（园林植物与观赏园艺专业论文）青藏铁路沿线（格拉段）植被特征及工程建设对植被多样性影响研究.pdf

摘要 青藏高原有着世界上独一无二的生态系统 海拔高 干旱 寒冷 空气稀薄 从而导致生态环境敏感 因此一旦破坏 恢复的难度较大 本文从青藏铁路沿线区 系特征 植被分区以及工程建设带来的影响等方面进行了研究 对青藏铁路沿线的 植被恢复提供理论基础和实践依据 采用吴征镒的中国种子植物的分布区类型的划分方法对青藏铁路沿线植被进行 区系特征分析 青藏铁路沿线共有种子植物3 8 科1 3 3 属2 8 7 种及变种中 从科的 分析来看 优势科集中在大型科与中型科 两类科的种数之和占总种数的7 1 4 3 从属的分析来看 温带分布在沿线植物区系中占绝对优势 7 2 1 8 热带成分和 中国特有种则相对较弱 3 7 6 多数植物属的分布都属于西南地区 适合于高寒 干旱 高海拔的环境 在采用生念学分类方法和d 指数方法对青藏铁路沿线的植被的基础上进行了分 区研究 青藏铁路沿线包括荒漠区 高寒草原区 次生高寒草原区 高寒草甸区 草甸与草地交错区和灌从草地区6 个植被区 以铁路为中心 研究不同干扰程度下对铁路沿线植被群落的影响 结果表明 青藏铁路沿线由于所处特殊的自然地理环境 优势种种类较少 仅有2 9 种 随着 海拔的升高 铁路沿线人为干扰较轻样带与人为干扰较重样带的物种丰富度值增 大 s h a n n o n w i e n e r 指数变化与物种丰富度的变化基本一致 不同干扰程度下样带 的p i e l o u 均匀度指数趋于一致 无显著差异 p o 3 6 s i m p s o n 优势度指数则出现 与均匀度相反的变化 群落i y jb 多样性变化都趋于一致 没有因为人为干扰而受到 明显的影响 两种不同干扰程度对铁路沿线植被群落的影响相对有限 铁路工程对多年冻土区植被影响的分析表明 多年冻土区的s h a n n o n w i e n e r 指 数呈先升高后下降的趋势 而p i e l o u 均匀度指数在与铁路垂直方向5 m 2 5 m 和7 5 m 处的变化与s h a n n o n w i e n e r 指数的变化相似 呈先上升高后下降的势态 而在1 5 0 m 和3 0 0 m 处又出现升高的趋势 青藏铁路的修建对2 5 m 处样地中的植被群落的影响 最为严重 而对7 5 m 以外的植被群落影响较轻 综合上述研究结果 对青藏铁路的植被恢复提出了相应建议和对策 关键词 青藏铁路 区系组成 植被分区 植被多样性 宰堆金项h 钦j 酋部圣人耳1 披上撑项u f 2 0 0 4 g 0 0 9 ab s t r a c t l iy i h u a n l a n d s c a p ea r c h t e c t u r e h o r t u c u l t u r e d i e c t e db yp a ny u a n z h z h o uj i n x i n g q i n g h a i t i b e t a np l a t e a uh a v ea nu n i q u es y s t e mw i t hh i g ha l t i t u d e d r a u g h t r a r ea i r a n dc o l dc l i m a t i c t h e s ef a c t o r sb r o u g h ta b o u ti t ss e n s i t i v ea n df r a g i l e t h er e c o v e r y w o u l db em o r ed i f f i c u l t yi fi tw a sd a m a g e d i nt h i s p a p e r f l o r i s t i cc h a r a c t e r i s t i c s v e g e t a t i o nr e g i o n a l i z a t i o na n dt h ei n f l u e n c em a d eb yt h er a i l w a yc o n s t r u c t i o nw e r e r e s e a r c h e da n di tw o u l db et h e o r i z e dg r o u n d w o r ka n dp r a c t i c e dg i s tf o rt h er e c o v e r yo f t h ec o m m u n i t ya l o n gt h eq i n g h a i t i b e t a nr a i l w a y f l o r i s t i cc h a r a c t e r i s t i c sw e r em a d eb yw uz h e n g y i sr e s e a r c hi n t ot h ea r e a l t y p e so f g e n e r ao fc h i n e s es e e dp l a n t s t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h e r ew e r e3 8f a m i l i e s 13 3 g e n u s e s 2 8 7s p e c i e sa n dv a r i e t i e sa l o n gt h eq i n g h a i t i b e t a nr a i l w a y a sf o rt h ea n a l y s i s o ff a m i l y t h ed o m i n a n ts p e c i e sf o c u so nt h eb i gl a r g e s i z e da n dm i d d l e s i z e df a m i l i e s s u mo ft h e s et w of a m i l i e sa c c o u n tf o r71 4 3 o ft h et o t a l s p e c i e s i nt e r m so f g e n u s t h et y p eo f t e m p e r a t ez o n ew a st h em o s t 7 2 18 a n dt h ee n d e m i ct oc h i n aw a s t h el e a s t 3 7 6 m o s t l yt h et y p e so fp l a n t sb e l o n gt ot h es o u t h w e s t a n df i tf o rt h e e n v i r o n m e n tw i t hr a r ea i r c o l dc l i m a t i ca n dh i g ha l t i t u d e v e g e t a t i o nr e g i o n a l i z a t i o n sw e r em a d eb ya d o p t i n ge c o l o g yc l a s s i f ya n d1 3 d i v e r s i t y i n d e xm e t h o d t h e ya r e6v e g e t a t i o nr e g i o n sa r ec l a s s i f i e d d e s e r t r e g i o n a l p i n e g r a s s l a n dr e g i o n s e c o n d a r ya l p i n eg r a s s l a n dr e g i o n a l p i n em e a d o wr e g i o n t h e a l t e m a t i v eb e l to fa l p i n em e a d o wa n da l p i n eg r a s s l a n da n ds h r u b g r a s s l a n dr e g i o n w h e nt a k i n gt h er a i l r o a da st h ec e n t e r t h ei n f l u e n c eo fc o m m u n i t yu n d e rt h ed i f f e r e n t d i s t u r b a n c ed e g r e e sw a sr e s e a r c h e d t h er e s u l t ss h o wt h a tt h e r ew e r er e l a t i v e l yl e s s d o m i n a t es p e c i e sb e c a u s eo fi t sp e c u l i a re n v i r o n m e n t j u s t2 9s p e c i e si na 1 1 t h ec r e a s eo f s p e c i e sr i c h n e s sw i t hc r e a s i n ge l e v a t i o nh a sb e e no b s e r v e di nt h el i g h t e rs i d e sa n dt h e h e a v i e rs i d e s a n dt h ec h a n g eo fs h a n n o n w i e n e ri n d e xw a sb a s i c a l l ys a m ew i t hs p e c i e s r i c h n e s s t h e r ew e r er i o td i f f e r e n c e se v i d e n t l yb e t w e e nt h eb o t hs i d e si np i e l o ui n d e xb u t t h es i m p s o ni n d e xg o e st h er e v e r s ew a y t h ec h a n g e so fpd i v e r s i t ya m o n gc o m m u n i t i e s t e n dt ob ec o n s i s t e n t a n dt h e r ew a sl i t t l ei n f l u e n c eo b v i o u s l yb yh u m a nd i s t u r b a n c e s t h ec h a n g e so fc o m m u n i t i e sa l o n gq i n g h a i t i b e t a n r a i l w a yu n d e rt w od i f f e r e n t d i s t u r b a n c ed e g r e e si sf i n i t u d er e l a t i v e l y t h ei n f l u e n c eo fr a i l w a yc o n s t r u c t i o no nt h ep e r m a f r o s te c o s y s t e mw a sr e s e a r c h e d t h er e s u l ts h o wt h a tt h ec h a n g e a b l et r e n d so ft h ep i e l o ui n d e xw a ss i m i l a rt ot h e s h a n n o n w i e n e ri n d e xa t5 m 2 5 m 7 5 mi np e r p e n d i c u l a rd i r e c t i o nt ot h er a i l w a y b o t ho f t h e mw e n tt h es a m ew a y i n c r e a s i n ga tt h eb e g i n n i n ga n dt h e nd e c r e a s e i n g a tl5 0 ma n d 3 0 0 m t h ep i e l o ui n d e xt o o ko nt h ei n c r e a s i n gw a ya g a i n t h em o s to b v i o u s l yi n f l u e n c e m a d eb yr a i l w a yc o n s t r u c t i o na tt h es e c o n dp l o ta n dt h el e a s tw a sf a ra w a yf r o mt h e7 5 m s u mu pa l lt h er e s e a r c h e s s o m ea d v i c e sw e r ep u tf o r w a r d k e yw o r d s q i n g h a i t i b e t a nr a i l w a y f l o r i s t i cc h a r a c t e r i s t i c s v e g e t a t i o nr e g i o n a l i z a t i o n v e g e t a t i o nd i v e r s i t y 论文独创性声明 本人郑重声明 所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行研究工作所取得的 成果 尽我所知 除了文中特别加以标注和致谢的地方外 学位论文中不包含其他个 人或集体己经发表或撰写过的研究成果 也不包含为获得四川农业大学或其它教育机 构的学位或证书所使用过的材料 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示了谢意 研究生签名 搠 弘 够年占月乡9 日 关于论文使用授权的声明 本人完全了解四川农业大学有关保留 使用学位论文的规定 即 学校有权保留 并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版 允许论文被查阅和借阅 可以 采用影印 缩印或扫描等复制手段保存 汇编学位论文 同意四川农业大学可以用不 同方式在不同媒体上发表 传播学位论文的全部或部分内容 研究生签名 棚 导师签名 渺年名月弓口日 三 同 l 刖舌 青藏铁路新建段格拉段 格尔木一拉萨 于2 0 0 1 年7 月开工建设 于2 0 0 6 年7 月1 日正式通车 青藏铁路是沟通西藏与内地联系的交通枢纽 修建青藏铁 路对完善综合运输体系 强化进藏通道具有极其重要的政治 军事和经济意义 青藏铁路所处的青藏高原是世界上最高 最大 最年青的高原 是地球上一 个独特的地理单元 素有 世界屋脊 地球第三极 之称 青藏高原不仅是我 国乃至世界的气候调节器 也是我国和南亚地区的 江河源 和 生态源 具有 世界上独有的生态系统和世界山地生物物种的一个重要起源和分化中心 青藏高原有丰富的生态系统 形式多样的自然景观以及丰富的平分秋色支票 物资源 但是 独特的地理位置和气候条件等使青藏高原的生态环境十分敏感和 脆弱 在高寒 干旱 高海拔的环境下生长的动植物种类较少 各类生物生长期 也较短 生物量低 形成的生物链也相对简单 在整个生态系统中物质与能量的 转换过程缓慢 因此 生念环境 旦破坏 恢复的难度就较大 甚至引起更严重 的环境问题 青藏铁路未修建之前 公路是主要的进藏方式 人烟稀少 人类活动也少 受到的影响比较小 而青藏铁路的修建势必会给铁路沿线环境带来一定影响 铁 路的建设主要对工程用地 取弃土作业 施工便道等扰动地表 破坏植被系统生 产能力和系统稳定状况产生了影响 踩踏地表覆盖层 改变地表结构 破坏脆弱 生态系统地表稳定性从而打破了系统的平衡状态 导致生物多样性降低 生物资 源减少 同时 人为干扰 鼠害以及由经济利益引起的过度放牧导致了草场退化 的加速 全球气候变暖与人类工程引起的多年冻土退化 冻融侵蚀 水蚀和风蚀 等导致水土流失严重以及人类盲目追求经济利益等引起的植被退化等 因此 如 何将铁路建设对沿线环境造成的影响降低 如何对青藏铁路沿线进行植被恢复是 保障青藏铁路线域生态安全的重大问题 2 文献综述 2 1 青藏高原现状 近年来 随着人口的增加和经济的发展 由于人类活动的影响及对资源的不 合理开发和利用 导致了一系列的讣境问题 土地荒漠化 石漠化与盐碱化 水 土流失严蕈 水资源短缺 卜物多样 陆锐减 水害 灾害频繁 自然灾害加重等 瞳1 青藏高原的生态环境也不例外 草场退化 生物资源减少 生物多样性受剑 威胁等 草地的退化会导致植被盖度下降 优势种群严重退化 有毒杂草增加 土壤 水文过程改变 土壤沙漠化 贫脊化以及水土流失程度加重以及鼠害等 许多研究 认为 气候变暖是草地退化的主要因素 全球气候变暖 生态环境脆弱的高青高 原对气候变化的响应强烈 冰川退缩 冻二l 退化 导致草地退化 除此之外 过 度放牧使得草甸植被生物量减少 再生能力降低 从而导致土壤微生物多样性下 降 土壤肥力降低 同时 鼠害使得植被演替停滞 土质疏松 土壤变薄 从秃 斑逐渐演变成 黑土滩 因此 导致青藏高原草地退化的主要原因就是过度放牧 和鼠害 据统计 青藏高原的天然草地面积12 8 3 5 万h m 2 退化草地约5 0 0 0 万 h m 2 其中退化的高寒草甸面积为1 6 2 0 万h m 2 占全区退化草场的3 2 5 n 1 青藏高原多年冻土约1 4 0 万h m 2 是我阳多年冻七集中分布的区域 占我目 多年冻 上总面的6 0 以上 研究表明 冻一f 及水热过程不仪控制着地表状态的变 化 还影响着植被的发育程度 一旦地表条件被破坏 破坏了冻土的水热过程与 地表植被生长问的平衡关系 将进一步引起地表植被退化瞄 冻 i 二的退化使得植被根系层土壤水分减少 表土干燥 同时由于气候温度的 变化 导致植被大范围退化 地表植被群落和物种发生改变 土壤沙漠化 青藏 铁路的施工对多年冻土区不可避免地产生了消极作用 主要是表现在对多年冻土 水热平衡状态的扰动而引起的高原多年冻土在半面上和垂直剖面上的变化 以及 由此引起的高原多年冻土区生态环境的恶化 地表景观的改变以及土壤侵蚀量的 增加拍3 青藏高原因为冻融侵蚀 水蚀和j x l 蚀等造成的水土流失相当严重 水土 流失的潜在危害性大 据统计 青藏高原由于风 流水 冻融侵蚀的土地面积约 占青藏高原总面积的7 5 其中 黄河流域的侵蚀程度最为严重h 1 除了自然因 素 人为因素也是造成水土流失的原因之一 超载放牧 乱挖滥掘 毁林毁草 盲目开荒 人类工程等3 n 君w j 了青藏高原的水土流失 8 2 2 国内外相关研究 2 2 1 国外相关研究 世界上许多国家都在受到影响后的退化生念系统的 恢复与重建t 做了大量的 工作 并且建立了比较系统的理论指导 h o b b s 等认为 退化生态系统的恢复目 标主要涉及经过恢复形式结构合理 功能完善的生态系统 上世纪7 0 年代宫胁昭 在日本的一些城市中进行环境保护林重建的研究 其中心思想是根据植被科学中 的演替理论 采用当地乡土树种的种子进行营养钵育苗 配以适当的土壤改造 在较短时间内建立起适应于当地气候的顶极群落类型 这一方法得到了世界公认 称之为 宫胁法 如今被广泛应用 引 g a y n o r 1 在退化草地生态系统恢复研究 中指出 因地制宜地通过松土 浅耕翻等改善土壤结构 同时增施肥料 补播乡 土优良牧草增加植被恢复速率 合理放牧等也是有效的人工促进恢复措施 对于 退化水生生态系统的恢复 m i d d l e t o n 2 1 指出 应根据不同湿地选择最佳位置重建 湿地生物群落 a n n am a r i a 3 1 等对冰岛植被恢复的研究表明 严重的土壤退化和 气候变化所带来的灾害可以通过植被恢复的碳固定效益得到很大的改善 国外对植被区系的研究比较早 而且许多国家都完成了本地区的植物区系的 调查 而在干扰对植被多样性的影n 向方面 a r m e s t o 1 等选择以加拿大一枝黄花 s o l i d a g oc a n a d e n s i s 为优势种和以豚草 a m b r a s i aa r t e m i s i i f o l i a 为优势种的 实验进行研究表明 在以加拿大一枝黄花为优势种的实验地中受干扰的样方比未 受干扰的对照样方平均多出2 6 个物种 且物种数有明显的增加 但在以豚草为 优势种的实验地中 物种丰富度在整个生长季有明显的波动 表现了对干扰响应 的复杂性 这可能与该植物群落所处的早期演替阶段相关 c a n n o n 副等通过研究 商业采伐对热带雨林树种多样性的影响发现 在经过择伐的印度尼西亚婆罗州热 带雨林中树木的大小结构受到了严重的破坏 但是却有了较高的树种多样性 h a s k e l l 鲫指出道路抑制了土壤中脊椎动物的丰富度和多样性 减少落叶层的厚度 这样的作用可以延伸到道路以外 0 0 多米的地方 p e t r a i t i s n 7 1 等认为干扰不单纯决定于哪一种类型 更主要的是取决于干扰的强 度 频率等特征 干扰对植物多样性的影响都有正向和负向的 引 2 2 2 国内相关研究 2 2 2 1 区系组成研究 在对植被特征的研究中 植物的区系分析的研究越来越多 国内对地区种子 植物的区系组成研究主要是集中对本地区的种子植物区系研究 以及针对某一地 区上某一植被类型或某一属植物的区系成分分析 如金则新 张荣京瞳引 李跃 霞心 等分别对浙江省台州市 海南鹦哥岭 ljj 西省的种子植物区系进行了研究 针对青海种子植物特有种 引 内蒙古黑里河自然保护区维管束植物心引 甘肃被子 植物中国特有类群 奶以及西北地区木本植物 引等具体类型的区系也进行了研究 杨淑萍乜引等对中国帕米尔高原种子植物属的研究 说明了国内从大尺度或小尺度 都开始了比较全面的植物区系方面的研究 而有关在青藏高原和与青藏高原相似 环境或附近地区的区系分析的报道则较少 在对雅砻江上游地区种子植物区系的研究结果表明 处于青藏高原东南部的 雅砻江上游地区种子植物属于热带成分的科和温带成分的科相当 种子植物属的 区系以温带成分为绝对优势 并与热带区系具有一定的亲缘关系 其东亚成分以 中国一喜马拉雅区系为主 具有显著的特有性心引 周家福妇町等对西藏阿里西部地 区种子植物区系研究表明 该地区具有明显的温带性质 在发生发展过程中曾经 历过与热带相联系的历史渊源 且该地区区系植物具有年轻性以及较短的演化发 展历史 韦安泰 1 等对阿尔山种子植物进行了调查和区系分析 结果表明其分布 区类型以温带分布占绝对优势 地理成分混杂且具有过渡性 具有一定数量的古 老成分 多年生的中生植物占有优势 为典型的森林草原植物群落组成特征 王 铁娟1 3 们等对内蒙古大青山种子植物区系研究 表明浚地区温带亚洲 北温带 旧 大陆温带成分均占有较高的比例 表现出明显的温带性质 在对长沙贞玛高寒湿地自然保护区种子植物区系成分分析的研究 表明其区 系成分较为简单 种子植物起源古老 少种科和单种科 少种属和单种属丰富 优势科明显 种子植物地理成分较为简单 明显具有温带性质口 刘有军d 2 3 3 3 等 通过对甘肃省荒漠种子植物的区系分析表明 甘肃省荒漠区单种属和寡种属多 优势现象明显 温带荒漠性和古老性 温带成分占有绝对优势 植物区系具有温 带荒漠性和古老性 通过对若尔盖高寒湿地自然保护区种子植物组成及区系分析 谢大军呤引得出该地区区系较为简单 种子植物起源古老 优势科明显 属的分化 明显 植物区系具有明显温带性质的结论 吴玉虎b 引通过对青海省东南部阿尼玛 卿山地区植物区系研究 其结果表现出青藏高原植被区系的衍生性和年轻性 植 被以由嵩草属植物为建群种的高寒草甸和由金露梅 山生柳等分别为建群种的高 寒灌丛为主 2 2 2 2 干扰对植被多样性影响研究 干扰对植被多样性的相关研究 主要集中在t 扰方式和干扰强度的不同对不 同生念环境的影响 干扰的来源丰要有人为于扰和自然干扰 干扰方式主要包括 4 有工程活动 旅游干扰和放牧干扰等 而干扰强度则各不相同 通过对人类工程活动影响下冻土生态系统的变化研究结果表明 经过2 5 年自 然恢复 高寒草原的优势建群植物种类已出现并占据优势地位 局部地带生物物 种多样性与种群多度恢复到接近甚至高于自然未干扰草原系统水平 受扰动高寒 草原生态系统的恢复程度与冻土环境没有明显制约关系 高寒草甸生态系统的分 布和保育与冻土环境关系密切 受工程活动破坏后恢复困难m 1 鄢燕b 刀等对青藏 公路沿线高寒草甸次生群落特征的研究结果显示 在青藏公路沿线两侧形成的次 生群落 没有特有的建群种 物种组成简单 植被盖度较低 在草地次生恢复的 过程中 丰富度指数 均匀度指数和多样性指数的变化趋势基本一致 人类的活 动造成了植被生境的改变 导致物种种类较原生群落单调 结构相对不稳定 应 遵循自然客观规律 对已破坏的草地 尽量避免干扰使其自然恢复 张锦华m 1 等 认为公路碾压后的群落破坏严重 原来的植被被破坏 所有物种的生境变化很大 尽管在人为干扰强度上 多样性的变化与放牧对植被群落多样性的影响基本类似 但在干扰下藏北矮嵩草草甸的 恢复进程缓慢 马睿一邮等通过若尔盖郎川公路建设 区沿线草地有毒有害植物进行了研究 结果表明由于人为干扰改变了天然植物群 物种间的竞争格局 具有较强竞争力的植物得以扩散 在群落中作用增强 在群 落中优势度逐渐上升 此外 工程建设中采取草皮移植措施在一定程度上取得了 成效 已恢复的边坡群落比较稳定 根据不同研究结果表明割取草皮厚度及大小 与草皮恢复后的植物群落结构密切相关 张玉清 町在对青藏铁路格尔木至拉萨段 的生态环境本底状况作了全面分析 指出工程迹地等定对青藏高原的生态环境造 成严重的负面影响 而王根绪 妇等利用对青藏公路工程的类比调查数据 研究了 不同高寒生态系统对工程扰动的抗干扰能力和受损后的自然恢复能力 以及不同 生态系统与冻土环境的相互关系 结果表明 大部分严重干扰施工地带对高寒草 甸草地只有中等程度影响 影响区高寒草地植被覆盖度将维持在5 0 以上 高寒 草原区严重工程扰动地带除了局部有明显影响外 大部分地区只有中等至轻度影 响 而中度与轻度工程扰动区域 工程对高寒生态系统的影响轻微 王文颖 幻等 在对高寒嵩草草甸退化 l 二态系统植物群落结构特征研究表明 高寒嵩草草甸生态 系统的退化 不仅使群落物种组成发生巨大变化 而且导致物种多样性发生改变 会随着干扰和退化程皮的加剧而降低 剧目英 3 1 等通过对青臧铁路沿线高寒草甸 植物群落特征对人为一1 扰梯度的响应分析 认为随着干扰程度的加强 植被盖度 下降 植物群落向着科 属 种组成更为单一 简单的方向发展 人为 f 扰对群 落物种丰富度有显著影响 物种多样性也随着f 扰减轻而增加 此外 李京荣n 钔等对青减铁路格望段分析了具有线型特征的建设工程对区域 生态环境可能赞成的影响 王美芝n 神等分析了青臧铁路工程建设生态环境的特点 探讨了铁路建设对沿线冻融侵蚀 植被 冻土上限 沙漠化以及野生动物的影响 3 研究目的及意义 青藏铁路是连接内地与西藏的重要枢纽 铁路的修建为高原经济的发展和人 民的生活水平的提高创造了条件 但是 青藏铁路的修建所带来的环境问题也是 当务之急需要解决的问题 对西部大开发战略和高原的可持续性发展 对民族团 结 社会安定都具有重大作用 对于草地退化 多年冻土萎缩 水土流失 土地荒漠化等问题的研究国际上 的关注也越来越多 但是由于青藏高原的地理特殊性 很难找到可以借鉴的方式 方法 青藏铁路格拉段位于青臧高原的腹地 全线长 生境变化大 沿线空气干 燥 稀薄 太阳辐射较强 气候随地形的多变而有较大的变化 为了建立起青藏 铁路线域生态保护 监测 建设与管理的科学体系 使得青藏铁路沿线的生态安 全得到保障和具可持续性发展 对铁路沿线植被的调查 分析和研究是对青藏铁 路沿线植被进行恢复和重建的基础和首要任务 4 研究内容与方法 4 1 研究区概况 青藏铁路格拉段基本沿格尔木青藏公路南行 途径南山口 纳赤台 昆仑山 五道梁 雁石坪 翻越唐古拉山后进入西藏自治区境内 又经安多 那曲 当雄 羊八井 最后到达西藏自治区首府拉萨市 引 全长1 1 4 2 k m 是目前世界上海拔最 高 高海拔路段最长的铁路 地处北纬2 9 3 0 3 6 0 2 5 东经9 0 3 0 9 4 5 5 之间 南山口至昆仑山段年均气温 3 6 最低气温一2 6 7 年平均降水量2 7 6 m m 昆 仑山至唐古拉山段寒冷干燥 年均气温一5 2 一4 o 最高气温2 4 7 最低气 温一4 5 2 年平均降水量2 5 0 m m 3 0 0 m m 安多 那曲年i f 均气温 2 9 一1 3 最高气温2 3 3 2 4 2 最低气温一4 1 2 3 6 2 年平均降水量 4 2 1 8 m m 4 2 8 4 r a m 当雄 拉萨年平均气温1 6 c 7 8 最高气温2 6 5 2 9 6 6 最低气温一3 5 9 0 c 一1 6 50 c 年平均降水量4 0 6 8 m m 4 6 8 1 m m j 疋j 0 能一 v 蚍t l l l i l6 9 o i l f l l h l o 孙 k j 0 一f 辅 1 1 讧t i i i i j o 图4 青藏铁路格尔爪 拉萨段示意图 f i g 4 1 t h es k e t c ho fg e e r m u l a s as e c t i o no fq i n g h a i t i b e t a nr a i l w a y 4 2 研究内容 本项目于2 0 0 5 年7 月2 0 日至8 月l6 同 2 0 0 6 年8 月2 0 日至9 月1 2 日对 青藏铁路沿线的植被群落特征进行了调查 灌木测定高度 冠幅 株数 生长势 草本测定多度 盖度 平均高度 频度 生长阶段 并使用图像资料记录 本研 究通过对照 植物志 以及专家鉴定 查阅相关文献资料 对沿线的植物进行了 核对 整理 统计和分析 本文研究内容主要包括以下几个方面 1 青藏铁路沿线植物区系组成分析 植物区系是某一特定地区内生长的植物种类的总称 通过对铁路沿线植物区 系组成的分析 掌握铁路沿线植物区系的种类组成 分布区类型以及发生 发展 等重要特征 为铁路沿线植被的恢复提供基础资料 2 青藏铁路沿线植被的分区及特点 通过对青铁路沿线植被的分区 总结其特点 为铁路沿线植被的恢复分区治 理等提供参考 3 不同干扰程度对青藏铁路沿线植物群落的影响 通过在不同干扰程度对铁路沿线植物群落的影响分析 比较铁路两侧的群落 物种多样性的变化 分析青藏公路对沿线植被的影响 为全面掌握铁路沿线植物 7 群落的特点提供资料 4 青藏铁路j 程对沿线植被的影响 为了解青藏铁路的修建工程对沿线植被的影响 掌握铁路沿线的植物受影响 的程度和影响因素 对多年冻土区的物种多样性和工程因素进行了分析 5 青藏铁路沿线植被恢复对策 4 3 铁路沿线植被的调查 从格尔木至拉萨段长约i1 4 0 k m 每隔5 0 k m 设一条样带 共2 3 条 样地则 是以样带为中心 在铁路两侧沿样带设置样地5 个 样地面积4 0 0 m 2 样地中心 距铁路线距离分别为5 m 2 5 m 7 5 m 1 5 0 m 3 0 0 m 5 m 处样地规格为l o m 4 0 m 其余为2 0 m 2 0 m 样 苞一一 镥 口3 j i 口 5 0 毫 口 5 毒 口2 5 幕 口5 口5 束 口p 5 詹 口7 5 詹 口 5 嘛 口 毒 图4 2 青藏铁路沿线植被调态样带 样地设置平面图 f i g 4 2 t h ed i s t r i b u t i o np a t t e r no fv e g e t a t i o nt r a n s e c t sa n dp l o t s a l o n gq i n g h a i t i b e t a nr a i w a y 在每个样地内沿对角线设置9 个小样方 无乔灌植被类型时 设置l m l m 的草本样方 有灌木植被类型时 设置2 m 2 m 样方调查 然后在2 m 2 m 样方 内再进行l m l m 的草本样方调查 8 图4 一对角线样方设置 f i g 4 3t h ed e t a i ld r a w i n go b o u tq u a d r a t ss e t t i n gi np l o t s a l o n gq i n g h a i t i b e t a nr a i l w a y 4 4 数据处理 4 4 1 重要值 重要值 i m p o r t a n tv a l u e 采用的公式为 p 相对盖度 相对频度 相对高度 3 4 4 2o 多样性指数 选用s h a n n o n w i e n e r 指数 劢 p i e l o u 指数 j 9 s i m p s o n 指数 d 和丰富 度指数 劝讨论群落的物种多样性特征 引 1 丰富度指数 出现在样条内的物种总数 2 多样性指数 的计算公式为 h 尸 l n 尸f 一 式中 尸为种歹的相对重要值 3 均匀度指数饭映群落中个体御的均匀程度 计算公式为 了 一 州n 尸 心 4 s i m p s o n 优势度指数d 测定群落内不同物种所起的作用和所占的地位 其 计算公式为 d y 尸 2 一 4 4 31 3 多样性指数 选用w h i t t a k e r 与c o d y 两个指数讨论群落生境削的多样性 9 1 1 w h i t t a k e r 指数 屈 s m 式中 s 为所研究系统中记录的物种总数 所口为各样方或样本的平均物种数 9 2 c o d y 指数 展 眩御 6 h 2 其中 g 倒为沿生境梯h 增加的物种数目 例为沿生境梯度h 失去的物种数目 即在上一个梯度存在但在下一个梯度中没有的物种数目 5 结果与分析 5 1 青藏铁路沿线植物区系组成及特点 5 1 1 植物区系成分分析 5 1 1 1 青藏铁路沿线植物的统计 所研究的青藏铁路沿线共有种子植物3 8 科1 3 3 属2 8 7 种及种下等级 其中裸 子植物1 科1 属2 种 被子植物3 7 科13 2 属2 8 5 种及种下等级 青藏铁路沿线种 子植物详细统计表见表5 1 表5 1 青藏铁路沿线种f 植物统计表 t a b l e 5 1t h es t a t i s t i c so f s e e dp l a n t sa l o n gt h eq i n g h a i t i b e t a nr a i l w a y 5 1 1 2 青藏铁路沿线植物与西藏 青海植物比较 青藏铁路沿线的植物与相邻的西藏和青海植物相比 植物种类是较少的 仅 占世界的0 1 1 占全国的1 11 西藏的4 8 6 青海的1 0 6 7 是相对比较 贫乏的 青藏铁路沿线种子植物与世界 中国 1 西藏怕2 1 和青海植物旧3 1 的科 属 种的比较见表5 2 表5 2 新建青藏铁路沿线种二f 植物科 属 种与世界 中国西藏和青海植物比较 t a b l e 5 2t h ec o m p a r i s o no ft h ea m o u n t so ff a m i l i e s g e n e r aa n ds p e c i e so fs e e dp l a n t s a l o n gt h eq j n g h a i t j b e t a nr a i l w a yw i t ht h o s ei nt h ew o r d c h i n a t i b e ta n dq i n g h a ip r o v i n c e i o 5 1 1 3 青藏铁路沿线群落优势种 青藏铁路沿线优势种的分布如下 本研究中将重要值 0 1 视为群落优势种 不足0 1 则选重要值最大的3 种植物种 表5 3 青藏铁路沿线优势种分布及重要值 t a b l e s 3t h ec a l c u l a t i o nr e s u l t so fd o m i n a n ts p e c i e sa l o n gq i n g h a i t i b e t a nr a i l w a y 样带号 n 0 o f t r a n s e c t 地名 s i t e 地理位置l o c a l i t y 优势种重要值 北纬州 东经 e 海拔 m d o m i n a n 25 p e c i e sl v 南山i 1 白刺1 o 1 1 1 8 1 3 6 0 1 0 9 4 0 4 6 3 0 9 4 合头草20 5 6 4 6 n a n s h a np a s s 沙拐枣3 0 1 4 5 7 纳赤台蒿瞿猪毛誉4 o 4 6 9 2 z n a c h i t a i 3 5 5 4 9 4 4 3 3 4 4 6 盐爪爪 o 19 6 7 驼绒藜60 1 7 9 7 沙生风毛菊7o 2 5 8 2 3 要撼 3 5 0 4 3 9 4 0 1 0 4 是票笺磊篙 155386j 3 x j d a t a n 4 磊j 乏磊 二is o 茵垫黄芪 0 1 2 1 6 4 b u 未黧帆3 5 0 3 2 9 3 0 5 6 篓蓑墨箬m 10834619 4 b u d n gs 州n g藁磊孬 幢若 1 3 8 青藏苔草1 3 0 1 9 6 8 5 c h 糍黑e 3 5 0 2 2 9 3 0 2 7 4 4 雾尘麓嘉黑 1 2 2 5 1 5 c h u m a e r r i v e f 4 4 荔叠赢三嘉云i3 0 三 紫花针茅0 1 4 5 1 五道梁 譬生嵩草1 4 o 1 5 1 0 6 w u d a o i i a n g 3 5 0 7 9 3 0 2 4 7 4 0 垂穗披碱芋 1 5 0 10 0 3 一 风火山 3 4 0 3 9 9 2 0 5 3 4 8 6 9 i f e n g h u om o u n t a i n 8 乌丽w u l i3 4 2 3 9 2 0 3 9 4 5 9 5 9 12 3 k a i x i n l i n g 3 4 0 5 9 2 2 0 塘港 t a n g g a n g 3 3 4 4 9 2 0 8 布玛德 b u m a d e 3 3 2 3 9l 5 6 唐占拉山 t a n g g u l am o u n t a i n 3 3 0 4 91 4 4 l d i 藏布3 2 0 4 2 9l 3 0 4 7 6 4 4 6 8 5 4 8 2 2 4 9 6 8 4 8 8 9 矮生嵩草0 2 5 4 6 高山嵩草0 1 0 8 9 弱小火绒草0 1 5 2 0 紫花针茅0 2 5 7 5 矮生嵩草0 1 9 7 l 藏北嵩草1 7 0 2 4 3 0 矮羊茅侣0 1 19 0 弱小火绒草0 1 5 4 9 紫花针茅0 1 5 5 6 宽n i 栓果芹1 9 0 j 0 4 8 弱小火绒草0 1 5 7 9 矮乍嵩草0 1 0 5 7 替裂银莲花2 00 1 2 2 5 1 4 1 5 1 7 2 0 2 l 2 3 z h a ji a z a n g b u 安多a n d o 错那湖 c u o n al a k e 嘎恰 g a q i a 那曲 n a g q u 母布曲大桥 m u b u q ub r i d g e 乌马塘 w u m a t a n g 当雄大桥 d a m x u n gb r i d g e 羊八林 y a n g b a li n 马乡 m a t o w n 东嘎 d o n g g a 3 2 0 1 6 9 1 0 3 9 3 10 5 6 9 1 3 l 4 7 1 3 4 6 1 4 高山嵩革 矮火绒草2 高山嵩草 3 1 0 3 6 9 l 4 4 4 5 4 9高山嵩草 3 1 2 2 79 10 5 6 4 5 5 3高山嵩草 3 1 0 0 4 9 10 4 0 4 6 8 l 高山嵩草 小早熟禾2 2 紫花针茅 3 0 0 3 7 9 1 3 2 7 4 5 6 1 高山嵩草 3 0 0 2 7 9 10 0 4 4 2 9 9 3 0 1 4 9 0 0 3 4 4 5 6 3 2 9 0 5 5 9 0 0 4 2 3 9 4l 矮生嵩草 高山嵩草 i 古j 沙草2 3 白尖苔草 淡黄香青孙 洽草撕 蕨麻委陵菜 扁穗草斗 三裂碱毛茛2 9 2 9 0 3 8 9 1 0 1 3 6 3 4 蕨麻委陵菜 o 2 7 5 0 0 2 4 7 o 1 7 0 7 0 2 9 3 5 0 2 8 8 2 o 1 3 6 6 0 1 1 7 4 o 1 0 2 0 0 2 9 5 7 0 0 6 8 6 o 0 7 1 5 0 0 7 4 7 o 1 2 3 2 0 1 8 5 4 o 1 2 3 3 0 0 7 8 6 0 0 8 7 6 0 0 9 4 4 0 1 2 6 3 各序号含义为 1 n i t r a r i at a n g u t o r u m 2 s y m p e g m ar e g e l i i 3 c a l l i g o n u mm o n g o l i c u m 4 s a l s o l aa b r o t a n o i d e s 5 k a l i d i u mf o l i a t u m 6 c e r a l o i d e sl a l e e n s 7 s a u s s u r e aa r e n a r i a 8 d r a c o c e p h a l u mh e t e r o p h y l l u m 9 l e o n t o p o d i u mp u s i l l u m 10 a s t r a g a l u sm a t t a m11 a s t r a g a l u s e l l i p s o i d e u s 1 2 s t i p ap u r p u r e a 1 3 c a r e x m o o r c r o f i i i 1 4 k o b r e s i a h u m i l i s 1 5 e l y m u s n u t a n s 16 k o b r e s i a p y g m a e a17 k o b r e s i al i t t l e d a l e i 18 f e s t u c a