霧靈山亞高山草甸霧靈沙參的群落特征分析

樊曉亮,張艷俠

(河北霧靈山國家級自然保護(hù)區(qū)管理中心，河北 承德 067300)

河北霧靈山屬于國家級自然保護(hù)區(qū)，植物資源豐富，高等植物(包括苔蘚植物、蕨類植物和種子植物)多達(dá)168 科665屬1 870種[1]。在霧靈山主峰周圍和白草洼等海拔1 900 m以上的緩坡地和山脊平緩地帶，其植被類型為亞高山草甸，植物種類達(dá)百種以上，主要是灌木、亞灌木和草本[2]，如金露梅(PotentillafruticosaL.)、柳蘭(EpilobiumangustifoliumL.)、霧靈香花芥(HesperisoreophilaKitag.)、高烏頭(AconitumsinomontanumNakai)、金蓮花(TrolliuschinensisBunge)、銀蓮花(AnemonecathayensisKitag.)、狼毒(StellerachamaejasmeL.)、紅景天(RhodiolaroseaL.)、霧靈沙參(AdenophorawulingshanicaHong)、霧靈柴胡[Bupleurumsibiricumvar.jeholense(Nakai) Chu]、大花杓蘭(CypripediummacranthumSw.)、胭脂花(PrimulamaximowicziiRegel)、紫苞風(fēng)毛菊(SaussureapurpurascensY. L. Chen et S. Y. Liang)、霧靈韭[AlliumplurifoliatumRendle var.stenodon(Nakai et Kitag.) J.M.Xu]等，不同顏色的花競相開放，山花爛漫，給人以大自然美的享受。霧靈山主峰由于其優(yōu)美的風(fēng)景及便利的交通，每年都會吸引無數(shù)游人前來欣賞。

在霧靈山豐富的物種資源中，首次在霧靈山發(fā)現(xiàn)并命名的模式標(biāo)本有38種[1]。霧靈沙參于1974年在霧靈山被發(fā)現(xiàn)，到目前為止只發(fā)現(xiàn)于霧靈山，堪稱為霧靈山的特有植物。其莖少分枝，葉輪生或僅少數(shù)植株莖上部葉略互生，葉有短柄，花多數(shù)集成圓錐花序，花萼裂片具齒，花冠狹長。霧靈山主峰周圍的高山草甸上分布有霧靈沙參。由于主峰旅游業(yè)的發(fā)展對這些特有植物造成了一定的破壞，因此，研究霧靈沙參的群落特征，并提出保護(hù)性策略成為林業(yè)專家學(xué)者的重要任務(wù)。本研究對霧靈山主峰周圍的亞高山草甸植被進(jìn)行了調(diào)查，并對霧靈沙參群落的特征進(jìn)行分析，旨在為保護(hù)霧靈山寶貴的植物資源、合理的開發(fā)利用及開展旅游業(yè)提供借鑒意義。

1 研究區(qū)域概況

霧靈山位于燕山山脈中段的河北省興隆縣境內(nèi)，東經(jīng)117°17′～117°35′，北緯40°29′～40°38′，其主峰歪桃峰的海拔2 118 m，也是燕山山脈的主峰，也稱為“京東第一高峰”。霧靈山屬于溫帶濕潤型大陸季風(fēng)山地氣候，年平均氣溫7.6 ℃，年日照2 872 h，年降雨量700～900 mm，無霜期120～141 d。其土壤類型主要是褐土、棕壤和亞高山草甸土。褐土主要分布在600～1 000 m，棕壤主要分布于 800～1 200 m的陽坡和 900 m以上的陰坡，1 800 m以上為亞高山草甸土[3-5]。由于霧靈山地形的復(fù)雜以及獨(dú)特的氣候條件和地理優(yōu)勢，使霧靈山的植被類型和分布情況復(fù)雜多樣。在1 800 m以上的亞高山草甸，分布著很多野生的植物資源，其中以霧靈山命名的植物多種，如霧靈沙參、霧靈韭、霧靈柴胡、霧靈香花芥。

2 調(diào)查方法

2.1 樣地的設(shè)置

采用踏查法對亞高山草甸植物種類進(jìn)行調(diào)查，確定霧靈沙參分布區(qū)域。

采用五點(diǎn)取樣法調(diào)查霧靈山國家級自然保護(hù)區(qū)主峰附近的亞高山草甸霧靈沙參分布區(qū)域，設(shè)置樣方5個(gè)，樣方面積1 m2。并對霧靈沙參存在群落的組成、數(shù)量等進(jìn)行記錄，并計(jì)算重要值。

2.2 重要值的測定方法

重要值(IV)=(相對多度+相對頻度+相對蓋度)/3

(1)

相對密度(即相對多度)=(該種的密度/全部植物的總密度)×100=(某種植物的個(gè)體數(shù)/全部植物的個(gè)體數(shù))×100

(2)

相對頻度=(該種的頻度/所有種頻度總和)×100%；

(3)

相對蓋度=(該種的蓋度/所有種蓋度之和)×100%。

(4)

2.3 多樣性指數(shù)的測定

物種豐富度和均勻度是衡量物種多樣性高低的常用指數(shù)，采用Margalef豐富度指數(shù)(R)和Pielou均勻度指數(shù)(J)，用以反映高山草甸物種的豐富程度和均勻程度；利用調(diào)查所得數(shù)據(jù)(個(gè)體數(shù)以及個(gè)體總數(shù))，代入Shannon-Wiener多樣性指數(shù)(H′)計(jì)算公式，即可計(jì)算出物種的多樣性情況。各指標(biāo)計(jì)算公式如下：

Margalef豐富度指數(shù)(R)：式中S表示物種數(shù)，N表示個(gè)體總數(shù)。

(5)

Shannon-Wiener指數(shù)(H)：式中ni為第i種的個(gè)體數(shù)，N為所有種的個(gè)體總數(shù)。

(6)

物種均勻度指數(shù)，Pielou均勻度指數(shù)(J)：式中H為Shannon-Wiener指數(shù)，S為物種數(shù)。

(7)

3 結(jié)果與分析

3.1 霧靈沙參在亞高山草甸的物種群落組成

在霧靈山主峰附近的亞高山草甸上，通過對霧靈沙參所在植物群落的樣地進(jìn)行踏查，霧靈沙參分布區(qū)域的植物有39種，隸屬19科34屬，結(jié)果見表1。

表1 霧靈山亞高山草甸霧靈沙參所在區(qū)域的植物種類Table 1 The species of the community including A.wulingshanica at subalpine meadow on Wuling Mountain

續(xù)表1

3.2 植物種群數(shù)量特征

通過樣地樣方調(diào)查統(tǒng)計(jì)，每種植物的密度、相對密度、頻度、相對頻度、蓋度、相對蓋度、重要值等數(shù)量特征見表2。

表2 霧靈沙參植物群落的數(shù)量特征Table 2 The quantitative characteristics of the community including A. wulingshanica

續(xù)表2

由表2可知，鐵絲草和柳葉蒿的密度和相對密度最大，其中密度分別達(dá)到18株/m2和16.6株/m2；遼藁本、歪頭菜分別達(dá)到9.4和9.2；地榆、巖茴香、老芒麥、硬葉烏蘇里風(fēng)毛菊、雙花堇菜、拳參、大葉章、霧靈柴胡、垂穗鵝觀草、金露梅、瓣蕊唐松草、霧靈韭分布在1～6株/m2之間。而霧靈沙參密度在0.4株/m2，和穗花馬先蒿、高山蓍的密度相同，僅高于白蓮蒿、百蕊草、花錨和胭脂花的0.2株/m2。

蓋度排序，最大的為細(xì)葉苔草，為93%，其次為鐵絲草和老芒麥分別為86%和69.2%，依次分別為硬葉烏蘇里風(fēng)毛菊、遼藁本、金露梅、歪頭菜、柳葉蒿、巖茴香、雙花堇菜、胭脂花、霧靈柴胡均在10%以上；其他的蓋度在10%以下，其中霧靈沙參蓋度在0.5，說明霧靈沙參群體數(shù)量少，植株的生長較弱。

就出現(xiàn)頻率分析，霧靈沙參出現(xiàn)頻率最低，為0.2；出現(xiàn)頻率最高的為柳葉蒿和地榆，頻率為1；其次為歪頭菜和遼藁本為0.8；鐵絲草、巖茴香、老芒麥、拳參頻率為0.4；其他種類頻率均低于0.5。說明霧靈沙參生存壓力大，分布不均勻。

重要值分析可知，鐵絲草和柳葉蒿重要值最大，均在19以上，其次遼藁本和歪頭菜在10以上，說明這些物種在群落中占有一定優(yōu)勢，往往影響著群落的結(jié)構(gòu)和外貌特征。其他物種重要值多分布在4以下，其中霧靈沙參重要值為0.480，較低，僅高于白蓮蒿、百蕊草、花錨、胭脂花、穗花馬先蒿5種。

3.3 生物多樣性指數(shù)

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，Margalef豐富度指數(shù)強(qiáng)調(diào)物種個(gè)體數(shù)量，其值為3.787 2，Shannon-Wiener 指數(shù)代表了群落的復(fù)雜程度，該值為2.569 9，Pielou均勻度指數(shù)反映群落空間分布均勻程度，該值為0.788 8，通過以上結(jié)果說明霧靈沙參分布區(qū)生物多樣性指數(shù)較高，而霧靈沙參的重要值與多數(shù)植物相比偏低，說明該物種的競爭壓力較大，應(yīng)該加強(qiáng)保護(hù)。

4 對霧靈沙參的保護(hù)性建議

我國乃至世界其他國家都非常重視對野生植物，尤其是特有植物的保護(hù)。我國先后制定了《環(huán)境保護(hù)法》、《森林法》、《野生植物保護(hù)條例》等各項(xiàng)法律法規(guī)，對保護(hù)野生植物及利用做出了規(guī)定。我國學(xué)者在野生植物資源的保護(hù)方面也做了大量工作，開展了多項(xiàng)調(diào)查和研究。

到目前為止，霧靈沙參是僅在霧靈山發(fā)現(xiàn)的桔梗科植物。摸清霧靈沙參在霧靈山亞高山草甸的本底情況，對于保護(hù)和合理開發(fā)利用有重要的意義。多數(shù)桔?？浦参锏母兴幱脙r(jià)值，具有潤肺、化痰、止咳的作用。而霧靈沙參除了有觀賞作用外，對其是否有藥用價(jià)值還有待于進(jìn)一步的研究和開發(fā)利用。

霧靈山通往主峰的主干道路非常順暢，因此不斷增加的游人數(shù)量是對主峰附近亞高山草甸干擾的主要因素。因此，一方面對高山草甸設(shè)立保護(hù)小區(qū)，禁止游人踐踏、采集以及其他破壞活動(dòng)。二是加大對霧靈沙參的研究工作，擴(kuò)大它的種群數(shù)量。三是設(shè)置科普宣傳牌，讓游人知曉野生植物資源的種類及現(xiàn)狀，通過科普宣傳，提高大眾的整體素質(zhì)和對大自然知識的了解。在兼顧旅游和資源開發(fā)的同時(shí)，處理好開發(fā)與資源保護(hù)之間的關(guān)系。亞高山草甸植物資源豐富而珍貴，通過科學(xué)的管理和嚴(yán)格的保護(hù)，對于霧靈山野生資源保護(hù)和旅游經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)而重要的意義。