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大河之北·森林草原篇:草木葱茏

一个地方的植被是这个地方所有植物群落的组合。气候和地形的相互作用是决定一个地方植被的主要因素。

河北地形复杂,气候多样,水热条件差异明显,形成了多种植被。

河北的主要植被是什么?在漫长的历史中,哪些植物从世界各地来到这里生根?管理这一变化的法律是什么?人类和植物之间的相互作用应该是什么样的关系?

●来自大自然

“生态活化石”萨凡纳

丰宁永泰兴草原李杰照片

2018年8月7日,玉道口牧场。

沿着山路,从塞罕坝的100万亩森林,一直蜿蜒到西南,跃出森林边界,视野突然变得清晰。

蓝天与绿色草原相连。在天地的分界线上,偶尔会有一些樟树和白桦树突兀地矗立着。

附近,草原上点缀着五颜六色的野花:蓝色是蓝色盆花,紫草是常色花。红色的是地榆和胭脂花。鲜黄色是金针和毛茛。白色的是升麻和环形蒿。沙参和建宝在春天是紫色的。酸模的人参和蓼叶呈粉红色...

这是河北独特的“草原五花草甸”景观。

每年八月和九月,来自世界各地的游客和摄影爱好者来到这里享受一年中最好的风景。

然而,河北农业大学林业学院副院长许仲琦教授表示,在人类活动开始的河北,这种林草景观是在河北北部的林草交错带发现的。在某种意义上,萨凡纳可以说是河北早期大部分地区的“生态活化石”。

一般来说,热带草原生长在赤道附近的热带地区。这个专有名词的概念来自航海世纪西班牙商人对美国南部草原的描述。热带稀树草原在南美洲、澳大利亚和非洲最为常见。

然而,稀树草原的外观可以用“高草稀树”来概括。草本占主导地位,树木稀疏而分散。

从这个特征来看,河北北部现在位于林草交界处的大部分地区都有相似的独特景观。

造成这种景观的主要原因是气候。

玉道口牧场管理区农牧司崔志伟告诉记者,玉道口位于河北北部山区和蒙古高原之间的过渡带,也是温带落叶阔叶林和草原之间的过渡带。这两个地带之间的群落交错区,或生态过渡带的独特位置,使得不可能形成相对均匀的植被类型,而是落叶森林和草甸草原的大马赛克。

非洲和其他地方稀树草原的形成主要是由于炎热和季节性干旱气候条件下植被的自然进化。然而,河北大部分草原景观的成因是原始森林植被的退化。

"河北在历史上曾经是一个富饶的地方,森林茂密,气候宜人,风景优美."河北省林业研究所党委书记王玉忠说,在大约8000年前的全新世,河北省的平原、山区、坝上高原北部和沿海地区遍布原始森林。

直到商周时期,河北平原像山脉一样被原始森林覆盖,潮湿的树木和灌木生长在低湿度洼地和沼泽湖泊洼地周围。

人类活动是河北原始植被变化的主要因素。

"河北原始森林的变化有两个关键时期."王玉忠说。

战国末期,农耕开垦、建筑和战争加速了平原原始森林的消失。这时,河北平原的原始森林已经基本被砍伐。大多数剩余的森林是砍伐后发芽的天然次生林。

太行山、燕山和衡山地区的原始森林后来被破坏了。但是到了明朝末期,它已经被完全砍伐了。大多数幸存的森林是天然次生林。

驼梁落叶松林驼梁自然保护区管理局制图

2019年6月11日,沱江国家级自然保护区平山。

这是太行山中段生物多样性最丰富、最具代表性的典型地区。

许仲祺已经来过这里很多次了。他关心保存完好的骆驼梁落叶松天然林。

天然次生林是原始森林被破坏后自然生长繁殖形成的天然植物群落。这是大自然留给人类的活植物“遗迹”。

在人类历史活动的漫长过程中,平原和山脉都经历了人类的进进出出。

例如,王玉忠说元代河北山区的森林破坏是毁灭性的。元朝首都建成后,全国人口增至10万。只有首都的人口每年消耗50万立方米的木材用于烹饪、取暖和其他家用燃料。这些木材都取自河北山区的森林。

在人类和森林之间数千年的相互作用中,虽然简单的生态概念偶尔发展起来,但原始森林减少最终消失和原始树种减少部分消失一直是一种趋势。

新中国成立后,封山育林形成了大片次生林王玉忠说,河北省原始森林植被分布的研究为我们提供了植被分布规律和植被类型等基本信息,为今后的造林工作确定了基本方向。

中国植被过渡带

李权国拍摄的紫色杓兰

到歙县的800英里徒步旅行更加非凡和陡峭。难以接近的偏远山区裂谷也允许一些神奇的植物代码得以保存。

2018年8月,歙县。

第四次全国中药资源调查河北省第十六组在歙县太行山区进行实地调查时,注意到岩石裂缝中有一丛小花。

也许从悬崖上吸收营养真的很难。绿色开裂的小叶子偶尔会枯萎,被五片白色花瓣中间的黄色雄蕊包围。

这是太行山特有的物种太行花。

太行花以其在中国太行山区的独特物种命名,是世界濒危植物,属于国家二级保护植物。

队员们不禁兴奋起来,因为这也是河北首次发现大面积太行山花卉群落。该社区占地4000多平方米,拥有数万株植物。

普查小组组长傅梁铮表示,太行山花卉是蔷薇科太行山属多年生草本植物,分布范围窄,仅存在于太行山部分地区海拔1000-1300米的疏林或悬崖缝隙中。“太行山花卉群落大面积的发现对河北省太行山区自然生态环境的研究具有重要意义。”

然而,这种新群落甚至新物种的不断发现意味着,即使在科学如此繁荣的现代,人类也无法充分看到物种的多样性。

河北师范大学生命科学学院博士生导师赵建成教授从事植物学研究已有30多年,主要从事植物分类学、苔藓植物生物学、植物区系地理学和自然保护区生物多样性保护等研究领域。

“河北省有一些特有植物,如小五台山延胡索、DC柴胡。太行花。然而,与云南、贵州、四川和陕西相比,河北的绝对植物种类较少。从全国来看,河北的植物种类数量处于中间。赵建成教授说,温带成分在该省的植物区系组成中具有绝对优势,有菊科、禾本科、豆科、蔷薇科、百合科等大科。

这些植物有古老的起源。在裸子植物进化和被子植物早期发育的全盛时期,河北地区位于温带和暖温带的过渡地带,山地地形复杂多样,为种子植物的发育和分布创造了优越的自然环境。

更值得注意的是河北植物区系组成具有明显的过渡性特征:由于地貌类型的多样性,河北植物区系组成具有许多跨气候带和跨区域植物区系特征。

赵建成教授说,中国有930个温带种子植物属,其中70%分布在河北。温带属中的许多木本属是河北省森林植被景观的重要组成部分,如槭属、桦树属、鹅耳枥属、栎属和核桃属。

其他元素如古老的热带元素和泛热带元素也在这里延伸或穿过,在河北植物区系中留下一些热带自然的痕迹,如酸枣、荆树、柿子等。

柿子树可能是最能体现“果实累累”这个词含义的果树。

2018年10月,保定市满城区沈星镇石岐沟。

进入深秋,柿子盛开。树叶落下,红色的磨盘柿子挂在树枝上,成为绝对的主角。

这里生产的磨盘柿以其“体积大、汁液浓、口感佳”而闻名中外。整个柿谷长18公里,柿树16万棵,年产量1.5万吨,约占该地区柿子总产量的三分之一。

然而,如果我们观察物种迁移的时间尺度,柿树的“故乡”不在这里。

赵建成教授说柿子属于落叶乔木,原产于长江流域,小而涩。河北复杂的地质地貌特征和现代生态环境的多样性和特殊性,为不同植物区系成分的起源、迁移和分化提供了适宜的场所。

不仅柿树,还有许多河北人共有的植物,实际上是通过长期的物种迁移逐渐扎根于河北的。

河北北部坝上高原和海拔1600米以上的山区保存着许多西伯利亚植物物种,其中大部分属于分布区的最南端——白扦、五河草、冬青草等。都是来自南方的“北方游客”。

然而,一组热带相关物种从西南或华南向东北扩散,经过河北地区或以河北地区为北界——金露梅和虹影杜鹃,经黄土高原从云南和四川到达河北山区。胡颓子属来自喜马拉雅山。其他物种如构树、毛紫檀、臭椿也从中国西南部和南北向到达这里。

几千年来,这些来自世界各地的植物已经在赵岩生根,并逐渐适应这片土地。它们与这里的本土植物一起,逐渐形成了丰富多彩的植被系统。

2018年7月,小五台山国家级自然保护区杨家坪管理区。

河北师范大学生命科学学院的一名新生正在这里实习。

赵建成教授几乎每年都带他的学生去小五台山几次,因为它位于中国北方植物区系的中心。野生植物资源丰富,共有维管植物106科486属1350种,约占河北省野生植物总数的50%。

不仅有华北植物区系的代表植物,还有东北和华中植物区系和一些热带相关植物。这也是中国北方保存自然植被最完整的地区之一。

河北有完整的山地地貌类型。河北北部高原、河北北部燕山山脉和河北西部太行山、丘陵和山间盆地等自然单元均表现出明显的温带和暖温带带状植被特征和垂直分布规律。

这些规律在小五台山得到了充分的体现。

小五台山国家级自然保护区管理局资源司司长张爱军表示,保护区植被类型明显垂直分布,形成典型的垂直分布波段谱。植被类型从低海拔到高海拔可分为七个垂直分布区:

最低一层,海拔1200-1400米的低山山脊顶、阴坡和阳坡山麓,是原始落叶阔叶林破坏后形成的灌木草地和农田。

海拔1200-1600米之间的阴坡、山脊和半阳坡是落叶阔叶林带被破坏后人工培育形成的暖温带常绿针叶林带,主要是油松。

海拔1300-1700米的阴坡是阔叶林带。白桦是优势种,云杉分散在其中。

在阴坡,针阔混交林带宽度较窄,范围在1700-2000米之间,而在阳坡,分布在1400-2000米之间。主要树种有华北落叶松、云杉、冷杉、桦树和辽东栎。

2018年7月26日,记者与小五台山国家级自然保护区山地巡逻队一起,从涿鹿县山涧口村出发,前往小五台山进行考察。

小五台山的独特之处在于,在穿过村庄和农田后,陡峭的山脉立刻出现在我们面前。

夏天,皮埃蒙特平原的农田里庄稼长势喜人。农田与山地的过渡地带分布着低矮的灌木和人工种植的油松。

汽车沿着防火道路一头扎进茂密的桦树林,小溪在那里盘旋。

公共汽车蜿蜒而上。沿路可以看到桦树、橡木和冷杉。道路在这里停下来,山地巡逻队下车步行。夏季的炎热被抛在脑后,高大树木带来的树荫被阵阵山风所补充,使它清新宜人。

在海拔约2000米的地方,桦树和橡树等阔叶林逐渐消失,取而代之的是越来越多的华北落叶松和云杉。

现阶段,小五台山由于山体的急剧抬升和切割,大部分山坡的坡度为35-70度。陡坡很难储存更多的水,针叶林已成为主要植被。

海拔约2100米,针叶林已经跃出,这是草甸带和森林带之间的过渡地带。偶尔,我会看到一两株桦树,更多的混合灌木,如密齿柳树和玫瑰。地榆、乌头、茵陈等草甸植物越来越多。这是小五台山的第六个植被区,亚高山灌草区,宽150-350米。

用手和脚爬到2500米的高度,小五台山最美丽的秘密之地暴露了出来。

从灌木丛中,一个完整的“露台”突然变平了。各种高大的树木消失了,只有五颜六色的花和植物覆盖着它们的脚。风吹过草地,像绿色的波浪。

位于小五台山垂直带谱的最高处,阳坡大于2100米,阴坡大于2500米,是典型的亚高山草甸带。该地区绝对优势植物种类为草本植物,其特点是随着海拔的升高而逐渐矮化。高峰期优势种为莎草科高山蒿草、矮生草和云箭地杨梅。

张爱军说,小五台山的降水资源相对丰富。因此,影响植被垂直分布的主要因素也在于气候。由于海拔较高,该山自下而上气候差异较大,四季同时出现垂直分布现象。

新旧树木:改变本土树种

塞北林场记者田明拍摄

2019年4月,迁安市菜园镇马冠英村村委会大院。

蔡园派出所副所长杨秋艳带着两个为小事争吵的村民并排坐在院子中央的银杏树下。

春雨过后,2000多岁的银杏树在蓝天下更加繁茂。

坐在银杏树下,刚刚吵了一架的村民们忍不住沉默了。

“我们派出所在马官营村有一个专门的派出所。正是这棵树。每当马关营村村民发生纠纷或我们有任何回访工作时,我们都不在办公室。我们总是习惯于把双方叫到树上来解决它。”杨秋艳说:“奇怪的是,当人们来到这棵古老的树前,他们常常会先互相争斗一秒钟,然后再停止争斗。我们家的人都说这棵树是一棵和谐之树,是“连接警察和人民的树”。"

这棵古老的银杏树高26米,树冠半径15米。1983年,河北省地质考古队确定这棵树的年龄为2400至2600岁,可能在春秋时期。

马官营村的村民不知道2600年对一棵树的植物学意义,但这棵古树不会说话。在这个跨越数千年的“老人”的保护下,任何争吵都显得苍白无力。

当地人已经注意到,当每年第一次霜冻的这一天太阳升起时,如果所有的树叶都在一天内脱落,来年的天气将会很好。如果落叶是间歇性的,几天内不会脱落,这通常预示着来年的糟糕一年。

另一件令人惊奇的事情是,在离这棵雌树几十公里的地方没有雄银杏树。当地村民认为,这种树是由遵化泽林基雄树授粉的,它在直线上距离这里50公里。

大自然不可思议的工艺可以轻易地穿透空间和时间。

每棵古树都是自然和人类历史的丰富载体,也是解读河北本土植物的法典。

长时间从来不是一个平静的循环。在经历了严寒酷暑、风霜雨雪、水火疾病、地球历史变迁等磨难之后,许多同龄的树木被消灭了,留下了这些活的、长寿的人——他们绝对是优越的物种。

2019年3月,石家庄植物园研究所所长胡文方和“古树名木基因库”项目组于2019年春季前往赞皇县、井陉县等地采集古树基因。

古树的基因采集涉及赞皇县、井陉县、桥西区和矿区的万年古树,包括古槐树和侧柏。

2016年,我省与京津古树名木保护主管部门共同成立了京津河北古树名木保护研究中心和专家委员会,签署了京津河北古树名木保护研究合作框架协议。2017年5月,京津冀古树名木基因库保护基地在石家庄植物园成立。

河北省借鉴京津保护古树的经验,开始收集和培育自己重要的古树遗传标本。在过去的两年里,该省收集了45棵古树,已有1000多年的历史,其中每棵古树大约培育了20株遗传苗。

目前,河北省古树名木基因保护苗圃位于“石家庄植物园科学研究所”。嫁接、切割、组织培养等方法主要用于繁殖古树名木的后代,从而保存它们的活基因。

以新的生命形式扩展古树的生命力,使古树具有与历史书、传记、碑铭和传说相同的记录功能胡文方介绍说,经过两年的嫁接、切割和管理,一些植物已经能够展示。“我们计划在2019年底前在植物园建立一个大规模的古树基因展示园。到那时,人们将能够在植物园看到几千年前古树的强大基因释放出的活力。”

每棵古树都是一个值得研究的种质基因库。自然、水文地质学、天文学、地理学、生理学、生态学、群落学等许多方面的变化都可以在其生长过程中找到来表达历史。

河北省住房和城乡建设厅的普查数据显示,河北省现有古树名木和古树后备资源165,391株。树种包括34科66属127种,其中以松树、柏树、蔷薇科、榆科、豆科、水杨科等树种居多。

化石、古树和人类文献记录为我们绘制了河北乡土树种的基本图谱。

全新世河北植物最繁荣时期,平原主要树种为橡树和榆树,北亚热带主要树种为栗树、漆树和樟树。山区主要是松树和云杉。

商周时期,人类交往开始频繁,河北省的气候出现波动。随着气候的变化,一些喜暖的热带树种,如罗汉松、铁杉、柳杉,向南移动,数量相对减少或消失。

松树、柏木、栎属、榆树、紫椴、西南桦、柿子、核桃、杨树和柳树属的树木和灌木生长在平原上。

太行山南部主要是高大的树木,如槲寄生、栗子、梓、槐、针叶树和少量银杏。太行山北部主要树种有冷杉、云杉、落叶松、橡树、榆树、柳树等。栎属、栎属、椴属等乔木和灌木在冀西北山区占主导地位。燕山山脉的主要树种是松和栎,浅山丘陵地区有枣树、板栗和榛子等经济树种。

此后数千年时间里,一些新的树种从外地迁徙或被引