基于维管束植物群落及区系分析的楚姚高速公路生态保护研究

钱正富、唐能、杨章浩、王东

（1.云南楚姚高速公路有限公司，云南 楚雄 675000；2.云南交投生态环境工程有限公司，云南 昆明 650000）

0 引言

云南高速公路建设进入飞速发展的时期，随着高速公路建设大量开挖，必然会对云南公路路域的植物多样性带来不利影响。已有研究表明，公路建设不仅直接破坏植被，引起植物群落退化，动植物栖息地被破坏，而且后期生态恢复过程中不合理的植物搭配和盲目引种也会导致生物入侵的不良后果。

本文拟针对高速公路建设过程中有可能带来的植物多样性被破坏的问题，提出基于维管束植物群落分析。针对楚姚高速的区域特征与问题，通过对楚姚高速沿线典型的自然植被类型进行分类，并对整个研究区域类的维管束植物进行群落结构、科属种的数量结构以及维管束植物的分布区类型进行统计分析，进一步揭示该区域群落类型、物种分布、植物多样性及植物物种共存的关系，具有重要的理论意义。在研究的理论基础上，提出后期生态恢复的人工植被修复建议，以指导和改进高速公路建设规划中出现的一些不合理设计，并进行道路沿线植物多样性调查与景观设计植物多样性方案指导，以达到避免、降低和补偿道路建设对生态环境造成的不利影响，促使后期建设的选择性植物物种能够具有更强的适应性和稳定性，实现植被群落更接近于原生植被群落。在植物群落物种多样性研究中，常采用两种方法：一是运用各多样性指数来描述群落多样性特征，二是采用种的多度模型来拟合分析群落的种的多度分布格局。

1 研究区域概况

楚姚高速位于楚雄、牟定、姚安、大姚四县市境内，穿越的地貌单元有构造侵蚀浅切割中、低山地、峡谷和断陷盆地。根据《云南植被》（1986）的植被分区，楚姚高速公路所经之处正处在滇中高原小区内。该小区属范北极区，中国-喜马拉雅植物亚区，地处滇中高原东北部。

2 调查和分类方法

2.1 维管束植物群落调查方法

根据楚姚高速公路的走向、地貌特征、森林类型结合实地调查，在楚姚高速公路沿线1km 范围内（山脊线以内），参考前人经验，将20 个群系样方布置于该调查区域，并设定乔木样方面积定为20m×20m，灌丛的样方面积设置为5m×5m，草本的样方面积设置为1m×1m，样方内植物调查记录项目为名称、株数、海拔、坡向、坡位、高度及盖度等。

2.2 植被类型的分类

植被分类的原则和系统参考《中国植被》（1980）、《云南植被》（1986）的划分原则进行统一登记并统计分析。

3 结果分析

3.1 植被类型分类

根据2.2 中的依据和原则，将楚姚高速公路沿线的植被划分为常绿阔叶林、落叶阔叶林、暖性针叶林等5 种植被类型，具有典型代表的半湿润常绿阔叶林、暖温性针叶林等6 个植被亚型和滇青冈林及云南松林等11 个植被群系。

3.2 优势群落植物组成

楚姚高速公路沿线植物群落的植物组成如表1所示。

表1 楚姚高速公路沿线植物群落的植物组成

群落层次乔木层灌木层草本层合计乔木层灌木层草本层合计植物群落类型科/个3 7 2 4云南松群落种/个5 15 67 87 16 18 84 118滇青冈群落34 9 12 37 58属/个4 11 54 69 15 16 71 102

云南松林：云南松群落最为常见，共有87 种69 属34 科，分布面积也最大，有部分天然演替的云南松群落，也有不少是原生植被半湿润常绿阔叶林破坏后，云南松林以及各类次生植被不断扩展，属于西南区的一个主要森林植被类型。

滇青冈林：滇青冈林物种数量最丰富，共有118 种102 属58 科，既是滇中高原优势性植被，也是楚姚高速公路沿线常见的植被类型之一。

3.3 维管束植物的类群数量结构分析

根据实地调查和文献资料，楚姚高速公路沿线的维管束植物有115 科385 属587 种，其中蕨类植物10科14 属15 种，裸子植物共1 科2 属2 种，被子植物104科369 属570 种，其中栽培植物34 属44 种。有中国特有分布种：牛筋条、杜氏翅茎草、茎叶子宫草、地涌金莲等4 个，此外还有国家Ⅱ级保护野生植物1 种——龙棕。

由表2 可知，楚姚高速公路沿线维管束植物中，被子植物较为丰富，在该陆域植物结构中占主导地位，其科属种的占比分别为90.43%、95.84%和97.10%。

表2 维管束植物的类群的数量结构分析

科属种类群数量数量占比（%）8.70 0.87 90.43 100 10 1 104 115蕨类植物裸子植物被子植物合计15 2 570 587数量14 2 369 385占比（%）3.64 0.52 95.84 100占比（%）2.56 0.34 97.10 100

3.4 维管束植物的科的数量结构分析

由表3 可知，楚姚高速公路沿线维管束植物50 种以上的科有1 个，是该地区较为优势的代表科，为菊科，共包含38 属61 种；含种数21～50 的科有4 个，共有101 属152 种；包含种数11～20 的科有6 个，共有34属82 种；包含种数2～10 的科有68 个，共有176 属256种；仅含1 种的科有36 个，共有36 属36 种。

表3 维管束植物的科的数量结构分析

类型科数占全部科的比例（%）属数占全部属的比例（%）种数占全部种的比例（%）包含种数大于50的科包含种数21～50的科包含种数11～20的科包含种数2～10的科仅含1种的科1 4 6 6 8 36 0.87 3.48 5.22 59.13 31.30 38 101 34 176 36 9.87 26.23 8.83 45.71 9.35 61 152 82 256 36 10.39 25.89 13.97 43.61 6.13

3.5 维管束植物的属的数量结构分析

由表4 可知，楚姚高速公路沿线共有种子植物385属，其中6～10 种的属有6 个属39 种，占所有属的1.56%，所有种的6.76%；2～5 种的属有110 个属278种，占所有属的28.57%，所有种的48.18%；仅1 种的属有269 个属260 种，占所有属的69.87%，所有种的45.06%。

表4 维管束植物的属的数量结构分析

类型属数占全部属数的比例（%）含有的种数占全部种比例（%）含6～10种的属6 1.56 39 6.76含2～5种的属110 28.57 278 48.18仅含1种的属269 69.87 260 45.06合计385 100 577 100

3.6 维管束植物属分布区系分析

根据张钢民等的研究成果，并结合吴征镒（1991）对中国种子植物属的分布区类型的划分原则，将楚姚高速公路沿线现有维管束植物的354 属划分为14 个类型和14 个变型。楚姚高速公路沿线植被类型中有：世界广布属49 属，占总属的13.84%；热带分布属154属，占总属的43.5%；北温带分布属74 属，占总属的20.9%；东亚及北美间断分布属14 属，占总属的3.95%；旧世界温带分布属24 属，占总属的6.78%；东亚及中国特有属25 属，占总属的7.06%。由植物区系分析，楚姚高速公路沿线维管束植物以热带及温带为主，二者既相似又具有交叉过渡性。

4 结论

第一，特殊的地理位置及多样性的立地生境使楚姚高速公路沿线具有丰富的植被类型，以及较高的生物多样性。 就植物属类上分析，单一属类占据69.87%，说明该地区植物类群较易受人工干扰，因此在后续建设过程中应加强植物生态环境的保护，杜绝外来物种入侵。

第二，楚姚高速公路沿线维管束植物多以热带及温带植物为主，充分体现了该路段低纬度高海拔的特点，且表现为区域地理成分的复杂性和多样性。因此在恢复重建的过程中，尤其要关注该路段植物区系的特点，应充分考虑后期自然生态恢复措施的合理性，在植被选择上应尽可能选用耐旱植物、高海拔适应性植物和其耐寒性等因素，减少后期的运行维护管理费用。

第三，适时对珍稀特有植物进行迁地保护。根据不同海拔及植物群落对自然环境的适应性，有针对性地选择地点，建立楚姚高速公路路域植物多样性保护“种子资源库”等设施，针对在建设过程中发现的具有滇中特色或国家级省级等珍稀保护物种进行收集及迁地保护，同时积极联系相关科研机构，寻求相关合作。将此类植物物种进行必要的培育和栽植技术的研究，扩大种群数量，以便在后期的恢复重建过程中运用到高速公路沿线，扩大其野外种群数量，保持和维护当地自然种群的生物多样性。

第四，极具研究价值及保护价值的种类。楚姚高速公路沿线地形地貌变化起伏巨大，为多种类群植物的生长繁育提供了多样的空间。这里既有一些热带的植物类群，如厚皮香、网叶木蓝、滇黔黄檀、缘毛鸟足兰等；又有一些温带的植物类群，如金荞麦、龙棕等；也有一些云南特有种，如山玉兰、矮杨梅、云南山蚂蝗、黄毛青冈、梁王茶等；还有一些中国特有种分布的种，如牛筋条、杜氏翅茎草、茎叶子宫草、地涌金莲等。这些都使该地区的植物多样性十分丰富，且拥有国家级、省级保护物种。

第五，在植被的选择上，基本植物元素以体现当地植物多样性为主，既可以体现当地多样性文化，也能够体现楚雄地区特色的地域乡土景观层次。苗木选择以为楚姚高速周边乡土苗木，包括园林景观常用类，以及能体现当地植物多样性的植被，因植被种类较多，可能存在部分苗木无法满足设计需用量，因此适当对特殊物种（珍惜保护类）进行研究培育扩繁，有针对性地进行搭配使用。