0 1 2.0 0.0 3.8 1.9
总计 51 14660.9 26 100 100 100 100

表1.2马尾松-白饭树群落灌木层统计数据
植物种名 平均高m 盖度% 频数 相对盖度% 相对频度% 相对高度% 重要值%
檵木 0.9 16 2 7.0 6.3 4.4 5.9
牡荆 1.2 18 3 7.9 9.4 6.0 7.8
柃叶连蕊茶 1.2 41 4 18.0 12.5 6.0 12.2
美丽胡枝子 1.2 3 1 1.3 3.1 6.0 3.5
Sp豆科 0.6 5 1 2.2 3.1 3.0 2.8
枫香 0.6 3 1 1.3 3.1 3.0 2.5
耳草 0.3 2 1 0.9 3.1 1.4 1.8
白饭树 2.0 59 3 25.9 9.4 10.0 45.3
盐肤木 1.5 8 1 3.5 3.1 7.5 4.7
楤木 1.0 8 2 35 6.3 5.0 4.9
化香 1.2 5 1 2.2 3.1 6.0 3.8
朴树 0.2 1 1 0.4 3.1 1.0 1.5
野蔷薇 1.0 2 1 0.9 3.1 5.0 3
绿叶悬钩子 0.5 8 2 3.5 6.3 2,5 4.1
大叶胡枝子 0.8 3 1 1.3 3.1 4.0 2.8
茅栗 1.7 13 2 5.7 6.4 8.5 6.9
老鼠拉冬瓜 1.0 10 1 4.4 3.1 5.0 4.2
野鸦椿 0.7 10 2 4.4 3.1 3.5 3.7
绿叶甘橿 1.0 10 1 4,4 3.1 5.0 4.2
藤黄檀 1.5 3 1 1.3 3.1 7.5 4.0
总计 20.1 228 32 100 100 100 100

表1.3马尾松-白饭树群落草本层统计数据
植物种名 平均高m 盖度% 频数 相对高度% 相对盖度% 相对频数% 重要值%
威灵仙 1.5 2 1 12.9 1.2 3.2 5.8
乌敛莓 1.3 10 2 11.2 5.8 6.5 7.8
细叶苔草 0.3 41 4 2.6 24.0 12.9 13.2
卷柏 0.1 1 1 0.9 0.6 3.2 1.6
淡竹叶 0.3 62 3 2.6 36.3 9.7 16.2
菝葜 1.5 2 2 12.9 1.2 6.5 6.86
龙牙草 0.5 1 1 4.3 0.6 3.2 2.7
日本薯蓣 0.6 1 1 5.2 06 3.2 3.0
雷公藤 1.2 4 2 10.3 2.4 6.5 6.3
鳞毛蕨 0.4 10 4 3.4 5.8 12.9 7.4
蘡奥 0.8 2 1 6.9 1.2 3.2 3.8
野葡萄 0.5 13 2 4.3 7.6 6.5 6.1
蹄盖蕨 0.4 5 2 3.4 2.9 6.5 4.26
狗脊 0.4 6 2 3.4 3.5 6.5 4.5
山鸡血藤 1 8 1 8.6 4.7 3.2 5.5
朱砂藤 0.3 1 1 2.6 0.6 3.2 2.1
圆叶菝葜 0.5 2 1 4.3 1.2 3.2 2.9
总计 11.6 171 31 100 100 100 100
4.2上封寺-多脉青冈样地群落分析
位于海拔1255米处的衡山上封寺样地主要植被类型为常绿阔叶林，由于位于接近顶峰的迎风坡，样地的气温较低，风速大，云雾和降水明显增多，冰冻期明显增长。上封寺样地中生长的植被由于较少受人类活动的影响，保持了原始的群落结构和物种组成，茂密的植被生长在母质风化较弱且上层腐殖质较厚的山地黄棕壤上。通过观察表格，可以发现，在乔木层的24种植物中有6种属于耐寒喜湿的壳斗科，如多脉青冈、水青冈、包石栎、长叶石栎等，故该样地的主要建群种为壳斗科植物。此外样地中还生长有尾叶山茶、云和新木姜子、绒楠、青榨槭。小叶白辛等其它种类植物，与延寿亭马尾松群落相比该群落乔木层的物种类型丰富度明显较高。在众多乔木中，尾叶山茶的重要值最高，为21,8%，多脉青冈的相对盖度最大，达32.9%，其重要值仅次密度最大的尾叶山茶，为20.7%。重要值为8,2%的长叶石栎、和重要值为6.1%的云和新木姜子也是构成群落乔木层的优势种。由于多年自然生长的乔木层较为茂盛，竞争力强，再加上样地所处的环境气温较低，常年阴暗，光照减少，所以样地灌木层和草本层植物量相对较少。灌木层中的优势种尾叶山茶重要值为24.5%，草本层中相对盖度最大的优势种为荩草，其重要值为26.1%。通过对比确立上封寺样地的优势种和建群种后，可以将该群落命名为多脉青冈-尾叶山茶-荩草群落
表2上封寺多脉青冈样地数据
名称：多脉青冈-尾叶山茶-荩草群落
地点：衡山上封寺 时间：2012年9月11日 样地面积：400平方米
母质：花岗岩 土壤类型：山地黄棕壤
表2.1多脉青冈-尾叶山茶-云和新木姜子群落乔木层统计数据
植物种名 株数 盖度 频数 相对密度% 相对盖度% 相对频度% 重要值%
包石栗 1 175.9 1 0.6 0.7 2.4 1.2
尾叶山茶 64 4723.6 4 37.9 18.0 9.5 21.8
多脉青冈 33 8649.7 4 19.5 32.9 9.5 20.7
云和新木姜子11 564.6 4 6.5 2.2 9.5 6.1
四照花 1 105.5 1 0.6 0.4 2.4 1.1
稠李 2 649.2 1 1.2 2.5 2.4 2.0
水丝梨 7 1268.3 2 4.1 4.8 4.8 4.6
革叶卫矛 2 47.6 2 1.2 1.8 4.8 2.0
青榨槭 4 1371.6 3 2.4 5.2 7.1 4.9
小叶白辛 5 1792.5 3 2.9 6.8 7.1 5.6
绒楠 12 427.3 2 7.1 1.6 4.8 4.5
短柄水青冈 1 30.9 1 0.6 0.1 2.4 1.0
红果钓樟 1 103.2 1 0.6 0.4 2.4 1.1
小叶女贞 1 7.9 1 0.6 0.03 2.4 1.0
水青冈 3 305.6 1 1.2 1.2 2.4 1.8
小果山龙眼 1 137.1 1 0.6 0.5 2.4 1.2
长叶石栎 9 3820.2 2 5.3 14.6 4.8 8.2
尖叶四照花 2 172.9 2 1.2 0.6 4.8 2.2
木芙蓉 1 191.2 1 0.6 0.7 2.4 1.2
杜鹃Sp 1 23 1 0.6 0.1 2.4 1.0
鸡爪槭 2 472.4 1 1.2 1.8 2.4 1.8
华椴 1 207.1 1 0.6 0.8 2.4 1.3
白辛木 1 108.9 1 0.6 0.4 2.4 1.1
亮叶水青冈 3 884.5 1 1.7 3.4 2.4 2.5
总计 169 26240.6 42 100 100 100 100

表2.2多脉青冈-尾叶山茶-荩草群落灌木层统计数据
植物种名 平均高度 盖度 频数 相对高度% 相对盖度% 相对频数% 重要值%
尾叶山茶 1.2 68 3 16.2 39.5 17.6 24.5
云和新木姜子 1.3 35 2 17.6 20.3 11.8 16.6
杨梅叶黄杨 1.2 18 2 16.2 10.5 11.8 12.8
青榨槭 1 6 2 13.5 3.5 11.8 9.3
水丝梨 0.3 21 2 4.1 12.2 11.8 9.3
木芙蓉 0.8 7 2 10.8 4.1 11.8 8.9
大青 0.8 5 1 10.8 2.9 5.9 6.5
石灰木 0.4 10 1 5.4 5.8 5.9 5.7
毛叶女贞 0.2 1 1 2.7 0.6 5.9 3.0
长叶石栗 0.2 1 1 2.7 0.6 5.9 3.0
总计 7.4 172 17 100 100 100 100

表2.3多脉青冈-尾叶山茶-荩草群落草本层统计数据
植物种名 平均高度 盖度 频数 相对高度% 相对盖度% 相对频数% 重要值%
荩草
0.4
65
3
15.4
45.1
17.6

26.1
蕨
0.4
23
2
15.4
16.0
11.8
14.4
sp1藤
0.2
31
2
7.7
21.5
11.8
13.7
辣蓼
0.4
13
2
15.4
9.0
11.8
12.1
菝葜
0.3
2
2
11.5
13.9
11.8
8.2
细辛
0.1
4
2
3.8
2.8
11.8
6.1
细叶苔草
0.3
1
1
11.5
0.7
5.9
6.0
黄精
0.2
2
1
7.7
1.4
5.9
5.0
灯台兔儿风
0.2
2
1
7.7
1.4
5.9
5.0
山莓
0.1
1
1
3.8
0.7
5.9
3.5
总计

144
17
100
100
100
100

4.3藏经殿甜楮样地群落分析
壳斗科植物甜楮产自长江以南各地，常见于海拔300到1700米的丘陵和山地疏密林中，为常绿阔叶林和针叶阔叶混交林的主要树种。本次实习选取的甜楮样地位于藏经殿附近海拔1047米处的坡地上，属于常绿落叶阔叶混交林。该处位于山脉的背风坡，坡度较大，温度较高，风速平缓，发育肥力良好的山地黄棕壤。同样由于接近寺庙较少受到人为破坏，该处植被保护完好，大多数甜楮胸径较粗，已有百年树龄。通过分析表格中所列的数据，可以发现样地群落乔木层中甜楮和长蕊杜鹃的密度、盖度和重要值显著高于其它乔木，其中甜楮的重要值最大，为30.9%，灌木层和草本层中重要值最大的物种分别为花竹、细辛，故可将该群落命名为“甜楮-花竹-细辛群落”。除了重要值最大的物种，群落中的优势种还包括长蕊杜鹃、云和新木姜子、雷公鹅耳枥、大青、润楠、淡竹叶、灯台兔儿风等多种类型，优势种与非优势种间的重要性差值不大，从总体上呈现出物种丰富度较高的特征。对比乔木层与灌草层各个物种的种类、数量，多年自然生长的乔木层竞争优势明显，而灌草层由于光线、水肥因素等的影响种类相对较少。

表3藏经殿甜楮样地统计数据
名称：甜楮-花竹-细辛群落
地点：藏经殿附近山地 时间2012年9月12日 样地面积：400平方米
成土母质：花岗岩 土壤类型：山地黄棕壤

表3.1甜楮-花竹-细辛群落乔木层统计数据
植物种名 株数 截面积cm2 频数 相对密度% 相对盖度% 相对频度% 重要值%
甜楮 18 19005.9 4 15.1 68.2 9.3 30.9
长蕊杜鹃 21 996 4 17.6 36 9.3 10.2
云和新木姜子 18 323.7 3 15.1 1.2 6.9 7.8
雷公鹅耳枥 10 818.2 2 8.4 2.9 4.7 5.4
多脉青冈 6 965.5 3 5.0 3.1 7.0 5.0
长叶石栎 4 1899.4 2 3.4 6.8 4.7 4.9
白乳木 3 1293.9 1 2.5 4.6 2.3 3.2
润楠 5 52.7 2 4.2 0.2 4.7 4.9
稠李 4 154.5 2 3.4 1.9 2.3 2.5
大青 4 6.6 2 3.4 0.0 4.7 2.7
尖叶四照花 4 516.6 1 3.4 1.9 2.3 2.5
柃叶连蕊茶 3 36.6 2 2.5 0.1 4.7 2.4
小果山龙眼 2 174.4 2 1.7 0.6 4.7 2.3
锐齿槲栎 1 981 1 0.8 3.5 2.3 2.2
黄檀 2 356.2 1 1.7 1.3 2.3 1.8
灰木 3 14.7 1 2.5 0.0 2.3 1.6
中华腊瓣花 2 5.9 1 1.7 0.0 2.3 1.3
亮叶水青冈 1 161.2 1 0.8 0.6 2.3 1.2
山槐 1 140.4 1 0.8 0.5 2.3 1.2
山鸡血藤 1 25.8 1 0.8 0.0 2.3 1.1
杜鹃 1 19.1 1 0.8 0.0 2.3 1.1
毛叶木姜子 1 11.5 1 0.8 0.0 2.3 1.1
野桐 1 9.6 1 0.8 0.0 2.3 1.1
窄基柃 1 9.6 1 0.8 0.0 2.3 1.1
红果吊樟 1 2.9 1 0.8 0.0 2.3 1.1
绒楠 1 1.3 1 0.8 0.0 2.3 1.1
总计 119 27883.2 43 100 100 100 100

表3.2甜楮-花竹-细辛群落灌木层统计数据
植物种名 高度m 盖度% 频数 相对高度% 相对盖度% 相对频度% 重要值%
花竹 1.5 50 3 11.7 27.2 13.0 17.3
大青 1.1 13 4 8.6 7.1 17.4 11.0
云和新木姜子 1.5 18 2 11.7 9.8 8.7 10.1
润楠 1.8 20 1 14.0 10.9 4.3 9.7
细齿叶柃 1.2 13 2 9.3 7.1 8.7 8.4
山橿 1.2 20 1 9.3 10.9 4.3 8.2
尾叶山茶 0.8 15 1 6.2 8.2 4.3 6.2
雷公鹅耳枥 0.4 15 1 3.1 8.2 4.3 5.2
柃叶连蕊茶 0.8 5 1 6.2 2.7 4.3 4.4
野棣棠 0.3 2 2 2.3 1.1 8.7 4.0
长叶石栎 0.7 3 1 5.4 1.6 4.3 3.8
多脉青冈 0.5 5 1 3.9