雅魯藏布大峽谷植被垂直分布格局研究

陳林 劉猛 李坤 王偉營 左有璐 欒麗 姜躍良 羅垚

摘要：通過對多雄河及鄰近區域的現場調查，結合基于3S技術的遙感解譯技術，以多雄河及鄰近區域為例，對雅魯藏布大峽谷植被垂直分布格局進行了初步研究，并對白馬西路河3條支流（多雄河、比西日河以及丹戈著河）的植被類型相似性進行了分析。結果表明：多雄河及鄰近區域的植被從江面往上依次為熱帶季雨林帶，亞高山常綠、半常綠闊葉林帶，亞高山針葉林帶，高山灌草叢帶，流石灘植被帶以及永久冰雪帶共6個垂直分布帶；比西日河與多雄河的植被類型相似性比丹戈著河與多雄河的植被類型相似性更高。

關鍵詞：西藏；雅魯藏布大峽谷；植被；垂直分布；多雄河

中圖分類號：S759.93文獻標志碼：A文章編號：1001-2443（2024）02-0146-06

引言

雅魯藏布大峽谷北起米林縣派鎮大渡卡村（海拔2880m），經排龍鄉的雅魯藏布江大拐彎，南到墨脫縣巴昔卡村，主體在墨脫縣。雅魯藏布大峽谷是世界上最深的峽谷，全長504.6 km，河谷最深處達6009 m，平均深度2268 m。受沿水氣通道北上高原的印度洋暖濕氣流的強烈影響，雅魯藏布大峽谷區域發育著我國僅有的以熱帶為基帶，經山地亞熱帶、山地溫帶一直到高山寒帶的完整的立體氣候類型。水平分布上，從南到北，河谷基部植被從喜濕熱的熱帶季節性雨林、常綠闊葉林逐步變為以通麥櫟林為主的相對耐干旱的半常綠闊葉林。東喜馬拉雅—崗日嘎布山脈對氣流的阻擋作用，使當地的氣候在水平方向上產生明顯的區域分異，以山脈為界形成了南翼濕潤氣候區和北翼半濕潤氣候區。大峽谷成為印度洋暖濕氣流北進青藏高原的重要通道，溝通了喜馬拉雅山的南北坡。根據野外實際考察情況，結合《中國生態系統》［1］以及該區域已發表的生態系統論述文獻［2］，將其細分為以下8個植被垂直分布帶，分別為熱帶半常綠季雨林、亞熱帶常綠闊葉林、半常綠闊葉林、山地針葉林、亞高山溫帶常綠針葉林、高山灌叢、高山草甸和流石灘植被帶。

多雄河及鄰近區域位于雅魯藏布大峽谷范圍內，屬于白馬西路河流域，其植被類型豐富，植被垂直分布帶較為完整。白馬西路河為雅魯藏布江下游河段右岸一級支流，河流發源于喜馬拉雅山東段北麓海拔高程為5542 m的多雄拉山，自河源大體由北向南流，始為弄加曲，到拉格轉向東南流，始稱多雄河。流經大巖洞、日扎魯、汗密等地，至阿尼橋納白母西日河后折向南流，改稱白馬西路河，后陸續納入根阿日河、比西日河、丹戈著河，經馬尼翁等地，在背崩解放橋附近匯入雅魯藏布江。多雄河、比西日河和丹戈著河為雅魯藏布江一級支流白馬西路河的支流，3條河流基本平行分布，且距離較近，適合進行生境相似性分析。由于比西日和丹戈著河谷無道路通行條件，交通不便，其生物多樣性目前所知甚少。本研究在遙感影像解譯的基礎上，還對白馬西路河3條支流開展了專項調查，從植被類型、群落結構和植物多樣性等多個方面對比西日河和丹戈著河與多雄河的生境相似性進行了分析。

1 研究區概況與研究方法

2.1 研究區概況

本研究區域為多雄河及鄰近區域，包括多雄河、白馬西路河、比西日河以及丹戈著河左右岸一級嶺脊線以下區域，共589.74 km2。多雄河為雅魯藏布江下游右岸二級支流，與比西日河、丹戈著河同為白馬西路河支流。多雄河位于大峽谷保護區實驗區，干流全長35.7 km，流域面積148 km2，天然落差4512 m（5542m～1030m），平均比降126.4‰，河口多年平均流量10.6 m3/s。多雄河在拉格以上的源頭段，河谷較寬闊，局部河段可見跌水瀑布；中游的拉格—日扎魯—汗密河段，長約19 km，海拔3220～2100 m，天然落差1120 m，平均比降59.0‰，該段河道平直，為“U”形寬谷，水流較平緩；下游的汗密—阿尼橋河段，長約7 km，海拔2100～1030 m間，天然落差1070 m，平均比降達152.9‰，該段河谷陡峻，谷底狹窄（最窄處老虎嘴不到30 m）。

2.2 研究方法

根據《中國植被》［3］《西藏植被》［4］等的植被分區原則、依據和系統，結合實地調查、文獻資料記載及衛星資料，分析植被垂直分布規律，并結合遙感解譯數據，對研究區主要植被類型的面積進行統計與分析，并得出其占研究區域面積的比重。采用多元影像融合的方法進行區域植被類型解譯，使用小波變換法進行融合，有機地結合不同影像的信息優勢，增強圖像所表達的信息的清晰度。利用ENVI平臺對影像分別進行輻射定標、大氣校正、正射校正、配準，并利用NNDiffuse Pan Sharpening融合算法，生成多光譜遙感數據。根據調查區域植被類型的特點，構建初始特征空間，采用全方位灰度共生矩陣來描述對象的紋理特征以及形狀特征。采用CFS方法對每個植物群系類型進行特征選擇、隨機森林法進行影像分類。最后對分類結果進行精度驗證和人工糾正。

本研究中樣地調查時間為2017年5月27日—6月21日，10月11日—10月31日，共計47天。調查典型樣方設置面積大小均以種-面積曲線為基準確定群落最小樣地面積，根據實際樣地環境以及群落分布情況進行具體的樣方面積調查，典型的熱帶季雨林樣方面積不小于400 m2（20 m×20 m），針葉林、落葉闊葉林、常綠闊葉林以及次生性森林群落樣方面積不小于100 m2（10m×10m），灌叢群落類型的樣地面積不小于25 m2（5 m×5 m）、草叢群落類型的樣地面積不小于4 m2（2 m×2 m）、草地植被群落類型樣方面積不小于1 m2（1 m×1 m），記錄樣方內所有植物的種類、高度以及多度等指標，樣地詳細信息見表1。

2 結果

多雄河及鄰近區域分布的植被主要類型包括熱帶季雨林、亞高山闊葉林、亞高山針葉林、高山草甸灌叢等。植被類型分布如圖2所示，各植被區域面積及占研究區域的比重見表2。

2.1 多雄河及鄰近區域植被垂直分布概況

根據對研究區山地植被的實地考察，參照姚永慧、李渤生、梁紅柱等對長江上游山地、橫斷山區植被垂直帶譜的劃分方法［5-8］，研究區山地植被帶譜可分為6個：I. 熱帶季雨林帶，海拔1300 m以下；II. 亞高山常綠、半常綠闊葉林帶，海拔1300～2400 m；III. 亞高山針葉林帶，海拔2400～3200 m；IV. 高山草甸灌叢帶，海拔3200～3600 m；V. 流石灘植被帶，海拔3600～4500 m，VI. 永久冰雪帶，海拔4500 m以上。

2.2 多雄河及鄰近區域植被垂直分布規律

2.2.1 多雄河 發源于南迦巴瓦冰川，植被類型從分布最高的風毛菊（Saussurea japonica）、綿參（Eriophyton wallichii）等組成的流石灘植被往下依次有：分布于4200 m以上的高山灌叢、草甸，主要由杜鵑屬、委陵菜屬、柳屬、蓼屬、嵩草屬等優勢植物組成；分布于海拔3000～4200 m的亞高山針葉林，主要由蒼山冷杉、怒江紅杉、墨脫冷杉（Abies d. var. motuoensis）等作為建群種組成；分布于海拔2400～3000 m的山地針葉林，主要由高大稀疏的云南鐵杉林組成，在不同地段與不同的其他種類進行混交過渡，形成云南鐵杉、槭樹、樺木林或者云南鐵杉、俅江青岡、薄片青岡林；分布于海拔1100～2400 m的常綠闊葉林，主要由紅錐、曼青岡、毛曼青岡、西藏櫟、俅江青岡、薄片青岡等建群種組成，其中俅江青岡和薄片青岡通常混生，并與較高海拔處的云南鐵杉林相接；在海拔1100 m以下則主要分布有熱帶季雨林，千果欖仁、細青皮、榕屬、野桐屬、潤楠屬植物作為建群種或者優勢種。本河段由于處于海拔1100 m以下的河段較短，并且人為活動相對較大，原生性的季雨林植被比較缺乏，多分布破壞后的次生類型，如尼泊爾榿木林、水東哥（Saurauia tristyla）、野桐（Mallotus japonicus）、雞嗉子榕林（Ficus semicordata）等。在海拔較低區域由于有村莊，在低洼平坦處常開墾有農田，種植水稻、玉米，村落周圍栽種柑橘、香櫞、野蕉等果樹。

2.2.2 比西日河 比西日河是多雄河右岸一山之隔且與多雄河平行的白馬西路河支流，基本無人為活動。根據現場調查成果，并結合低空航飛、無人機等資料分析，比西日河植被和生態類型跟多雄河相似性很高，且因人為干擾較多雄河和白馬西路河更小，流域植被垂直帶譜較多雄河更明顯。根據比西日河匯口、比西日河中游、比西日河上游三個植被垂直斷面調查成果，比西日河植被分布規律如下：

比西日河河口水熱條件豐富，兩岸植被均以原生的半常綠季雨林為主。海拔1100 m以下除分布有次生性喬木群落以外，還有部分以細青皮、千果欖仁為優勢種組成的半常綠季雨林混雜其間，河岸散布有零星的桫欏植株，海拔1100～1700m主要為常綠的紅錐林，1700～2300m之間為薄片青岡和俅江青岡組成的低山常綠闊葉林，2300 m以上主要為以云南鐵杉為主的山地針葉林地。

比西日河中游段人跡罕至，兩岸植被類型基本一致，且基本為原生植被。海拔2400 m以下的溝谷地段分布有以薄片青岡和俅江青岡為主的闊葉林，左岸在此地段以上至3100 m以下主要分布有云南鐵杉林和竹林，到3300 m分布有墨脫冷杉和西藏紅杉混交形成的亞高山針葉林，3300 m以上為杜鵑灌叢和禾草草甸構成的灌草叢帶；右岸在海拔2400～3000 m之間基本為純云南鐵杉林，3000 m以上演替為亞高山的墨脫冷杉林，林下則為高山杜鵑灌叢。

比西日河上游亦無人類活動，山坡下側2500 m以下主要分布以云南鐵杉、薄片青岡和俅江青岡為主的山地針闊葉混交林，隨著海拔上升，兩岸陰陽坡的植被類型出現了分化和差異：左岸2500～3200 m之間幾乎為純云南鐵杉林，3200～3700 m之間為墨脫冷杉和西藏紅杉混交構成的亞高山針葉林，林下主要為杜鵑灌叢，3700 m以上主要是高山草甸和稀疏植被；右岸在2550～3600 m之間主要為云南鐵杉林和墨脫冷杉林構成的亞高山針葉林帶，3600 m以上主要為多種杜鵑構成的高山灌叢，超過3800m則為高山稀疏植被，再往上進入冰雪帶。

2.2.3 丹戈著河 丹戈著河是多雄河右岸與多雄河、比西日河平行的白馬西路河支流，基本無人類活動。根據現場調查結果，海拔1300 m以下除分布有次生性喬木群落以外，還有部分以細青皮、千果欖仁、野桐、水東哥等為優勢種組成的半常綠季雨林混雜其間，海拔1100～1700 m主要為常綠的紅錐林，1700～2300 m之間為薄片青岡和獨龍江青岡組成的低山常綠闊葉林，2300 m以上主要為以云南鐵杉為主的山地針葉林地。海拔2700～3500 m之間為墨脫冷杉和西藏紅杉混交構成的亞高山針葉林，林下主要為杜鵑灌叢，3700 m以上主要是高山草甸和稀疏植被，再往上進入冰雪帶。

結果表明，多雄河及鄰近區域植被垂直分布規律明顯，從上至下依次為流石灘植被帶、高山草甸灌叢帶、亞高山針葉林帶、亞高山常綠、半常綠闊葉林帶和熱帶季雨林帶。

2.3 多雄河及鄰近區域植被類型相似性結果

通過對白馬西路河的三條支流多雄河、比西日河和丹戈著河各類似生態位和相近海拔高度的若干樣地的斷面和樣方調查，并對調查結果進行對比分析研究發現，丹戈著河與基本平行分布、河口直線距離約4 km的多雄河在植被類型、群落結構和喬、灌、草各層的植物種類組成上相似度高達70.00%以上，而與相距更近（河口直線距離約3 km）的比西日河的植被類型和物種組成相似度更高達85.00%以上（見表3）。分析結果表明，白馬西路河這三條基本平行分布且相距很近的支流在植被類型、群落外貌和建群種的構成上有較高的相似性和可替代性。

3 討論

多雄河及鄰近區域位于南迦巴瓦峰西南側，屬山地熱帶濕潤氣候區、山地亞熱帶濕潤氣候區、高原溫帶濕潤氣候區，垂直高度從7782 m到650 m左右，呈現出明顯的6個植被垂直分布帶。此植被垂直分布帶（藏東南）與登曲（藏東）的植被垂直分布帶存在一定的差異，登曲的植被垂直分布帶為從江面往上依次可劃分為干旱河谷灌叢帶、山地常綠闊葉林帶、高山灌叢草甸帶、流石灘植被帶以及永久冰雪帶5個自然帶譜［8］。說明西藏東部和藏東南部的植被垂直分布格局存在一定的差異，氣候和水分的差異可能是造成植被垂直分布帶差異的主要原因。

雅魯藏布江河谷不僅是水汽輸送的通道，同時還對動植物南來北往、遷徙變異起著重要的作用，這對南北兩坡自然景觀的形成產生巨大的影響［9］。而山地隨著海拔的增加，氣候、水分發生明顯的變化，從而制約著植被、土壤等的垂直分布，形成南迦巴瓦峰南北兩坡以一定景觀類型為主的垂直自然帶。多雄河及鄰近區域植物資源種類豐富，蘊藏量大，其原因極有可能與雅魯藏布大峽谷奇特的峽谷地貌有關，南迦巴瓦峰山地的形成對來自印度洋的濕潤氣流具有較明顯的阻擋作用，使得大峽谷地區成為西藏最濕潤的區域，因此該地區植被垂直分布帶譜完整，物種資源豐富［10］。

白馬西路河這三條基本平行分布且相距很近的支流，在植被類型、群落結構和建群種的構成上具有較高的相似性和可替代性。尤其以中上游河段相似性更高，在下游段略有差異：多雄河匯口附近受過路的馬幫、游客等干擾較大，植被以次生性季雨林為主，間或有成片的尼泊爾榿木林；比西日河和丹戈著河匯口附近幾乎沒有外界干擾，植被以原生性季雨林為主，分布面積也比多雄河匯口區域更大，林內結構更復雜，生物多樣性也相對更高。三條支流之間的生境相似性程度與地理距離呈現出顯著的負相關關系。

4 結論與展望

由現場調查及分析結果可知，多雄河及鄰近區域從河面至山頂的植被呈現為熱帶季雨林帶、亞高山常綠、半常綠闊葉林帶、亞高山針葉林帶、高山灌草叢帶、流石灘植被帶以及永久冰雪帶等6個垂直分布帶。通過對白馬西路河3條支流的相似性比較分析發現，這3條支流在植被類型、群落外貌和建群種的構成上有較高的相似性和可替代性，比西日河與多雄河的植被類型相似性比丹戈著河與多雄河的植被類型相似性更高。

隨著派墨公路的通車，大峽谷地區交通條件得到明顯改善，未來多雄河谷可能成為墨脫對外聯系的重要通道，人類干擾會隨之增大，應加強多雄河谷基礎研究以及相關保護措施研究。近年來，越來越多的關于植被垂直分布與氣候變化響應機制的文章被報道［11-13］，未來可以在雅魯藏布大峽谷范圍內深入開展植被垂直分布與氣候變化響應機制、植被垂直分布與坡向效應等方面的調查研究，進一步加深對大峽谷地區植被的認知，為深入進行相關機制研究奠定基礎。

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Study on the Vertical Distribution Pattern of Vegetation in Yarlung Zangbo Grand Canyon——Take the Duoxiong River and its Adjacent Areas as an Example

CHEN Lin1， LIU Meng2， LI Kun2， WANG Wei-ying3， ZUO You-lu1， LUAN Li1， JIANG Yue-liang1， LUO Yao4

（1. Chengdu Engineering Corporation Limited， PowerChina Chengdu 611130， China； 2. Yajiang Clean Energy Ecological and Environment Chengdu Corporation Limited， Chengdu 610000， China； 3. China Renewable Energy Engineering Institute， Beijing 100120， China；

4.Chengdu Institute of Biology， Chinese Academy of Science， Chengdu 611130， China）

Abstract： A preliminary study on the vertical distribution pattern of vegetation in Yarlung Zangbo? Grand Canyon Basin was carried out based on the field survey of the Duoxiong River and its adjacent areas and 3S remote sensing interpretation technology， and the habitat similarity of three tributaries （the Duoxiong River， the Bixiri River and the Dangezhuo River） of the Baimaxilu River was analyzed. The results showed that the vegetation in the Duoxiong River and its adjacent areas can be devided into six vertical distribution in sequence from the river surface upwards ： tropical monsoon rainforest zone， subalpine evergreen and semi-evergreen broadleaved forest zone， subalpine coniferous forest zone， alpine shrub zone， and flowstone beach vegetation zone and permanent ice and snow zone; the habitat similarity between the Bixiri River and the Duoxiong River is higher than that of the Dangezhuo River and the Duoxiong River.

Key words： Xizang; Yarlung Zangbo Grand Canyon; vegetation; vertical distribution; the Duoxiong River

（責任編輯：鞏 劼）