雅鲁藏布大峡谷植被垂直分布格局研究

陈林 刘猛 李坤 王伟营 左有璐 栾丽 姜跃良 罗垚

摘要：通过对多雄河及邻近区域的现场调查，结合基于3S技术的遥感解译技术，以多雄河及邻近区域为例，对雅鲁藏布大峡谷植被垂直分布格局进行了初步研究，并对白马西路河3条支流（多雄河、比西日河以及丹戈着河）的植被类型相似性进行了分析。结果表明：多雄河及邻近区域的植被从江面往上依次为热带季雨林带，亚高山常绿、半常绿阔叶林带，亚高山针叶林带，高山灌草丛带，流石滩植被带以及永久冰雪带共6个垂直分布带；比西日河与多雄河的植被类型相似性比丹戈着河与多雄河的植被类型相似性更高。

关键词：西藏；雅鲁藏布大峡谷；植被；垂直分布；多雄河

中图分类号：S759.93文献标志码：A文章编号：1001-2443（2024）02-0146-06

引言

雅鲁藏布大峡谷北起米林县派镇大渡卡村（海拔2880m），经排龙乡的雅鲁藏布江大拐弯，南到墨脱县巴昔卡村，主体在墨脱县。雅鲁藏布大峡谷是世界上最深的峡谷，全长504.6 km，河谷最深处达6009 m，平均深度2268 m。受沿水气通道北上高原的印度洋暖湿气流的强烈影响，雅鲁藏布大峡谷区域发育着我国仅有的以热带为基带，经山地亚热带、山地温带一直到高山寒带的完整的立体气候类型。水平分布上，从南到北，河谷基部植被从喜湿热的热带季节性雨林、常绿阔叶林逐步变为以通麦栎林为主的相对耐干旱的半常绿阔叶林。东喜马拉雅—岗日嘎布山脉对气流的阻挡作用，使当地的气候在水平方向上产生明显的区域分异，以山脉为界形成了南翼湿润气候区和北翼半湿润气候区。大峡谷成为印度洋暖湿气流北进青藏高原的重要通道，沟通了喜馬拉雅山的南北坡。根据野外实际考察情况，结合《中国生态系统》［1］以及该区域已发表的生态系统论述文献［2］，将其细分为以下8个植被垂直分布带，分别为热带半常绿季雨林、亚热带常绿阔叶林、半常绿阔叶林、山地针叶林、亚高山温带常绿针叶林、高山灌丛、高山草甸和流石滩植被带。

多雄河及邻近区域位于雅鲁藏布大峡谷范围内，属于白马西路河流域，其植被类型丰富，植被垂直分布带较为完整。白马西路河为雅鲁藏布江下游河段右岸一级支流，河流发源于喜马拉雅山东段北麓海拔高程为5542 m的多雄拉山，自河源大体由北向南流，始为弄加曲，到拉格转向东南流，始称多雄河。流经大岩洞、日扎鲁、汗密等地，至阿尼桥纳白母西日河后折向南流，改称白马西路河，后陆续纳入根阿日河、比西日河、丹戈着河，经马尼翁等地，在背崩解放桥附近汇入雅鲁藏布江。多雄河、比西日河和丹戈着河为雅鲁藏布江一级支流白马西路河的支流，3条河流基本平行分布，且距离较近，适合进行生境相似性分析。由于比西日和丹戈着河谷无道路通行条件，交通不便，其生物多样性目前所知甚少。本研究在遥感影像解译的基础上，还对白马西路河3条支流开展了专项调查，从植被类型、群落结构和植物多样性等多个方面对比西日河和丹戈着河与多雄河的生境相似性进行了分析。

1 研究区概况与研究方法

2.1 研究区概况

本研究区域为多雄河及邻近区域，包括多雄河、白马西路河、比西日河以及丹戈着河左右岸一级岭脊线以下区域，共589.74 km2。多雄河为雅鲁藏布江下游右岸二级支流，与比西日河、丹戈着河同为白马西路河支流。多雄河位于大峡谷保护区实验区，干流全长35.7 km，流域面积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头段，河谷较宽阔，局部河段可见跌水瀑布；中游的拉格—日扎鲁—汗密河段，长约19 km，海拔3220～2100 m，天然落差1120 m，平均比降59.0‰，该段河道平直，为“U”形宽谷，水流较平缓；下游的汗密—阿尼桥河段，长约7 km，海拔2100～1030 m间，天然落差1070 m，平均比降达152.9‰，该段河谷陡峻，谷底狭窄（最窄处老虎嘴不到30 m）。

2.2 研究方法

根据《中国植被》［3］《西藏植被》［4］等的植被分区原则、依据和系统，结合实地调查、文献资料记载及卫星资料，分析植被垂直分布规律，并结合遥感解译数据，对研究区主要植被类型的面积进行统计与分析，并得出其占研究区域面积的比重。采用多元影像融合的方法进行区域植被类型解译，使用小波变换法进行融合，有机地结合不同影像的信息优势，增强图像所表达的信息的清晰度。利用ENVI平台对影像分别进行辐射定标、大气校正、正射校正、配准，并利用NNDiffuse Pan Sharpening融合算法，生成多光谱遥感数据。根据调查区域植被类型的特点，构建初始特征空间，采用全方位灰度共生矩阵来描述对象的纹理特征以及形状特征。采用CFS方法对每个植物群系类型进行特征选择、随机森林法进行影像分类。最后对分类结果进行精度验证和人工纠正。

本研究中样地调查时间为2017年5月27日—6月21日，10月11日—10月31日，共计47天。调查典型样方设置面积大小均以种-面积曲线为基准确定群落最小样地面积，根据实际样地环境以及群落分布情况进行具体的样方面积调查，典型的热带季雨林样方面积不小于400 m2（20 m×20 m），针叶林、落叶阔叶林、常绿阔叶林以及次生性森林群落样方面积不小于100 m2（10m×10m），灌丛群落类型的样地面积不小于25 m2（5 m×5 m）、草丛群落类型的样地面积不小于4 m2（2 m×2 m）、草地植被群落类型样方面积不小于1 m2（1 m×1 m），记录样方内所有植物的种类、高度以及多度等指标，样地详细信息见表1。

2 结果

多雄河及邻近区域分布的植被主要类型包括热带季雨林、亚高山阔叶林、亚高山针叶林、高山草甸灌丛等。植被类型分布如图2所示，各植被区域面积及占研究区域的比重见表2。

2.1 多雄河及邻近区域植被垂直分布概况

根据对研究区山地植被的实地考察，参照姚永慧、李渤生、梁红柱等对长江上游山地、横断山区植被垂直带谱的划分方法［5-8］，研究区山地植被带谱可分为6个：I. 热带季雨林带，海拔1300 m以下；II. 亚高山常绿、半常绿阔叶林带，海拔1300～2400 m；III. 亚高山针叶林带，海拔2400～3200 m；IV. 高山草甸灌丛带，海拔3200～3600 m；V. 流石滩植被带，海拔3600～4500 m，VI. 永久冰雪带，海拔4500 m以上。

2.2 多雄河及邻近区域植被垂直分布规律

2.2.1 多雄河 发源于南迦巴瓦冰川，植被类型从分布最高的风毛菊（Saussurea japonica）、绵参（Eriophyton wallichii）等组成的流石滩植被往下依次有：分布于4200 m以上的高山灌丛、草甸，主要由杜鹃属、委陵菜属、柳属、蓼属、嵩草属等优势植物组成；分布于海拔3000～4200 m的亚高山针叶林，主要由苍山冷杉、怒江红杉、墨脱冷杉（Abies d. var. motuoensis）等作为建群种组成；分布于海拔2400～3000 m的山地针叶林，主要由高大稀疏的云南铁杉林组成，在不同地段与不同的其他种类进行混交过渡，形成云南铁杉、槭树、桦木林或者云南铁杉、俅江青冈、薄片青冈林；分布于海拔1100～2400 m的常绿阔叶林，主要由红锥、曼青冈、毛曼青冈、西藏栎、俅江青冈、薄片青冈等建群种组成，其中俅江青冈和薄片青冈通常混生，并与较高海拔处的云南铁杉林相接；在海拔1100 m以下则主要分布有热带季雨林，千果榄仁、细青皮、榕属、野桐属、润楠属植物作为建群种或者优势种。本河段由于处于海拔1100 m以下的河段较短，并且人为活动相对较大，原生性的季雨林植被比較缺乏，多分布破坏后的次生类型，如尼泊尔桤木林、水东哥（Saurauia tristyla）、野桐（Mallotus japonicus）、鸡嗉子榕林（Ficus semicordata）等。在海拔较低区域由于有村庄，在低洼平坦处常开垦有农田，种植水稻、玉米，村落周围栽种柑橘、香橼、野蕉等果树。

2.2.2 比西日河 比西日河是多雄河右岸一山之隔且与多雄河平行的白马西路河支流，基本无人为活动。根据现场调查成果，并结合低空航飞、无人机等资料分析，比西日河植被和生态类型跟多雄河相似性很高，且因人为干扰较多雄河和白马西路河更小，流域植被垂直带谱较多雄河更明显。根据比西日河汇口、比西日河中游、比西日河上游三个植被垂直断面调查成果，比西日河植被分布规律如下：

比西日河河口水热条件丰富，两岸植被均以原生的半常绿季雨林为主。海拔1100 m以下除分布有次生性乔木群落以外，还有部分以细青皮、千果榄仁为优势种组成的半常绿季雨林混杂其间，河岸散布有零星的桫椤植株，海拔1100～1700m主要为常绿的红锥林，1700～2300m之间为薄片青冈和俅江青冈组成的低山常绿阔叶林，2300 m以上主要为以云南铁杉为主的山地针叶林地。

比西日河中游段人迹罕至，两岸植被类型基本一致，且基本为原生植被。海拔2400 m以下的沟谷地段分布有以薄片青冈和俅江青冈为主的阔叶林，左岸在此地段以上至3100 m以下主要分布有云南铁杉林和竹林，到3300 m分布有墨脱冷杉和西藏红杉混交形成的亚高山针叶林，3300 m以上为杜鹃灌丛和禾草草甸构成的灌草丛带；右岸在海拔2400～3000 m之间基本为纯云南铁杉林，3000 m以上演替为亚高山的墨脱冷杉林，林下则为高山杜鹃灌丛。

比西日河上游亦无人类活动，山坡下侧2500 m以下主要分布以云南铁杉、薄片青冈和俅江青冈为主的山地针阔叶混交林，随着海拔上升，两岸阴阳坡的植被类型出现了分化和差异：左岸2500～3200 m之间几乎为纯云南铁杉林，3200～3700 m之间为墨脱冷杉和西藏红杉混交构成的亚高山针叶林，林下主要为杜鹃灌丛，3700 m以上主要是高山草甸和稀疏植被；右岸在2550～3600 m之间主要为云南铁杉林和墨脱冷杉林构成的亚高山针叶林带，3600 m以上主要为多种杜鹃构成的高山灌丛，超过3800m则为高山稀疏植被，再往上进入冰雪带。

2.2.3 丹戈着河 丹戈着河是多雄河右岸与多雄河、比西日河平行的白马西路河支流，基本无人类活动。根据现场调查结果，海拔1300 m以下除分布有次生性乔木群落以外，还有部分以细青皮、千果榄仁、野桐、水东哥等为优势种组成的半常绿季雨林混杂其间，海拔1100～1700 m主要为常绿的红锥林，1700～2300 m之间为薄片青冈和独龙江青冈组成的低山常绿阔叶林，2300 m以上主要为以云南铁杉为主的山地针叶林地。海拔2700～3500 m之间为墨脱冷杉和西藏红杉混交构成的亚高山针叶林，林下主要为杜鹃灌丛，3700 m以上主要是高山草甸和稀疏植被，再往上进入冰雪带。

结果表明，多雄河及邻近区域植被垂直分布规律明显，从上至下依次为流石滩植被带、高山草甸灌丛带、亚高山针叶林带、亚高山常绿、半常绿阔叶林带和热带季雨林带。

2.3 多雄河及邻近区域植被类型相似性结果

通过对白马西路河的三条支流多雄河、比西日河和丹戈着河各类似生态位和相近海拔高度的若干样地的断面和样方调查，并对调查结果进行对比分析研究发现，丹戈着河与基本平行分布、河口直线距离约4 km的多雄河在植被类型、群落结构和乔、灌、草各层的植物种类组成上相似度高达70.00%以上，而与相距更近（河口直线距离约3 km）的比西日河的植被类型和物种组成相似度更高达85.00%以上（见表3）。分析结果表明，白马西路河这三条基本平行分布且相距很近的支流在植被类型、群落外貌和建群种的构成上有较高的相似性和可替代性。

3 讨论

多雄河及邻近区域位于南迦巴瓦峰西南侧，属山地热带湿润气候区、山地亚热带湿润气候区、高原温带湿润气候区，垂直高度从7782 m到650 m左右，呈现出明显的6个植被垂直分布带。此植被垂直分布带（藏东南）与登曲（藏东）的植被垂直分布带存在一定的差异，登曲的植被垂直分布带为从江面往上依次可划分为干旱河谷灌丛带、山地常绿阔叶林带、高山灌丛草甸带、流石滩植被带以及永久冰雪带5个自然带谱［8］。说明西藏东部和藏东南部的植被垂直分布格局存在一定的差异，气候和水分的差异可能是造成植被垂直分布带差异的主要原因。

雅鲁藏布江河谷不仅是水汽输送的通道，同时还对动植物南来北往、迁徙变异起着重要的作用，这对南北两坡自然景观的形成产生巨大的影响［9］。而山地随着海拔的增加，气候、水分发生明显的变化，从而制约着植被、土壤等的垂直分布，形成南迦巴瓦峰南北两坡以一定景观类型为主的垂直自然带。多雄河及邻近区域植物资源种类丰富，蕴藏量大，其原因极有可能与雅鲁藏布大峡谷奇特的峡谷地貌有关，南迦巴瓦峰山地的形成对来自印度洋的湿润气流具有较明显的阻挡作用，使得大峡谷地区成为西藏最湿润的区域，因此该地区植被垂直分布带谱完整，物种资源丰富［10］。

白马西路河这三条基本平行分布且相距很近的支流，在植被类型、群落结构和建群种的构成上具有较高的相似性和可替代性。尤其以中上游河段相似性更高，在下游段略有差异：多雄河汇口附近受过路的马帮、游客等干扰较大，植被以次生性季雨林为主，间或有成片的尼泊尔桤木林；比西日河和丹戈着河汇口附近几乎没有外界干扰，植被以原生性季雨林为主，分布面积也比多雄河汇口区域更大，林内结构更复杂，生物多样性也相对更高。三条支流之间的生境相似性程度与地理距离呈现出显著的负相关关系。

4 结论与展望

由现场调查及分析结果可知，多雄河及邻近区域从河面至山顶的植被呈现为热带季雨林带、亚高山常绿、半常绿阔叶林带、亚高山针叶林带、高山灌草丛带、流石滩植被带以及永久冰雪带等6个垂直分布带。通过对白马西路河3条支流的相似性比较分析发现，这3条支流在植被类型、群落外貌和建群种的构成上有较高的相似性和可替代性，比西日河与多雄河的植被类型相似性比丹戈着河与多雄河的植被类型相似性更高。

随着派墨公路的通车，大峡谷地区交通条件得到明显改善，未来多雄河谷可能成为墨脱对外联系的重要通道，人类干扰会随之增大，应加强多雄河谷基础研究以及相关保护措施研究。近年来，越来越多的关于植被垂直分布与气候变化响应机制的文章被报道［11-13］，未来可以在雅鲁藏布大峡谷范围内深入开展植被垂直分布与气候变化响应机制、植被垂直分布与坡向效应等方面的调查研究，进一步加深对大峡谷地区植被的认知，为深入进行相关机制研究奠定基础。

参考文献

［1］ 孙鸿烈. 中国生态系统［M］. 北京：科学出版社， 2005： 55-629.

［2］ 李渤生. 中国山地森林植被的垂直分布［J］. 森林与人类， 2015（2）： 12-36.

［3］ 吴征镒. 中国植被［M］. 北京： 科学出版社， 1980： 143-1037.

［4］ 中国科学院植物研究所. 西藏植被［M］. 北京： 科学出版社， 1988： 98-223.

［5］ 姚永慧， 张百平， 谭靖， 等. 长江上游山地垂直带谱及其空间分布模式［J］. 地理研究， 2009， 28（6）： 1633-1643.

［6］ 姚永慧， 张百平， 韩芳， 等. 横断山区垂直带谱的分布模式与坡向效应［J］. 山地学报， 2010， 28（1）： 11-20.

［7］ 梁红柱， 刘丽丽， 付同刚， 等. 山地植被垂直分布变化格局研究进展与述评［J］. 中国生态农业学报 （中英文）， 2022， 30（7）： 1077-1090.

［8］ 奚蓉， 刘胜祥， 王雪， 等. 西藏登曲流域植被垂直分布格局初探［J］. 华中师范大学学报 （自然科学版）， 2011， 50（2）： 279-283.

［9］ 郑度， 杨勤业. 青藏高原东南部山地垂直自然带的几个问题［J］. 地理学报， 1985， 40（1）： 60-69.

［10］ 彭补拙.南迦巴瓦峰地区垂直自然带的初步研究［J］.山地學报， 1984， 2（3）： 182-189.

［11］ 韩先明， 左德鹏， 李佩君， 等. 雅鲁藏布江流域植被覆盖变化及其对气候变化的响应［J］. 水利水电科技进展， 2021， 41（1）： 16-23.

［12］ 孟庆博， 刘艳丽， 鞠琴， 等. 雅鲁藏布江流域近18年来植被变化及其对气候变化的响应［J］. 南水北调与水利科技（中英文），2021， 19（3）： 539-550.

［13］ 刘浏， 牛乾坤， 衡静霞， 等. 雅鲁藏布江流域干湿转换特征及植被动态响应［J］. 农业工程学报， 2020， 36（2）： 175-184.

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

（責任编辑：巩 劼）