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北京市花岗岩与白云岩山体植物群落研究

亓玉婷 崔婧沄 张丹丹 郝培尧 董丽

亓玉婷, 崔婧沄, 张丹丹, 郝培尧, 董丽. 北京市花岗岩与白云岩山体植物群落研究[J]. 北京林业大学学报. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190472
引用本文: 亓玉婷, 崔婧沄, 张丹丹, 郝培尧, 董丽. 北京市花岗岩与白云岩山体植物群落研究[J]. 北京林业大学学报. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190472
Qi Yuting, Cui Jingyun, Zhang Dandan, Hao Peiyao, Dong Li. Research on Species Diversity of Plant Community in Granite and Dolomite Mountains of Beijing[J]. Journal of Beijing Forestry University. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190472
Citation: Qi Yuting, Cui Jingyun, Zhang Dandan, Hao Peiyao, Dong Li. Research on Species Diversity of Plant Community in Granite and Dolomite Mountains of Beijing[J]. Journal of Beijing Forestry University. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190472

北京市花岗岩与白云岩山体植物群落研究

doi: 10.12171/j.1000-1522.20190472
基金项目: 中央高校基本科研业务费专项(2019ZY44),北京市科技计划项目(D171100007217003),北京市共建项目()
详细信息
    作者简介:

    亓玉婷。主要研究方向:健康景观、园林植物景观规划设计。Email:qiyuting@bjfu.edu.cn. 地址:100083北京市海淀区清华东路35号北京林业大学园林学院

    通讯作者:

    郝培尧,博士,副教授。主要研究方向:园林植物景观规划设计。Email:haopeiyao@bjfu.edu.cn 地址:同上

Research on Species Diversity of Plant Community in Granite and Dolomite Mountains of Beijing

  • 摘要:   目的  以北京市花岗岩与白云岩山体为研究地,探究不同基岩条件下植物群落的差异性,为北京市花岗岩与白云岩山体植被修复提供科学依据。  方法  实验分别选择花岗岩与白云岩山体各3座,通过样方调查,从物种构成、生物多样性、海拔梯度特征、相似性系数等方面对两种不同基岩的山体植物群落特征进行分析。  结果  (1)花岗岩山体植被共计188种,隶属61科148属;白云岩山体植被共计95种,隶属38科80属;均以禾本科、蝶形花科、菊科为优势科,是两种基岩山体重要的植物修复种植资源来源。(2)采用对不同生活型分别进行测度的方法,得出北京市两种基岩山体植被之间乔木层、灌木层、草本层的优势种,可作为山体修复的重要材料。(3)对比花岗岩山体内部植物群落特征,发现彼此之间不具有一致性;对比白云岩山体内部植物群落特征,发现具有较高一致性。对比花岗岩、白云岩山体植物群落特征发现具有较高一致性。  结论  不同花岗岩与白云岩山体的植物群落物种在优势科属上具有一致性,是花岗岩与白云岩山体生态修复的重要植物资源。通过比较各山体间的相似性,表明进行花岗岩山体植物修复时不能一概而论,应注意区分不同立地条件;而针对白云岩山体,则可以采用类似的方法和植物种类进行修复。
  • 图  1  选点区位图

    Figure  1.  The map of selected sites

    图  2  北京市花岗岩山体样方分布

    Figure  2.  Quadrat distribution of granite mountain in Beijing

    图  3  北京市白云岩山体样方分布

    Figure  3.  Quadrat distribution of dolomite mountain in Beijing

    图  4  花岗岩山体样地风貌

    Figure  4.  The Landscape of sample plot in granite mountain

    图  5  白云岩山体样地风貌

    Figure  5.  The Landscape of sample plot in dolomite mountain

    图  6  不同海拔梯度北京花岗岩山体综合多样性指数

    Figure  6.  The diversity index of Beijing granite mountain in different altitude

    图  7  不同海拔梯度下北京白云岩山体综合多样性

    Figure  7.  The diversity index of Beijing dolomite Mountains in different altitude

    图  8  山地植被自然分布规律中的DP格局类型

    DP. 单调递减格局Decreasing pattern;UP. 单峰格局Unimodal pattern;SP. 水平格局Smooth pattern;TP. 双峰格局. Two peaks pattern. 引自参考文献[39] Cited from reference [39]

    Figure  8.  The type of DP pattern in the natural distribution of mountain vegetation

    图  9  北京花岗岩及白云岩山体植物季相占比

    Figure  9.  The proportion of the flora of granite and dolomite in Beijing

    图  10  北京花岗岩及白云岩山体彩色植物种类数

    Figure  10.  The number of color plant species of granite and dolomite in Beijing

    表  1  研究地概况

    Table  1.   Overview of the research site

    基岩类型
    Bedrock type
    研究地
    Site of Study
    经纬度
    Longitude and latitude
    位置
    Location
    花岗岩
    GraniteG
    盘山
    Panshan Mountain
    117°15′ ~ 117°18′E
    40°05′ ~ 40°06′N
    北京平谷区东北部
    Northeast of Pinggu District of Beijing
    凤凰岭自然风景公园
    Fenghuangling Nature Park
    116°04′21.6″ ~ 116°05′21.3″E
    40°05′31.9″ ~ 40°07′07.1″N
    北京市海淀区西北部
    Northwest of Haidian District of Beijing
    沙厂村后山
    the mountain behind Shachang Village
    117°01′3.1″ ~ 117°01′32.2″E
    40°23′12.6″ ~ 40°23′37.0″N
    北京市密云县
    Miyun County of Beijing
    白云岩
    Dolomite
    渔阳地区山体
    Mountains of Yuyang area
    117°07′15.9″ ~ 117°12′21.0″E
    40°04′56.8″ ~ 40°06′08.1″N
    北京市平谷区
    Pinggu District of Beijing
    向阳村
    Xiangyang Village
    117°17′17″ ~ 117°17′42″E
    40°08′31″ ~ 40°08′41″N
    北京市平谷区东南部
    Southeast of Pinggu District of Beijing
    峪口北山
    The northern mountain of Yukou Town
    116°59′6.8″ ~ 117°0′7.9″E
    40°12′34.2″ ~ 40°13′10.3″N
    北京市平谷区中部
    Central Pinggu District of Beijing
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    表  2  不同海拔研究地的样方数量分布

    Table  2.   Quadrat distribution of the research site

    研究地 Site of Study(100,200](200,300](300,400](400,500](500,600](600,700](700,800](800,900]总计 Total
    盘山 Panshan Mountain5311461223
    凤凰岭公园 Fenghuangling Nature Park75217325
    沙厂村后山 The mountain behind Shachang Village6915
    渔阳地区山体 Mountains of Yuyang area2419649
    向阳村山体 The mountain of Xiangyang Village527
    峪口北山 The northern mountain of Yukou Town156
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    表  3  北京市花岗岩山体植被优势科

    Table  3.   Statistical of advantage family of Granite Mountains in Beijing

    科 Family菊科 Compistae蝶形花科 Fabaceae蔷薇科 Rosaceae禾本科 Gramineae唇形科 Labitatae
    种数 Number of species251615116
    比例 Proportion/%13.308.517.985.853.19
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    表  4  不同海拔梯度北京市花岗岩山体优势种及重要值(前5位)

    Table  4.   Dominant species and important values of Beijing granite mountain in different altitude gradients(top 5)

    群落层次 Layer海拔 Altitude/m(100,200](200,300](300,400](400,500](500,600](600,700](700,800](800,900]
    乔木 Tree栓皮栎 Quercus variabilis17.8422.1810.2515.7926.1914.5028.57
    臭椿 Ailanthus altissima13.2511.47
    侧柏 Platycladus orientalis10.3320.96
    槲栎 Quercus aliena8.5917.5533.0622.5613.7015.0832.91
    油松 Pinus tabuliformis8.398.609.1511.9016.67
    灌木 Shrub荆条 Vitex negundo var. heterophylla28.7033.7526.0832.5032.9717.3417.79
    酸枣 Ziziphus jujuba var. spinosa15.3814.56
    多花胡枝子 Lespedeza floribunda10.3616.814.858.758.64
    小叶鼠李 Rhamnus parvifolia6.509.2914.1511.99
    杭子梢 Campylotropis macrocarpa11.9932.5031.73
    草本 Herb阿拉伯黄背草 Themeda triandra4.436.997.194.06
    白莲蒿 Artemisia sacrorum3.394.949.596.65
    野青茅 Deyeuxia arundinacea8.41
    披针薹草 Eleusine indica4.4810.295.8423.8110.51
    黄花蒿 Artemisia annua8.508.914.71
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    表  5  北京市花岗岩山体综合种相似性

    Table  5.   The similarity coefficient of species among Granite Mountains in Beijing

    研究地
    Site of Study
    总数
    Amount
    共有广布种
    Dispersed Species
    广布种外共种
    Intersection Species
    Czechanowski系数
    Czechanowski Index/%
    Szymkiewicz系数
    Szymkiewicz Index/%
    凤凰岭自然风景公园
    Fenghuangling Nature Park
    131225141.1343.59
    盘山
    Panshan Mountain
    117
    凤凰岭自然风景公园
    Fenghuangling Nature Park
    131132829.7949.12
    沙厂村后山
    The mountain behind Shachang Village
    57
    盘山
    Panshan Mountain
    117132731.0347.37
    沙厂村后山
    The mountain behind Shachang Village
    57
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    表  6  北京市白云岩山体植被优势科

    Table  6.   Statistical of advantage family of dolomite Mountains in Beijing


    Fmily
    菊科
    Compistae
    禾本科
    Gramineae
    蝶形花科
    Fabaceae
    蔷薇科
    Rosaceae
    百合科
    Liliaceae
    大戟科
    Euphorbiaceae
    堇菜科
    Violaceae
    种数 Number of species131088444
    比例/% Proportion13.6810.538.428.424.214.214.21
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    表  7  不同海拔梯度北京市白云岩山体优势种及重要值(前5位)

    Table  7.   Dominant species and important values of Beijing dolomite mountain at different altitudes(top 5)

    群落层次 Layer海拔 Altitude/m(100,150](150,200](200,250](250,300](300,350](350,400](400,450]
    乔木 Tree侧柏 Platycladus orientalis44.3448.7038.0816.5756.0641.95
    黄栌 Cotinus coggygria8.4113.9618.37
    大果榆 Ulmus macrocarpa8.138.597.0121.2219.48
    油松 Pinus tabuliformis6.8720.2019.85
    栓皮栎 Quercus variabilis7.8916.9315.6915.4513.67
    小叶白蜡 Fraxinus bungeana14.16
    灌木 Shrub荆条 Vitex negundo var. heterophylla36.6638.2134.6926.5018.7520.8518.75
    酸枣 Ziziphus jujuba var. spinosa23.2718.8817.109.949.82
    小叶鼠李 Rhamnus parvifolia10.7914.5810.3117.5616.9616.8219.38
    孩儿拳头 Grewia biloba10.7915.7411.119.308.0410.3713.75
    多花胡枝子 Lespedeza floribunda7.588.7810.5516.0711.8118.13
    草本 Herb阿拉伯黄背草 Themeda triandra13.9512.6413.0610.6010.29
    野青茅 Deyeuxia arundinacea13.7923.3220.6812.8512.7713.15
    白莲蒿 Artemisia sacrorum5.137.937.7310.64
    披针薹草 Eleusine indica13.068.1221.28
    茜草 Rubia cordifolia8.636.779.80
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    表  8  北京市白云岩山体综合种相似性

    Table  8.   The similarity coefficient of species among dolomite Mountains in Beijing

    研究地
    Site of Study
    总数
    Amount
    共有广布种
    Dispersed Species
    广布种外共有种
    Intersection Species
    Czechanowski系数
    Czechanowski Index/%
    Szymkiewicz系数
    Szymkiewicz Index/%
    渔阳地区 Yuyang area83102946.4069.05
    向阳村 Xiangyang Village42
    渔阳地区 Yuyang area8351630.4872.73
    峪口北山 The northern mountain of Yukou Town22
    向阳村 Xiangyang Village4241546.8868.18
    峪口北山 The northern mountain of Yukou Town22
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    表  9  北京市花岗岩山体-白云岩山体非广布种相似性

    Table  9.   The similarity coefficient of species without dispersed species between Granite and dolomite Mountains in Beijing

    研究地
    Site of Study
    总数
    Amount
    共有广布种
    Dispersed Species
    广布种外共有种
    Intersection Species
    Czechanowski系数
    Czechanowski Index/%
    Szymkiewicz系数
    Szymkiewicz Index/%
    花岗岩山体 Granite mountain188265941.7062.11
    白云岩山体 Dolomite mountain95
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    , 冯晓峰, 王玉兵, 郭晓萍, 严晓素, 温秀凤3, 王华芳, 赵兵, 骈瑞琪, 于京民2, 冯仲科, 张志翔, 邹坤, 杨伟光, 李镇宇, 呼晓姝, 张兴杰, 林善枝, 王民中, 王玉春, 李凤兰, 丁霞, 刘玉军, 孙建华, 张庆, 陶凤杰, 刘艳, 陈卫平, 沈应柏, 蒋平, 付瑞海, 赵新丽, 马建海, 汪植.  松材线虫入侵对马尾松林植物群落功能的影响 . 北京林业大学学报,
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    , 吴坚, 张志翔, 高荣孚, 刘玉军, 冯仲科, 赵兵, 冯晓峰, 王瑛, 温秀凤3, 王晓楠, 邹坤, 谢磊, 王玉兵, 王冬梅, 王建中, 严晓素, 尹伟伦, 骈瑞琪, 于京民2, 郭晓萍, 沈应柏, 陶凤杰, 张兴杰, 林善枝, 丁霞, 张庆, 王民中, 王玉春, 呼晓姝, 陈卫平, 杨伟光, 刘艳, 李凤兰, 刘玉军, 李镇宇, 孙建华, 赵新丽, 马建海, 蒋平, 付瑞海, 汪植.  木本植物木质部栓塞修复机制的探讨 . 北京林业大学学报,
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-12-23
  • 修回日期:  2020-06-14
  • 网络出版日期:  2021-02-08

北京市花岗岩与白云岩山体植物群落研究

doi: 10.12171/j.1000-1522.20190472
    基金项目:  中央高校基本科研业务费专项(2019ZY44),北京市科技计划项目(D171100007217003),北京市共建项目()
    作者简介:

    亓玉婷。主要研究方向:健康景观、园林植物景观规划设计。Email:qiyuting@bjfu.edu.cn. 地址:100083北京市海淀区清华东路35号北京林业大学园林学院

    通讯作者: 郝培尧,博士,副教授。主要研究方向:园林植物景观规划设计。Email:haopeiyao@bjfu.edu.cn 地址:同上

摘要:   目的  以北京市花岗岩与白云岩山体为研究地,探究不同基岩条件下植物群落的差异性,为北京市花岗岩与白云岩山体植被修复提供科学依据。  方法  实验分别选择花岗岩与白云岩山体各3座,通过样方调查,从物种构成、生物多样性、海拔梯度特征、相似性系数等方面对两种不同基岩的山体植物群落特征进行分析。  结果  (1)花岗岩山体植被共计188种,隶属61科148属;白云岩山体植被共计95种,隶属38科80属;均以禾本科、蝶形花科、菊科为优势科,是两种基岩山体重要的植物修复种植资源来源。(2)采用对不同生活型分别进行测度的方法,得出北京市两种基岩山体植被之间乔木层、灌木层、草本层的优势种,可作为山体修复的重要材料。(3)对比花岗岩山体内部植物群落特征,发现彼此之间不具有一致性;对比白云岩山体内部植物群落特征,发现具有较高一致性。对比花岗岩、白云岩山体植物群落特征发现具有较高一致性。  结论  不同花岗岩与白云岩山体的植物群落物种在优势科属上具有一致性,是花岗岩与白云岩山体生态修复的重要植物资源。通过比较各山体间的相似性,表明进行花岗岩山体植物修复时不能一概而论,应注意区分不同立地条件;而针对白云岩山体,则可以采用类似的方法和植物种类进行修复。

English Abstract

亓玉婷, 崔婧沄, 张丹丹, 郝培尧, 董丽. 北京市花岗岩与白云岩山体植物群落研究[J]. 北京林业大学学报. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190472
引用本文: 亓玉婷, 崔婧沄, 张丹丹, 郝培尧, 董丽. 北京市花岗岩与白云岩山体植物群落研究[J]. 北京林业大学学报. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190472
Qi Yuting, Cui Jingyun, Zhang Dandan, Hao Peiyao, Dong Li. Research on Species Diversity of Plant Community in Granite and Dolomite Mountains of Beijing[J]. Journal of Beijing Forestry University. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190472
Citation: Qi Yuting, Cui Jingyun, Zhang Dandan, Hao Peiyao, Dong Li. Research on Species Diversity of Plant Community in Granite and Dolomite Mountains of Beijing[J]. Journal of Beijing Forestry University. doi: 10.12171/j.1000-1522.20190472
  • 北京矿产资源丰富且分布不均衡,花岗岩和白云岩等非金属矿在北京山区分布广泛。大面积的矿山和荒山废弃地,导致了一系列环境问题,严重制约了国民经济的进一步发展,因此,矿山、荒山废弃地的生态修复,尤其是植被修复迫在眉睫。岩石作为矿产的来源、植物生长基质的母质,对植物景观有重要的影响。通过对不同基岩条件下植物景观特征的研究,为相同岩石条件的破坏地生态系统的重建、园林植物景观的生态构建提供参考依据。目前关于基岩与植物景观特征之间的直接研究较少。陈洁[1]对怒江河谷潞江段土壤与基岩、土壤与植被之间的关系进行了研究;国外则有针对不同植物种群土壤成分相近的地区,基岩条件的不同导致对植物营养成分供应差异的研究[2]。而另一关于海拔、气候条件均相近的地区,不同样点组分不同的基岩条件下相同植物种群(形成群落后)景观风貌相去甚远[3]的研究则可以直接为基岩与植物景观之间的关联性提供佐证。植物群落是指生活在一定地段的植物种群的集合[4],岳永杰等[5]通过调研雾灵山群落的物种构成与物种生活型,总结出了雾灵山的植物群落结构特征;植物群落多样性是指植物群落在组成、结构、功能和动态方面的丰富差异,它是群落结构和功能复杂性的度量[6]。路端正等[7-8]和刘全儒等[9-11]对北京植物进行了增补,任宪威等[12]、马克平等[13]和吴晓莆[14]分别对北京市松山、东灵山、喇叭沟门等地的植物多样性进行了研究。许彬等[15]、刘明旺等[16]对百花山的植物群落生态学进行了研究。如今被破坏的矿山废弃地中,存在大面积的矿产废弃物堆积以及裸露矿坑,矿山上的自然原生植被消失殆尽,土壤沙化、水土流失严重,因此实现矿山废弃地的植被修复具有战略性意义。本文通过对北京市花岗岩、白云岩山体植被特征的对比研究,分析两种基岩条件对应的植物群落特征,可针对矿山的基岩条件做出对应的修复植物搭配。对这两种岩性山体废弃地的生态恢复以及该两种岩性山体的生态造林具有重要意义。尤其在针对两种岩性山体进行植被恢复时,本研究对其构建群落的物种选择、群落模式均有指导意义,在对实现山体复绿、废弃地的可持续发展过程中可发挥作用。

    • 花岗岩与白云岩分别代表了一种生成原理相对单纯的岩石类型,对于植被特征的差异化研究具有一定的有利性。根据北京市地质图、遥感卫星影像(借助Google Earth)等资料数据,确定不同岩性山体分布状况,通过控制变量的方式,确定进行花岗岩山体—白云岩山体的植物景观特征比较的山体区域。

      考虑到山体岩性、地理分布的均匀性、场地的可达性、岩性特征的明显程度以及人为干预的程度,分别选择了位于北京市东北部的盘山以及渔阳地区山体作为主要采样研究点(图1表1),辅以凤凰岭自然风景公园、沙厂村后山等和向阳村、峪口北山等采样数据进行实地踏查研究。其中,山体的岩性通过查找《北京市区域地质志》[17]、北京市地质图以及其他文献得到判定。盘山岩体由各类花岗岩组成,凤凰岭一带接近阳坊花岗岩体中心,岩石成分中石英含量较多,多为巨大的整块花岗岩山体;沙厂村后山属于长城期的花岗岩。向阳村山体为蓟县群白云岩,其他山体岩性复杂,通过《平谷新城研究区基岩地层划分图》[18]得知峪口北山岩性为长城系高于庄组白云岩,渔阳地区为蓟县系雾迷山组白云岩。

      图  1  选点区位图

      Figure 1.  The map of selected sites

      表 1  研究地概况

      Table 1.  Overview of the research site

      基岩类型
      Bedrock type
      研究地
      Site of Study
      经纬度
      Longitude and latitude
      位置
      Location
      花岗岩
      GraniteG
      盘山
      Panshan Mountain
      117°15′ ~ 117°18′E
      40°05′ ~ 40°06′N
      北京平谷区东北部
      Northeast of Pinggu District of Beijing
      凤凰岭自然风景公园
      Fenghuangling Nature Park
      116°04′21.6″ ~ 116°05′21.3″E
      40°05′31.9″ ~ 40°07′07.1″N
      北京市海淀区西北部
      Northwest of Haidian District of Beijing
      沙厂村后山
      the mountain behind Shachang Village
      117°01′3.1″ ~ 117°01′32.2″E
      40°23′12.6″ ~ 40°23′37.0″N
      北京市密云县
      Miyun County of Beijing
      白云岩
      Dolomite
      渔阳地区山体
      Mountains of Yuyang area
      117°07′15.9″ ~ 117°12′21.0″E
      40°04′56.8″ ~ 40°06′08.1″N
      北京市平谷区
      Pinggu District of Beijing
      向阳村
      Xiangyang Village
      117°17′17″ ~ 117°17′42″E
      40°08′31″ ~ 40°08′41″N
      北京市平谷区东南部
      Southeast of Pinggu District of Beijing
      峪口北山
      The northern mountain of Yukou Town
      116°59′6.8″ ~ 117°0′7.9″E
      40°12′34.2″ ~ 40°13′10.3″N
      北京市平谷区中部
      Central Pinggu District of Beijing
    • 研究中使用定点采样法,根据前期对于研究地地理信息以及植被情况的研究,获取卫星影像确定调研路线,根据路线确定采样点(表2图2图3)。

      表 2  不同海拔研究地的样方数量分布

      Table 2.  Quadrat distribution of the research site

      研究地 Site of Study(100,200](200,300](300,400](400,500](500,600](600,700](700,800](800,900]总计 Total
      盘山 Panshan Mountain5311461223
      凤凰岭公园 Fenghuangling Nature Park75217325
      沙厂村后山 The mountain behind Shachang Village6915
      渔阳地区山体 Mountains of Yuyang area2419649
      向阳村山体 The mountain of Xiangyang Village527
      峪口北山 The northern mountain of Yukou Town156

      图  2  北京市花岗岩山体样方分布

      Figure 2.  Quadrat distribution of granite mountain in Beijing

      图  3  北京市白云岩山体样方分布

      Figure 3.  Quadrat distribution of dolomite mountain in Beijing

    • 土壤是由基岩风化形成的,土壤的发育情况、基岩的岩性与当地的气候条件共同决定了植物群落的丰富度[19],因此基岩、土壤与植物群落三者之间的关系密不可分。根据《中国山地植被建设的理论与实践》[20],不同岩类风化形成的土壤,其物理性质、母质层薄厚以及生产潜力也不尽相同。

      (1)土壤类型

      徐礼煜[21]的研究结果表明生物气候条件相同,母质不同,土壤发育程度有一定差异。黄丽丽[22]的研究结果表明不同土壤类型条件下,山体植被类型有一定的差异。根据《北京市土壤类型图》,6座山体均为褐土,具体原因应受气候带的影响。但是不同母质形成的褐土,发育程度有所不同,其植物活动也有一定的差异[21]

      (2)土壤厚度

      土层厚度为土壤表层到基岩的距离[23],是引起植物群落数量特征和多样性变化的首要因子[24]。通过张凤荣等[25]和粟维斌等[26]的研究可知,花岗岩矿物组成比较复杂,不易于物理风化。白云岩成土能力更差,土壤厚度更低,因此,花岗岩与白云岩分化的土壤厚度有明显差异。在北京同样的气候条件下,母岩对土壤的发育速度和土壤性质有着明显的影响。而且在一定坡度范围内,土壤厚度随着坡度的增大而减小[27],调查发现,在土层浅薄的条件下,大部分为草本植物,稍厚处则覆盖灌木,而栓皮栎(Quercus variabilis)、槲栎(Quercus aliena)等乔木一般生长在土层深厚的立地条件上,因此可以说明(推测)花岗岩与白云岩分化的土壤发育程度不同,对植被类型产生不同影响。

    • 自然植物群落是经过长时间的生长发育,在自然界中自生而成的[28],其优势种基本为本地区的乡土植物,能够反映当地的植被风貌[29]。人工栽培群落是在考虑气候条件、地形地貌、土壤等环境因素的基础上模拟自然群落形成的更有观赏性的植物群落[30]。本文的研究重点在于基岩风化的土壤对植物群落的影响,若为人工栽培群落,则受人为影响较大,为减少人为因素对研究结果的干扰,调查时在各山体分海拔梯度设置样点。根据《北京市浅山区协调发展规划》(2010—2020),把北京市高程100 ~ 300 m的浅山丘陵地区定义为浅山区。一般来说,低山地区由于游客众多、管理力度强,有较多人工种植的植物种类;中高山地区由于管理力度较弱、游客人数少,因此植物群落保持天然状态,物种多样性明显较高。

      通过查阅《北京植物志》[31]、《北京森林植物多样性分布与保护管理》[32]、《北京森林植物图谱》[33]等文献可知,在花岗岩的3座山体中(图4),凤凰岭自然风景公园及盘山的浅山区部分受人为干预较大,在高海拔以及游览路线外的区域仍有自然演替程度高、保持了原本物种组成和群落结构的地块,具有较高的研究价值。沙厂村后山及零散地块则分布于人为干预少、原生状态保持较好的地区,具有较高的生态植被修复指导价值。

      图  4  花岗岩山体样地风貌

      Figure 4.  The Landscape of sample plot in granite mountain

      在基岩为白云岩的调研地山体中(图5),除油松(Pinus tabuliformis)、侧柏(Platycladus orientalis)、刺槐(Robinia pseudoacacia)等少量人工栽培植物外,其余均为原生植物群落。人工栽培的油松等植物经过数十年演替不仅适应了北京市地山地气候、逐渐成为群落的优势种,还自然繁衍产生了次生群落,所以人为干扰情况对白云岩山体的影响较小。

      图  5  白云岩山体样地风貌

      Figure 5.  The Landscape of sample plot in dolomite mountain

    • 采用线路踏查法对线路进行均匀取样,约200 m进行一次样方采集,样方面积为20 m × 20 m。对群落类型的调查采取典型抽样的方法,针对不同的群系类型采取以下抽样方法:乔木样地为20 m × 20 m,乔木样地内设置5个2 m × 2 m的灌木样方和10个1 m × 1 m的草本样方。灌木样方分布于样地四角与中心,草本样方随机分布样地内。灌木样地为10 m × 10 m,内设5个1 m × 1 m的草本样方,草本样方分布于样地四角与中心。草本样地为1 m × 1 m,一般依海拔设置,相邻样方海拔间隔为50 m。

      调查项目有植物种类、数量、株高、冠幅、胸径(或地径)、多优度、盖度等,并记录各样地的海拔高度、坡度、坡向、地形等环境因子。同时,描述样地群落的外貌,包括颜色、质地、林冠线、群落分布状况等。调查时间为3月下旬至6月初。

    • 借助《北京植物志》工具书和专著等对数据进行核对、整理;应用Excel等相关软件对原始数据资料进行统计和计算。其中涉及的计算的内容有:

      (1)生活型分析

      物种重要值计算:重要值 =(相对多度 + 相对频度 + 相对显著度)/3

      (2)物种多样性指数:包括以下指标[35]:Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson多样性指数(D)、Patrick丰富度指数(R)和Pielou均匀度指数(E)。

      $$ H=-{\sum \limits _{i=1}^{S}}{\rm{ln}}{P}_{i} $$
      $$ D=1-\sum\limits _{i=1}^{S}{{P}_{i}}^{2} $$
      $$ E=H/{\rm{ln}}S $$
      $$ {R}={S} $$

      式中:S为样地中总物种数;Pi表示物种的重要值。

      (3)相似性指数:本研究采用种相似性系数(Czechanowski系数)和属相似性系数(Szymkiewicz系数)来分别进行计算,衡量不同山体(地区)之间植物群落的相关程度。

    • 山体的微生境包括海拔、坡度、坡向、降水等因素,直接影响到植物群落的组成与结构。Gerdol[36]认为微生境会影响物种多样性与植被覆盖率。坡度与坡向对植物群落特征影响较大,坡向的不同会对土壤含水量、养分、pH等产生一定影响[37]。Sternberg等[38]认为坡向对植物生物量、群落结构、组成及密度有一定影响。出于控制变量考虑,样地的立地类型均选择为阳坡(150° ~ 210°)坡面。坡度集中在5° ~ 25°(可耕种范围),≥ 25°(陡坡及以上)者另行分析,主要分析海拔梯度的影响。

    • 从总体植被特征来看,凤凰岭和盘山均属于暖温带落叶阔叶林,沙厂村后山阳坡植物种类贫瘠,灌木为主要建群植物类型。三者的草本植物种类丰富。根据上述三地以及零散地块的植物调查统计结果,花岗岩山体植物共计188种,隶属61科148属。以菊科(Compistae)、蝶形花科(Fabaceae)、蔷薇科(Rosaceae)、禾本科(Gramineae)、唇形科(Labitatae)的植物为主。这些科的植物种类所占比例共计占调查范围内全部植物种类的38.83%(表3)。

      表 3  北京市花岗岩山体植被优势科

      Table 3.  Statistical of advantage family of Granite Mountains in Beijing

      科 Family菊科 Compistae蝶形花科 Fabaceae蔷薇科 Rosaceae禾本科 Gramineae唇形科 Labitatae
      种数 Number of species251615116
      比例 Proportion/%13.308.517.985.853.19
    • 分析凤凰岭自然风景公园、沙厂村后山、盘山三地以及零散地块在不同海拔梯度下的多样性(图6)。

      图  6  不同海拔梯度北京花岗岩山体综合多样性指数

      Figure 6.  The diversity index of Beijing granite mountain in different altitude

      图6分析可知:以凤凰岭、盘山两景区为代表的花岗岩山体,低山地区由于有较多人工种植和人为传播的植物种类,生物多样性高,尤其草本层呈现出极高的丰富度,为山体修复提供了良好的种质库资源。海拔300 ~ 500 m处由于游览道路设置坡向问题,采样量小以及大量裸露基岩的存在导致物种丰富度较低;中高山地区由于管理力度较弱、游客人数少,植物群落保持天然状态,物种多样性明显较高;高海拔地区生物多样性较低。沙厂村后山虽然物种丰富度比较贫瘠,但草本层在两个海拔梯度之间呈现出较高的多样性水平。

    • 在不同的海拔梯度下对调研地的3座山体进行物种重要值分析(表4)。

      表 4  不同海拔梯度北京市花岗岩山体优势种及重要值(前5位)

      Table 4.  Dominant species and important values of Beijing granite mountain in different altitude gradients(top 5)

      群落层次 Layer海拔 Altitude/m(100,200](200,300](300,400](400,500](500,600](600,700](700,800](800,900]
      乔木 Tree栓皮栎 Quercus variabilis17.8422.1810.2515.7926.1914.5028.57
      臭椿 Ailanthus altissima13.2511.47
      侧柏 Platycladus orientalis10.3320.96
      槲栎 Quercus aliena8.5917.5533.0622.5613.7015.0832.91
      油松 Pinus tabuliformis8.398.609.1511.9016.67
      灌木 Shrub荆条 Vitex negundo var. heterophylla28.7033.7526.0832.5032.9717.3417.79
      酸枣 Ziziphus jujuba var. spinosa15.3814.56
      多花胡枝子 Lespedeza floribunda10.3616.814.858.758.64
      小叶鼠李 Rhamnus parvifolia6.509.2914.1511.99
      杭子梢 Campylotropis macrocarpa11.9932.5031.73
      草本 Herb阿拉伯黄背草 Themeda triandra4.436.997.194.06
      白莲蒿 Artemisia sacrorum3.394.949.596.65
      野青茅 Deyeuxia arundinacea8.41
      披针薹草 Eleusine indica4.4810.295.8423.8110.51
      黄花蒿 Artemisia annua8.508.914.71

      表4可以看出:北京市花岗岩山体乔木层优势种为栓皮栎和槲栎,且没有较大海拔差异性;而灌木层综合而言优势种为荆条,荆条-小叶鼠李和荆条-多花胡枝子构成了灌木层的骨架,其余伴生灌木随着海拔变化而改变,高山地区以杭子梢为主要伴生种;草本层分布较为零散,在低山地区白莲蒿分布较广,而中高山地区披针薹草分布较广。

    • 由于无从得知该相似性是由于人工及广布科、属、种造成的还是由于彼此之间的亲缘性造成的,因此在去除广布科、属、种条件下进行分析计算。由于3座山体的科、属几乎均为广布科、属,因此只从种的水平层面进行分析(表5)。

      表 5  北京市花岗岩山体综合种相似性

      Table 5.  The similarity coefficient of species among Granite Mountains in Beijing

      研究地
      Site of Study
      总数
      Amount
      共有广布种
      Dispersed Species
      广布种外共种
      Intersection Species
      Czechanowski系数
      Czechanowski Index/%
      Szymkiewicz系数
      Szymkiewicz Index/%
      凤凰岭自然风景公园
      Fenghuangling Nature Park
      131225141.1343.59
      盘山
      Panshan Mountain
      117
      凤凰岭自然风景公园
      Fenghuangling Nature Park
      131132829.7949.12
      沙厂村后山
      The mountain behind Shachang Village
      57
      盘山
      Panshan Mountain
      117132731.0347.37
      沙厂村后山
      The mountain behind Shachang Village
      57

      表5可知,在排除广布种之后,3座山体彼此之间的Szymkiewicz系数均已降至50%以下,可见三者之间的相似性水平较低,尤其是凤凰岭与盘山两座物种多样性程度较高的山体,相似性水平最低。

    • 从总体植被特征来看,渔阳地区属暖温带落叶阔叶林,向阳村阳坡的植物种类较为匮乏,峪口北山阳坡的植物种类较为匮乏,属暖温带针阔混交林,三者均灌、草群落较为多见。

      根据植物调查统计结果,白云岩山体的植物植被共计95种,隶属38科80属。以菊科、禾本科、蝶形花科、蔷薇科、百合科(Liliaceae)、大戟科(Euphorbiaceae)、堇菜科(Violaceae)的植物为主。这些科的植物种类所占比例共计占调查范围内全部植物种类的53.68%(表6)。

      表 6  北京市白云岩山体植被优势科

      Table 6.  Statistical of advantage family of dolomite Mountains in Beijing


      Fmily
      菊科
      Compistae
      禾本科
      Gramineae
      蝶形花科
      Fabaceae
      蔷薇科
      Rosaceae
      百合科
      Liliaceae
      大戟科
      Euphorbiaceae
      堇菜科
      Violaceae
      种数 Number of species131088444
      比例/% Proportion13.6810.538.428.424.214.214.21
    • 在不同海拔梯度下,综合三地并结合零散地块数据,对调研地的3个北京市白云岩山体进行生物多样性分析(图7)。

      图  7  不同海拔梯度下北京白云岩山体综合多样性

      Figure 7.  The diversity index of Beijing dolomite Mountains in different altitude

      综合来看,白云岩山地综合物种多样性各项指数呈现出随海拔上升而逐渐下降的趋势。100 ~ 150 m海拔区段的物种多样性和丰富度远高于400 ~ 450 m海拔区段。这一模式符合山地植被自然分布规律中的DP格局类型(图8)。其中:DP为单调递减格局(Decreasing pattern),表示山体植物丰富度与海拔呈正相关;UP为单峰格局(Unimodal pattern),表示多样性随海拔升高先上升后下降;SP表示水平格局(Smooth pattern),丰富度基本不随海拔变化而变化;TP表示双峰格局(Two peaks pattern)即山体植被多样性随海拔发生两次变化[39]

      图  8  山地植被自然分布规律中的DP格局类型

      Figure 8.  The type of DP pattern in the natural distribution of mountain vegetation

    • 对调研地的3个北京市白云岩山体(地区)的物种重要值进行海拔梯度特征分析,综合三地以及零散地块的调研结果,总结出白云岩山体综合物种重要值海拔梯度特征(表7)。

      表 7  不同海拔梯度北京市白云岩山体优势种及重要值(前5位)

      Table 7.  Dominant species and important values of Beijing dolomite mountain at different altitudes(top 5)

      群落层次 Layer海拔 Altitude/m(100,150](150,200](200,250](250,300](300,350](350,400](400,450]
      乔木 Tree侧柏 Platycladus orientalis44.3448.7038.0816.5756.0641.95
      黄栌 Cotinus coggygria8.4113.9618.37
      大果榆 Ulmus macrocarpa8.138.597.0121.2219.48
      油松 Pinus tabuliformis6.8720.2019.85
      栓皮栎 Quercus variabilis7.8916.9315.6915.4513.67
      小叶白蜡 Fraxinus bungeana14.16
      灌木 Shrub荆条 Vitex negundo var. heterophylla36.6638.2134.6926.5018.7520.8518.75
      酸枣 Ziziphus jujuba var. spinosa23.2718.8817.109.949.82
      小叶鼠李 Rhamnus parvifolia10.7914.5810.3117.5616.9616.8219.38
      孩儿拳头 Grewia biloba10.7915.7411.119.308.0410.3713.75
      多花胡枝子 Lespedeza floribunda7.588.7810.5516.0711.8118.13
      草本 Herb阿拉伯黄背草 Themeda triandra13.9512.6413.0610.6010.29
      野青茅 Deyeuxia arundinacea13.7923.3220.6812.8512.7713.15
      白莲蒿 Artemisia sacrorum5.137.937.7310.64
      披针薹草 Eleusine indica13.068.1221.28
      茜草 Rubia cordifolia8.636.779.80

      表7可以看出:乔、草两层具有一定的海拔差异性。乔木层的绝对优势种是侧柏,几乎占据了各层40%的比重,伴生种主要为大果榆和油松。黄栌在250 m以上区段占比极小,栓皮栎在各个海拔区段均有零散分布,且占比相对较高。小叶白蜡等均只出现在300 m以上区段。灌木层绝对优势种为荆条,群落构成以酸枣、小叶鼠李、孩儿拳头、多花胡枝子4种灌木不同比例与荆条混生。这5种植物占据灌木层90%的比重,伴生杭子梢、雀儿舌头(Leptopus chinensis)等种。草本层以阿拉伯黄背草-野青茅组成,其他种则随海拔有较大变化。综合而言草本层的各种植物相对均匀、零散地分布在各个海拔地区。

    • 北京市白云岩地区3个山体(地区)之间的植物群落特征具有较高的相似性,由于白云岩山体几乎所有科、属均广布,因此单独计算在排除广布种条件下各个山体之间的相似性(表8)。

      表 8  北京市白云岩山体综合种相似性

      Table 8.  The similarity coefficient of species among dolomite Mountains in Beijing

      研究地
      Site of Study
      总数
      Amount
      共有广布种
      Dispersed Species
      广布种外共有种
      Intersection Species
      Czechanowski系数
      Czechanowski Index/%
      Szymkiewicz系数
      Szymkiewicz Index/%
      渔阳地区 Yuyang area83102946.4069.05
      向阳村 Xiangyang Village42
      渔阳地区 Yuyang area8351630.4872.73
      峪口北山 The northern mountain of Yukou Town22
      向阳村 Xiangyang Village4241546.8868.18
      峪口北山 The northern mountain of Yukou Town22

      表8可知:由于向阳村和峪口北山的物种多样性较低,Czechanowski系数一直处于较低水平,但3个山体(地区)之间的Szymkiewicz系数均远大于50%。由此可见,3个山体之间具有比较高的亲缘性,因此可以说明(推测)白云岩山体的植物群落具有一定的一致性,可以作为山体修复的统一参考。

    • 在排除广布种的条件下进行计算分析,结果见表9

      表 9  北京市花岗岩山体-白云岩山体非广布种相似性

      Table 9.  The similarity coefficient of species without dispersed species between Granite and dolomite Mountains in Beijing

      研究地
      Site of Study
      总数
      Amount
      共有广布种
      Dispersed Species
      广布种外共有种
      Intersection Species
      Czechanowski系数
      Czechanowski Index/%
      Szymkiewicz系数
      Szymkiewicz Index/%
      花岗岩山体 Granite mountain188265941.7062.11
      白云岩山体 Dolomite mountain95

      表9可知,花岗岩山体和白云岩山体的植被具有一定的相似性。由于白云岩山体植被的多样性较低,因此Czechanowski系数较低;Szymkiewicz系数 > 50%,说明花岗岩山体和白云岩山体具有一定的亲缘性。

      两种基岩的山体具有相似的乔木优势种(侧柏)和灌木优势种(荆条),乔、灌层的主要构成也是侧柏群落及其伴生种和荆条群落及其伴生种。差别在于侧柏群落的伴生种不同,而荆条群落的伴生种相似。草本层两者略有差异,主要体现在花岗岩山体的草本层多样性、丰富度远高于白云岩山体的草本层。

    • 虽然两地的植物群落特征相似性较强,但作为群落景观而言仍有一定差异。以下将从季相、色彩两个方面进行比较。

      通过对比花岗岩和白云岩山地的植物种类可知:花岗岩较白云岩具有较多的观色叶植物,且观花植物种类更多。春夏观花植物如大花溲疏(Deutzia grandiflora)、小花溲疏(Deutzia parviflora)、毛洋槐(Robinia hispida)、北京堇菜(Viola pekinensis)、马蔺(Iris lactea var. chinensis)、牵牛花(Pharbitis nil)、多花蔷薇(Rosa multiflora)、紫叶桃(Prunus persica var. persica f. atropurpurea)等,秋色叶植物如玉竹(Dianthus chinensis)、五角枫(Acer mono)、元宝枫(Acer truncatum)等在白云岩山体中均未发现。因此白云岩山地的夏秋景观会相对单调,而花岗岩山地则具有更加优良的四季景观(图9)。

      图  9  北京花岗岩及白云岩山体植物季相占比

      Figure 9.  The proportion of the flora of granite and dolomite in Beijing

      季相同时也包含色彩感。在白云岩山地,春夏季主要色彩为绿色基底结合白(土庄绣线菊Spiraea pubescens)、蓝(荆条)、紫(祁州漏芦Rhaponticum uniflorum)三色,色彩相对匮乏。而花岗岩地区具有红色系植物如毛洋槐、多花蔷薇、黄栌和火炬树(Rhus typhina)等;蓝色系如蓝色系如阿尔泰狗娃花(Heteropappus altaicus)、马蔺等;粉色系如石竹(Dianthus chinensis)、杏(Prunus armeniaca)、金焰绣线菊(Spiraea × bumalda cv. Coldfiame)等;紫色系如大叶铁线莲(Clematis heracleifolia)、诸葛菜(Orychophragmus violaceus)等,对景观修复的美学方面可以提供更多的指导意义和参考(图10)。

      图  10  北京花岗岩及白云岩山体彩色植物种类数

      Figure 10.  The number of color plant species of granite and dolomite in Beijing

      虽然在科、属、种方面相似,但花岗岩和白云岩山体在季相和色彩等景观特征方面具有一定差异,表现为花岗岩山体的景观丰富性远高于白云岩山体。

    • 从2018年起,绿色矿山已上升为国家战略,保证矿区的绿色发展成为我国矿山环境治理的重要问题。矿山的植被恢复可以达到固土护坡、防止水土流失、提高植被覆盖率、提升景观效益、改良山体土壤等效果。在调研范围内存在很多废弃矿厂及矿山,周边原生植被破坏严重,通过调研分析,可对北京市的花岗岩、白云岩山地以及花岗岩矿山、采石场,白云岩矿山、采石场等提出植物规划建议,对实现山体复绿、非金属矿山的山体植被修复发挥作用。白云岩山体具有一致性,可以作为山体修复的依据,花岗岩山体间不具有一致性,但由于其植物种类对于白云岩山体几乎呈包含的形式,且在研究中发现许多适应力强、生长良好的优势种,所以仍然可以参考白云岩山体提出修复建议,但是需要考虑不同的生境条件。

    • 花岗岩山体综合而言具有较高的物种多样性,可以作为优良的景观修复种质库,其优势种可作为山体植被修复的先锋树种,因此乔木层可选择栓皮栎、槲栎,且没有海拔梯度差异。灌木层可选择荆条与其他如小叶鼠李、多花胡枝子等伴生种,不具有明显的海拔差异;草本层低海拔地区可以选择狗尾草(Setaria viridis)、白莲蒿,高海拔地区可以选择艾蒿(Artemisia argyi)、披针薹草等。另外,花岗岩山地中有部分植物适生于盐碱土、钙质土,如灰绿藜(Chenopodium glaucum)、猪毛菜(Salsola collina)、砂引草(Messerschmidia sibirica)适生于盐碱土;草木犀状黄耆(Astragalus melilotoides)适生于钙质土;黄花蒿为入侵撂荒地的先锋植物[39]。这些植物在修复过程中应特别重视。

      白云岩山体综合而言,草本层具有较高的多样性和丰富度。侧柏占据了乔木层的较大优势,灌木层可选择荆条、酸枣和小叶鼠李,草本层可选择以野青茅-阿拉伯黄背草的混生组合。因为白云岩分化的土壤土层较薄,所以在树种规划中最好选择根系穿透能力较强且耐瘠薄的树种[26]

      另外,在提升山体景观效益方面,季相景观优势植物对改善山体景观风貌有重要作用,通过对两类山体的群落景观分析得知,花岗岩山体中,可以选择花木蓝(Indigofera kirilowii)、山桃(Prunus davidiana)、山杏(Prunus armeniaca var. sibirica)、山楂(Crataegus pinnatifida)等具有良好景观效果并在当地生长占据优势的树种,白云岩山体可以选择刺槐、紫苜蓿(Medicago sativa)、白梨(Pyrus bretschneideri)等。具有美丽花朵、特殊叶色、芳香的植物应着重考虑使用,如银杏(Ginkgo biloba)、酸枣、荆条、小叶鼠李、山杏、山桃等花果或植物具有芳香的植物。

    • 在高山、深山等人为破坏较轻以及土层深厚的地区,不同的基岩条件对于植物种类适应性的影响较小,但在被破坏的山地以及地山区,差异较为明显[20]。因此,即使花岗岩和白云岩山体具有较高的相似性,也应着重考虑二者的差别进行不同的群落营造。6座山体的坡度均在60°以下,针对地形特点,分为3种类型,5° ~ 25°(缓坡),25° ~ 40°(中坡),40° ~ 60°(陡坡),大多数坡度小于25°,因此本研究样地主要集中在可适于耕种、建设的缓坡中。

      结合上文中对植物群落的调研结果以及数据计算的结果,提供下述营造模式。

      (1)花岗岩群落营造模式推荐

      对于5° ~ 25°的缓坡,土层较厚,总体来说推荐以各层优势种构成群落,如:

      ①栓皮栎 + 槲栎 - 荆条 + 多花胡枝子 - 披针薹草 + 阿拉伯黄背草 + 狗尾草

      这几种植物的重要值较高,且海拔差异性较小,适宜在山体的各个海拔梯度间生长。

      在海拔条件不同的情况下,由于调研地花岗岩山体的多样性海拔梯度特征为高、低海拔处多样性大,中山区多样性小,因此在300 ~ 600 m海拔段推荐采用有较强适应力的群落类型:

      ②侧柏 + 栓皮栎 + 槲栎-荆条 + 小叶鼠李 + 孩儿拳头 - 狗尾草 + 黄花蒿

      为了改善山体的土壤状况,可以选择一些具有固氮能力强的树种构成群落,如:

      ③刺槐 + 国槐(Styphnolobium japonicum)+ 臭椿 - 紫穗槐(Amorpha fruticosa)+ 荆条 + 小花溲疏 - 马蔺 + 紫苜蓿 + 白三叶(Trifolium repens

      在水分条件更好的情况下,则推荐:

      ④侧柏 + 山杏 - 土庄绣线菊 + 小叶鼠李 + 三桠绣线菊(Spiraea trilobata)- 大叶铁线莲 + 狗尾草 + 鸭跖草(Commelina communis

      对于25° ~ 40°的山坡,土层较薄,土壤有一定的保水能力,推荐以小乔木或灌木为主的植物群落,如:

      ⑤柿树(Diospyros kaki)+ 黄栌 + 桑树(Morus alba)- 胡枝子(Lespedeza bicolor)+ 连翘(Forsythia suspensa)- 狼尾草(Pennisetum alopecuroides)+ 马蔺 + 麦冬(Ophiopogon japonicus

      对于40° ~ 60°的陡坡,多为裸露的岩石,土壤量较少,对景观影响较大,可以采用人工填土等方式增加藤本与草本植物的多样性,如:

      ⑥五叶地锦(Parthenocissus quinquefolia)+ 金叶女贞(Ligustrum × vicaryi)+ 凌霄(Campsis grandiflora)- 狗牙根(Cynodon dactylon)+ 华北耧斗菜(Aquilegia yabeana

      (2)白云岩群落营造模式推荐

      对于5° ~ 25°的缓坡,总体来说推荐以各层海拔差异小的优势种构成群落,如:

      ①侧柏 + 大果榆 - 荆条 + 小叶鼠李 + 酸枣 - 野青茅 + 阿拉伯黄背草 + 披针薹草

      白云岩山体景观效益较低,为了丰富花色、季相,则推荐:

      ②栓皮栎 + 油松 - 荆条 + 多花胡枝子 + 紫穗槐 - 野鸢尾(Iris dichotoma)+ 祁州漏芦 + 野青茅

      ③臭椿 + 大果榆 - 荆条 + 多花胡枝子 + 土庄绣线菊 - 阿拉伯黄背草 + 矛叶荩草(Arthraxon lanceolatus

      白云山山体土层较薄,为增强固土护坡能力,则推荐:

      ④榆树(Ulmus pumila)- 多花胡枝子 + 荆条 + 五叶地锦 + 紫穗槐 - 葎草(Humulus scandens)+ 抱茎小苦荬(Crepidiastrum sonchifolium

      对于25° ~ 40°的山坡,则推荐:

      ⑤郁李(Cerasus japonica)+ 黄栌 - 雀儿舌头 + 紫穗槐 - 委陵菜(Potentilla chinensis)+ 紫苜蓿

      对于40° ~ 60°的陡坡,则推荐:

      ⑥南蛇藤(Celastrus orbiculatus)+ 山葡萄(Vitis amurensis)+ 五叶地锦 - 白三叶 + 狗牙根

    • 综合分析人为因素、海拔因素、土壤因素等环境因子,控制坡度、坡向等地形因素的影响,分析北京市花岗岩和白云岩山体的植被特征,发现在花岗岩山体之间不具有一致性,因基岩条件的不同会改变土壤性质,体现在花岗岩由于白云岩山体之间生物多样性以及季相景观丰富度的差异。但即使是相同的岩石,由于风化条件的不同造成土壤的发育程度不同,从而影响植被差异。其次,由于花岗岩山体受人为干扰程度较大,也是造成山体之间相似性低的重要原因,另外,不同的山体小气候差别较大,山体的水文条件和光照条件都有一定差别,也会导致植物群落特征不同。

      在白云岩山体之间,植物群落特征具有一致性,可以作为北京白云岩山体修复的依据,另一方面白云岩山体的植物多样性较花岗岩低,其季相优势种、景观丰富性也低于花岗岩山体,说明白云岩山体所能发育的植物种类较为贫瘠。但是在科属种相似性方面,花岗岩与白云岩山体有较高的一致性,原因可能是花岗岩山地的植物种类对白云岩山地的植物种类几乎呈单方面包含形势,另一方面可能是受到同一气候条件的影响而导致。综合两类山体,海拔梯度差异均不明显,且均以草本层多样性程度远高于乔、灌两层。调研结果中的原生植物是修复物种的首选,在修复过程中先进行以草本、灌木为主的修复,辅以少量乔木,待恢复群落自行演替逐渐稳定后,再为大灌木、乔木等上层植物群落的生长提供条件。

      本研究存在的不足是:①采样量不足。采样范围仅限于平谷区、海淀区和密云县,这可能对相似性判断造成较大影响。同时,由于花岗岩在北京市分布的山体多为自然风景区,人为干扰程度明显高于白云岩山体,对相似性判断也会产生较大影响。②数据分析不足。本文未对植物生态位以及群落稳定性进行计算,导致对于群落优势种的判断相对薄弱。③少部分一年生植物未能计入。在此研究基础上,还可进行其他不同岩性山体植被的相似性研究,以及结合土壤、水文等环境条件的花岗岩和白云岩山体植被群落特征进行研究。

参考文献 (39)

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