會理縣金沙江干熱河谷麻瘋樹群落結(jié)構(gòu)調(diào)查研究

沙馬拉洛,刁陽光,彭家榮,周 偉,王志雄,楊正光

(1.會理縣黎溪林業(yè)站,四川 會理 615141;2.涼山州林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計院,四川 西昌 615000;

3.會理縣林業(yè)局,四川會理 615100;4.會理縣通安林業(yè)站,四川會理 615131;5.會理縣鹿廠林業(yè)站,四川 會理 615112)

麻瘋樹(Jatropha curcas L),為大戟科(Euphorbiaceae)麻瘋樹屬 (Jatropha)植物,落葉灌木或小喬木,別名俗稱小桐子、膏桐、小油桐、假花生、黃腫樹等。其種子含油率一般為 30%～40%,且以不飽和脂肪酸為主,其中亞油酸和亞麻酸含量可達 70%左右,流動性好,是加工生物柴油的優(yōu)質(zhì)原料。

會理縣金沙江干熱河谷區(qū),是長江中上游生態(tài)重建難度最大的地區(qū),亦是四川省優(yōu)良生物能源樹種麻瘋樹的天然分布區(qū)和麻瘋樹生物能源基地建設(shè)重點區(qū)。據(jù)統(tǒng)計:會理麻瘋樹天然分布約13 000 hm2,主要分布于本縣黎溪、鹿廠、通安 3個區(qū)的金沙江流域及其支流。目前已規(guī)劃在黎溪、鹿廠、通安3個區(qū)發(fā)展40 000 hm2,且已種植14 000 hm2。為了加強該產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)研究,我們開展了對本區(qū)天然生長的麻瘋樹群落調(diào)查研究工作,以期為麻瘋樹生物能源產(chǎn)業(yè)的基地發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和科學(xué)依據(jù)。

1 調(diào)查區(qū)自然概況

1.1 調(diào)查區(qū)氣候

調(diào)查區(qū)位于北緯 26°6′～10′之間的黎溪、鹿廠、通安等 3地,海拔1 000m～1 650 m。年平均氣溫22℃～21℃,最熱月均溫 27℃左右,最冷月均溫 5℃左右,≥10℃年活動積溫在7 000℃以上;年降雨量600mm～800 mm,降雨集中,5月下旬 ～11月為雨季,此期降雨量占全年 90%以上,但多間隙性干旱;12月至次年 5月中旬為旱季,旱季降雨稀少,且氣溫高,空氣濕度小(極值可趨近于 0),蒸發(fā)量大,年蒸發(fā)量3 000 mm左右。其氣候特點是:干、濕分明,冬無嚴寒、夏無酷暑,氣溫日較差大,年較差小,氣候特別干燥。在涼山州金沙江干熱河谷區(qū)立地類型劃分上,被劃為干熱河谷燥熱亞區(qū)。

1.2 調(diào)查區(qū)土壤

土壤以紅褐土為主,并間雜有麻布夾土、紫色石骨子砂土,沖積石骨子砂土等土壤。紅褐土大多粘重板結(jié),土層淺薄、貧瘠,而石骨子土則土壤空隙大,保水能力差。所有土壤的共同特點是:土層瘠薄有機質(zhì)少,石礫含量高、保墑能力差、肥力低。

1.3 調(diào)查區(qū)植被

由于氣候、土壤原因,加之人為影響,致使本區(qū)植物種類較少,所形成的植被主要為干熱河谷稀樹灌叢、草叢植被?，F(xiàn)殘存植物喬木或小喬木樹種主要有攀枝花、羅望子、渡口欖仁、余甘子、番石榴、麻瘋樹等。高大喬木主要分布于四旁和溝谷;灌木樹種主要有車桑子、黃荊、羊蹄甲、山螞蟥、金合歡、牛角瓜等;草本植物則主要有扭黃茅、蕓香草、假杜鵑、臭根子草、旱茅、擬金茅、小酸模等。

2 材料及研究方法

2.1 標準樣地設(shè)置及調(diào)查方法

群落調(diào)查采用標準樣地及樣方調(diào)查相結(jié)合的調(diào)查方法。依據(jù)本區(qū)麻瘋樹生長特性,以及本次調(diào)查是以麻瘋樹為調(diào)查對象,故將麻瘋樹與其它喬木樹種劃為第 1層次,分別調(diào)查標準樣地中喬木層各個樹種的樹高、冠幅、檢測 1.3m以下分枝達到檢尺標準的所有分枝胸徑、起源以及更新幼苗數(shù)量;將灌木、草本分別劃為第 2和第 3層次,分別調(diào)查植物種類、數(shù)量、高度、覆蓋度,以及草本植物離地 3.33 cm處斷面直徑。

依據(jù)分布特點,標準樣地面積按 10 m×10m設(shè)置,并力求包括不同的立地環(huán)境、海拔、郁閉度、土壤等因子。在標準地中再按對角線布設(shè) 5個 2 m×2 m的灌木調(diào)查樣方和按上、中、下設(shè) 3條平行線,分左、中、右設(shè) 9個 1 m×1 m草本植物調(diào)查樣方。

本次調(diào)查共調(diào)查 19個標準樣地,95個灌木樣方和 171個草本樣方。

2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算及分析方法

2.2.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算

除常規(guī)統(tǒng)計外,按照植物群落分析要求,對劃分出的各個群落,全面進行重要值和群落綜合特征的計算。各數(shù)據(jù)計算方法為:

重要值計算:

分別計算麻瘋樹和喬木層、灌木層、草本層的重要值。按夸狄斯和麥金托斯(J.T.Curtis and R.P.Mcintosh,1951)提出的重要值(importance value)概念,計算公式按:

喬木層 IV=(相對密度 +相對頻度 +相對顯著度)/300;

灌木層 IV=(相對密度 +相對頻度 +相對高度)/300;

草本層 IV=(相對頻度 +相對蓋度)/200。

群落綜合特征計算:

多樣性指數(shù) H=-∑(piInpi);

群落均勻度指數(shù) J=-∑(piInpi)/InS;

生態(tài)優(yōu)勢度 C=(pi/N);

群落系數(shù) =C/(a+b+c)100%;

由于重要值考慮了多種因素,從而可避免單一因子分析造成的偏差。

式中:N為所有種類的重要值總數(shù);pi為第 i種的相對重要值;S為樣地的物種總數(shù);a為樣方 A中的種數(shù);b為樣方 B中的種數(shù);c為樣方 A和 B中的共有種數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 本區(qū)麻瘋樹群落的主要植物種數(shù)

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計,所調(diào)查的 19個標準地中(包括 95個灌木樣方和 171個草本樣方),植物種數(shù)共有 33種。其中:喬木層(包括小桐子)樹種 6科 7種,占總數(shù)的 21.21%。在喬木樹種中,有人工栽培樹種 1種,原生種 6種,原生種占總數(shù)的 18.18%;灌木樹種 7科 8種,占 24.24%;灌狀肉質(zhì)植物 1種,占總數(shù)的 3.03%;草、藤本植物共 9科 17種,占 50.51%。群落植物名錄見表 1。

表 1 麻瘋樹植物群落喬、灌、草植物名錄統(tǒng)計表

3.2 本區(qū)天然生長麻瘋樹分布特點及生長特性

調(diào)查結(jié)果表明,本區(qū)天然生長麻瘋樹,其生長環(huán)境主要是侵蝕溝溝谷、公路兩側(cè)、荒山荒坡和四旁。在分布方式上,溝谷和荒山多呈小塊狀,公路兩側(cè)多呈帶狀,四旁則呈小團狀或零星分布;

經(jīng)對 19個標準地數(shù)據(jù)計算統(tǒng)計,林分平均郁閉度 0.6。其中:郁閉度 0.5以下林分占 31.58%,0.5～0.7以下林分占 10.52%,0.7以上林分占57.90%。19個標準地麻瘋樹總株數(shù)1 390株,但胸徑檢測株則高達5 013株,每株符合胸徑檢測植株平均達 3.6株,最高可達 30株以上,少有單主干植株,且分枝多在離地面 5 cm～30 cm;檢測株平均樹高2.8m,平均胸徑 3.6 cm;每 m2有麻瘋樹更新幼苗0.9株(參見表 2)。

上述結(jié)果表明,本區(qū)天然生長的小桐子,分枝多,以叢狀生長為主,而且天然更新良好。隨著個體生長,結(jié)實增加,在無外力干擾情況下,極易形成高郁閉林分,表明本區(qū)特別適合麻瘋樹生長。

表 2 樣地及麻瘋樹生長情況統(tǒng)計

3.3 生活型

植物生活型,是植物對于綜合生態(tài)環(huán)境條件長期適應(yīng)的外在表現(xiàn)結(jié)果。經(jīng)對本區(qū)麻瘋樹群落各植物生活型統(tǒng)計,群落內(nèi) 7種喬木樹種中,小高位芽植物 4種,占 57.14%,中高位芽植物 3種(1種為人工引進種植),占 42.86%,無大高位芽植物;在 8種灌木樹種中,小高位芽植物 3種,占 37.50%,矮高位芽植物 5種,占 62.50%,在 18種草本植物中,地面芽植物占 77.78%,1 a生植物、矮高位芽植物、高位芽植物、肉質(zhì)莖植物各占 5.56%。

各類生活型統(tǒng)計結(jié)果表明:雖然本區(qū)年均氣溫高、熱量豐富、冬無嚴寒、夏無酷暑,但由于降雨量少、降雨不均、蒸發(fā)量大、空氣濕度小、氣候十分干燥,故在自然條件下,荒山荒坡很難適宜高大植物生存。

3.4 群落劃分

本次調(diào)查是以麻瘋樹為中心的群落調(diào)查。但是,根據(jù)調(diào)查研究目的和調(diào)查結(jié)果,為便于群落結(jié)構(gòu)分析,我們依據(jù)氣候、立地環(huán)境、海拔、土壤等不同因子,將其初步分別劃分為 12個相關(guān)類型群落。經(jīng)對12個相關(guān)群落進行群落系數(shù)計算,群落系數(shù)在24.30%～28.57%之間。結(jié)果見表 3。

表 3 麻瘋樹群落劃分結(jié)果表

3.5 群落特征分析

麻瘋樹各植物群落的重要特征參見表 4。

各群落重要特征計算分析結(jié)果表明:

(1)將本區(qū)作為一個大群落,多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù),草本層 ＞灌木層 ＞喬木層;生態(tài)優(yōu)勢度則喬木層 ＞灌木層 ＞草本層。

(2)以土壤類型劃分群落,喬木層多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù),紅褐土群落 ＞沖積石礫沙土群落 ＞坡積石骨子土群落;生物多樣性指數(shù)則坡積石骨子土群落 ＞沖積土群落 ＞紅褐土群落;灌木層均勻度、生態(tài)優(yōu)勢度,坡積石骨子砂土群落最高,紅褐土群落最低;而草本層多樣性和生態(tài)優(yōu)勢度則以沖積土群落為最高。

表 4 麻瘋樹各植物群落的重要特征匯總表

(3)以郁閉度劃分群落,喬木層多樣性指數(shù)、均勻度均以低郁閉群落(0.5以下)最高,但生態(tài)優(yōu)勢度則最低;喬木層、草本層生態(tài)優(yōu)勢度,均以中郁閉群落(0.5～0.7以下)最高,但多樣性指數(shù),均勻度指數(shù)最低;高郁閉林分群落(0.7以上),喬、灌、草層生態(tài)優(yōu)勢度均處于較低水平。

(4)以海拔劃分群落,喬、灌木層生態(tài)優(yōu)勢度低海拔群落(1 100 m～1 300m)最高,多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)最低;草本層多樣性指數(shù),高海拔群落(1 500 m以上)最低,均勻度指數(shù)則中海拔群落(1 300 m～1 500m)最低。

(5)以麻瘋樹生長環(huán)境劃分群落,溝谷群落的喬木層、灌木層,生態(tài)優(yōu)勢度最高,多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)則最低;荒山群落灌木層多樣性指數(shù)最高,而公路邊坡群落草本層,生態(tài)優(yōu)勢度最高,多樣性指數(shù)、均勻度指數(shù)最低。

4 結(jié)論

(1)由于本區(qū)金沙江干熱河谷干旱少雨,熱量高,蒸發(fā)量大,加之人為影響致使植被種類較少,在自然條件下,高大喬木難以在本區(qū)生長。

(2)在自然狀態(tài)下,麻瘋樹可在本區(qū)不同環(huán)境條件下生長,且更新良好,更新幼苗平均可達 0.9株?m-2,單株叢生植株平均為 3.6株,最高達 30株,表明麻瘋樹適宜于本區(qū)生長,但分枝多且低,以叢狀生長為主。

(3)在自然條件下,麻瘋樹更新良好,若不加以人為干擾,極易形成高郁閉林分,其它樹種在麻瘋樹林分內(nèi)難以成長為優(yōu)勢樹種,且隨麻瘋樹林分郁閉度增大,林分內(nèi)物種數(shù)量有明顯減少趨勢。

(4)本區(qū)域金沙江干熱河谷麻瘋樹種群不僅適宜于不同的環(huán)境條件,而且在自然條件下更新良好,是麻瘋樹的適生區(qū)域。因此,在本區(qū)域發(fā)展麻瘋樹生物能源林,不僅有利于本區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè),而且有利于社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

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