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王春紅（濟南市林場 250014）
　

摘要：本文以紅葉谷為代表，采用生態學系統布點方法，對濟南南部山區的野生植被進行了詳細調查，初步了解了該地區植被生態群落情況。對樣地內的各生態因子進行了研究，土壤因子情況通過實驗手段測得。初步揭示了紅葉谷植被的生態特征，為景區生態旅游研究和豐富濟南的綠化材料提供了可靠依據。

關鍵詞：植被群落；生態；聚類分析

引言

    紅葉谷生態文化旅游區位于濟南市南部山區歷城區錦繡川鄉，面積270hm²，距市區33km，離北部錦繡川水庫4km。區內植物爭芳斗艷，鳥類眾多，自由飛翔，山水相映成趣，是一處生態環保并重的集游覽、休閑、科普、娛樂和賞秋等于一體的旅游景點。此處茂林秋艷，黃櫨似火，有深邃溪谷，幽靜高山，人們可以充分領略大自然的無究魅力。

    紅葉谷山體歸屬于魯中南山地丘陵區，山最高點海拔460.4m，谷地最低點海拔高度113.0m。由于受燕山造山運動的影響，巖體隆起。地形特點鮮明，景觀價值較高。地質結構為石灰巖，土壤為pH在8左右的褐色森林土。主要植被群落有：側柏—荊條—中華卷柏群叢；側柏—荊條+酸棗—白羊草+羊胡子草群叢；側柏—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 調查方法

    采用生態學系統布點方法，共布得40個樣地。即海拔每升高100m就在不同坡向取樣地，每個樣地取正投影響面積15×10m2，長邊沿等高線方向，在150m2樣方范圍內統計喬木的高度、冠幅、胸徑，并估計其郁閉度。在樣方中心取灌木樣方一個，面積3×2m2。在灌木樣方中心取草本樣方三個，面積1×1m2。對每個小樣方內的灌木、草本的種類、高度、覆蓋度進行調查，然后對高度、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，記載其腐殖質層厚、土層厚度，在離地面20cm處取土樣進行土壤理化分析。

2 樣地植物群落特征

2.1 群落區系組成

    根據調查的40個樣地資料統計，側柏、黃櫨廣泛分布于紅葉谷地區，是該地區的植被群落主要建群種之一。側柏、黃櫨群落共出現維管束植物223種，分屬64個科。所含種數占優勢的科為菊科（36種）、豆科（19種）、薔薇科（12種），所含種數較多的科為榆科（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）。區系組成中僅含1~2種的科有38個，占科總數的59.4%，僅含一種的屬有80屬，占總屬數的67.9%，說明側柏、黃櫨群落科屬組成較為分散。

2.2 群落垂直結構

    樣地植物群落垂直結構復雜，成層現象明顯，可分為喬木層，灌木層和地被層三個基本層次，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。上層喬木的樹木種類比較單一，主要是側柏，另外還出現過小葉楊、刺槐、刺楸、小葉樸、毛白楊。中層喬木樹種也比較單一，主要是黃櫨，還有火炬樹、白榆、槲樹、麻櫟、扁擔桿。灌木層出現的種類較多，數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，常集中生長在群落透光部位，種類最為豐富。優勢科為菊科、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。

    現舉一例說明群落的垂直結構。15號樣地較為典型，能代表該地區植物群落的主要特點。上層喬木是側柏，中層喬木為白臘和槲樹，下層灌木是黃櫨、陜西莢迷、剌槐幼株和連翹，地被層有蒼術、萁尼、豎立鵝觀草、大葉胡枝子、地榆、白射干、鴉蔥、藍刺頭、石沙參、陰地堇菜等，層間植物是律葉蛇葡萄。在這個樣地群落內，喬木層側柏只有兩棵，白臘和槲樹也是各一棵，所以優勢種是處于灌木層的黃櫨，覆蓋度達到了80~90%。

    在調查的40個樣地內，有15個群落沒有喬木層。說明紅葉谷地區生態群落遭到人為破壞嚴重。

2.3  群落植物種類的成分和結構

    進入紅葉谷調查樣地的有156個種。分別計算每個種的多度、頻度、優勢度、相對多度、相對頻度、相對優勢度和相對重要值。其中：

    相對重要值=相對多度+相對頻度+相對優勢度

    通過計算，上層喬木按重要值排列分別為：側柏、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、火炬樹、梓樹、柿樹、白臘、板栗和早園竹；重要值較高的灌木樹種有：連翹、黃櫨、酸棗、荊條、小葉鼠李、黑榆、杠柳、南蛇藤、扁擔木和白榆；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為：

    H=-∑｜ni/N×Log(ni/N)｜

        =4.1623

    紅葉谷植被均勻性指數

    E=H/log(物種總數)

    =1.8978

2.4 植物群落類型分類

    根據40個樣地的群落特征值，進行聚類分析，將40個樣地分為四類：

    第一類：溝谷楊樹林：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、毛白楊為優勢種；灌木層主要有荊條和黃櫨；下層有黑麥草、藍萼香茶菜、律草、太行鐵線蓮等。

    第二類：側柏純林：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%。主要植物種類有連翹、黃櫨，地被層植物種類較少，主要有多花胡枝子、西伯利亞遠志、委陵菜、藍刺頭等。

    第三類：喬灌混交林：陽坡分布在海拔300~500m，陰坡一直到山頂。上層優勢種有刺槐、刺楸、小葉樸等；灌木層以黃櫨、連翹、小葉鼠李為主；林下地被種類豐富，主要有披針苔草、堅立鵝觀草、兔兒傘、胡枝子、地榆、堇菜、白射干、狼尾花、火絨草等。

    第四類：落葉灌叢帶：分布在陰坡200~500m和陽坡200~400m。土層厚度60~80cm。主要灌木種類有黃櫨、連翹、小葉鼠李、陜西莢迷、衛矛、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 群落指標的因子分析

    根據40個樣地的群落特征值，將影響群落特征的指標分為四類，即喬木層指標、土壤理化性質及灌木地被層指標、土壤深度和酸堿度指標和中層喬木指標。經分析，對四類指標貢獻較大的因子見下表：

2.5.1 喬木層指標聚類結果

    對喬木層指標進行聚類分析，結果如下：

    第一類：溝谷楊樹—黃櫨復層林類：這一類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：側柏（刺槐）單層林類：這一類型只具有上層喬木，無中層喬木，且喬木種類單一，僅側柏或刺槐。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：喬灌混交林和落葉灌木林：這一類型在紅葉谷分布較廣。喬灌混交林中上層喬木主要種類是側柏、刺楸、小葉樸等，平均高度4~6m，平均胸徑4~8cm，覆蓋度50-80%；林下主要灌木種類有黃櫨、連翹、鵝耳櫪、大果榆、衛矛等。落葉灌木林類以黃櫨+連翹，黃櫨+大果榆，黃櫨+衛矛，黃櫨+杠柳+連翹等為主要類型。

2.5.2 土壤理化性質及灌木地被層指標聚類結果

    經聚類分析結果如下：

    第一類：主要分布在陰坡山腳或山腰地帶，土壤肥沃、濕潤，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，有機質含量4.0~6.0之間，田間持水量20.7%；林下灌木地被種類豐富。

    第二類：分布在陽坡山腳或山腰地帶。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，有機質含量4~5%，田間持水量20.4%左右；林下灌木，地被種類豐富，其中灌木3~6種，地被5~11種。

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

    第四類：分布在紅葉谷山頂地帶。土壤肥力中等，林下灌木地被種類相對較少，以抗旱植物為主。其中，灌木種類有荊條、錦雞兒、本氏木蘭、矩鐮頰苜蓿等，地被種類有披針苔草、桃葉鴉蔥、苦荬菜、瓦松等。

2.5.3 土壤深度和酸堿度指標聚類結果

    經聚類分析結果如下：

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

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

2.5.4 中層喬木指標聚類結果

    經聚類分析結果如下：

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

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

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

    第四類：無中層喬木。

3 結論與建議

3.1 通過本次調查，了解了紅葉谷地區植物群落的主要組成。群落植物種類較多，科屬組成比較分散。該地區較為穩定的生態群是側柏—黃櫨植物群落，黃櫨、側柏是該區系的絕對優勢種。群落植物成層現象還是比較明顯的，但上層植物（喬木層）種類比較單一，甚至是有37.5%的樣地沒有喬木層，說明人為破壞嚴重。

3.2 對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、優勢度、相對多度、相對頻度、相對優勢度和相對重要值幾項指標均有較大差異體，現了群落成分和結構的異質性。在整個生態系統中，側柏、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在1.5~3.5之間，該群落指數值達4.16，體現了較大的成分和結構的多樣性。

3.2.3 物種的均勻性指數描述了各種之間的分布關系，當其值是1時，各種分布較為均勻，紅葉谷的均勻性指數為1.8978，說明各物種分布比例結構的較大差異。

3.2.4 在紅葉谷分布著許多優秀野生花卉，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）可進一步開發。抗逆境植物（生長健壯，抗逆性強）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）等在城市生態恢復中將會起到特有作用。