上海中心城区人工植被自然恢复潜力研究

【摘要】： 本文首先以上海市华东师范大学校园内于1995年放弃管护的水杉林林下植被为研究对象,分别于自然恢复5年、8年和12年跟踪调查研究了林下植被的种类组成、物种多样性及主要物种的种群结构与高生长速率的动态变化。调查结果显示:(1)在放弃管护后林下木本植物种类不断减少,物种多样性下降;(2)林下木本植物多分布于0～1.5m层和1.5～3m层,其中拥有丰富种源的棕榈贡献率最高;(3)种群基径级结构的总体发展趋势由间歇型转变为单峰型。其中棕榈有持续增加的趋势,而女贞和小叶女贞都处于衰退状态,林下植被恢复处于偏途演替阶段;(4)适合生长于林下阴湿生境的棕榈、八角金盘和小叶女贞具有较快的高生长速率。研究结果表明生境、种源以及种子扩散方式为人工水杉林在放弃管护后林下植被自然恢复的主要限制因素。 为进一步验证中心城区人工植被自然恢复的主要限制因子为生境、种源以及种子传播方式,从而推断出人工植被自然恢复的潜力,笔者在以上研究的基础上对上海市中心城区不同垂直结构的人工植被进行了调查分析,共调查305个样方,记录种子植物97科,203属,277种。参照《中国植被》的分类方法,对所调查人工植被进行了分类,第1级在外貌水平上进行划分;第2级在生活型水平上进行划分;第3级在群落建群种水平上进行划分;第4级在各层优势种水平上划分。针对草本群落结构,运用PC-ORD软件对春、秋两季所调查的草本群落样方进行Cluster聚类分析,共将春季和秋季群落划分为24个和28个群落类型。在以上分类基础上,可将上海市中心城区所调查人工植被群落分为乔-灌-草、乔-草、灌-草、草本群落4大类,同时对所划分群落类型、生境条件及其生长现状进行了详细描述,在此基础上对不同类型人工植被自然恢复进行研究。 在对上海中心城区人工植被分类描述的基础上,分析研究不同结构植物群落更新层的生物多样性、更新层木本植物种类组成、种子传播方式及其与生境的相关性,分析结果显示:(1)不同结构植物群落更新层的Shannon-wiener指数(H)由高到低依次为乔-草结构、乔-灌-草结构、灌-草结构、草本结构,春、秋季变化不大;(2)共记录中心城区人工植被自然更新层木本植物实生苗59种,其中常绿针叶树种仅罗汉松一种,常绿阔叶树种17科24种,落叶阔叶树种23科34种,乔-灌-草结构植物群落出现的木本植物实生苗种类最多,其次为乔-草结构和灌-草结构,最后为草本群落;(3)四种类型中木本植物实生苗的出现频率从高到低依次为乔-灌-草结构、乔-草结构、灌-草结构、草本群落结构;(4)更新层木本植物的种子传播方式多为鸟类和风力,少数为人类传播;(5)运用PC-ORD软件对春、秋两季四种结构植物群落自然更新层物种分布与生境因子的相关性进行CCA相关性分析,同时运用SPSS软件进行显著性分析,表明光照、更新层盖度为人工植被自然更新的主要限制因子,验证了长期跟踪调查样地研究所得的结论。 在以上研究基础上,以是否为乡土树种为依据分为乡土种和栽培种两大类。以生活型、耐荫性、种子散布方式为依据进一步将乡土树种划分为先锋种、途中种、顶级种、伴生种四大类,同时将栽培种依据是否可以自更新划分为逸生种、园艺栽培品种以及棕榈三大类。在此基础上推断出上海中心城区人工植被可自然恢复至该地区地形顶级,而无法自然恢复至上海地区地带性植被,只能停留在气候顶级前期阶段。