全 文 ：2011 年 10 月
第 5 期
林业资源管理
FOREST RESOURCES MANAGEMENT
October 2011
No. 5
赤水桫椤自然保护区生态环境调查与分析
杨广斌1，李亦秋2，屠玉麟1
( 1. 贵州师范大学地理与环境科学学院，贵阳 550001; 2. 绵阳师范学院资源环境工程学院，四川 绵阳 621000)
摘要:生态环境现状调查是对自然保护区实施保护、管理、可持续开发利用的基础。将传统的生态环境调查方法
和遥感与地理信息系统技术相结合，对赤水桫椤自然保护区内的生态环境状况进行调查。结果表明: 保护区山
高坡陡、地形破碎、抗蚀能力差，生态环境十分脆弱; 保护和开发利用的矛盾突出，人为干扰在增大; 全球气
候变化也将对其产生不确定性影响。针对自然保护区的生态环境现状，今后应紧紧围绕自然保护区的保护和发
展需要，继续完善生态环境研究体系，指导自然保护区的建设，积极开展社区共建，建立社区与自然保护区之
间新型的和谐依赖关系。
关键词:桫椤;自然保护区;生态环境;赤水
中图分类号: Q16; F759. 9 文献标识码: A 文章编号: 1002 － 6622( 2011) 05 － 0094 － 07
Investigation of Eco － Environment in Chishui Alsophila Natural Reserve
YANG Guangbin，LI Yiqiu，TU Yulin
( 1. College of Geography and Enviranment Science，Guizhou Normal University，Guiyang 550001，China; 2. School of Resources and Environ-
mental Engineering，Mianyang Normal College，Mianyang 621000，Sichuan Province，China)
Abstract: Eco － environment investigation of the Nature Reserve is the basis for its protection，manage-
ment，sustainable development and utilization. Eco － environment in Chishui Alsophila Natural Reserver
was investigated through traditional method and RS ＆ GIS technology. The results show that eco － envi-
ronment of the Natural Reserve is very weak because of the high hills，steep slopes，broken landform，and
the poor corrosion resistance. The contradiction between protection and exploitation is outstanding，and the
human interference is increasing. Global climate change will also produce uncertain effects. In view of the
present situation of eco － environment of the Nature Reserve，we should focus on the natural reserve pro-
tection and development needs，continue to improve the ecological environment research system，guide the
construction of the nature reserves，do an active job in the community construction，and establish a new －
style harmonious dependence relationship between the community and Nature Reserve.
Key words: Alsophila，natural reserver，eco － environment，Chishui
收稿日期: 2011 － 08 － 08;修回日期: 2011 － 10 － 13
基金项目:贵州省优秀科技教育人才省长专项资金项目( 黔省专合字( 2008) 33 号) ;贵州省教育厅自然科学基金项目
( 黔教科 2007022) ;贵州省科技厅科技基金项目( 黔科合 J字［2008］2271 号)
作者简介:杨广斌( 1973 － ) ，男，山东聊城人，副教授，博士，主要从事地理信息系统开发与应用研究。
Email: ygbyln@ 163. com.
DOI:10.13466/j.cnki.lyzygl.2011.05.022
第 5 期 杨广斌等: 赤水桫椤自然保护区生态环境调查与分析
桫椤为当今世界十分珍贵的冰川前期古生代植
物，被誉为“蕨类植物之王”、科学研究的“古生物活
化石”、“最后的侏罗纪生命”，是国家一级保护的珍
稀濒危植物。我国的赤水是这“最后的侏罗纪生
命”目前在世界上最具规模、保存最为完好的地方，
被称为“中国的侏罗纪公园”。赤水桫椤自然保护
区以其优美的自然环境，独具特色的保护对象，良好
的科学管理和显著的环境效益，引起了社会的关注，
享誉国内外［1 － 2］。保护区成立于 1984 年，1992 年
经国务院批准为国家级自然保护区，1993 年成为中
国生物圈保护区网络成员，是我国最早建立的以桫
椤及其生态环境为主要保护对象的自然保护区，是
国家环保总局直属的示范性保护区［3］。2000 年 10
月，国家旅游局批准，在赤水桫椤国家级自然保护区
内开设地球爬行动物时代标志植物及其生存环境游
览观光园林，正式命名为“中国侏罗纪公园”。桫椤
自然保护区保护桫椤的关键在于保护其自然生态环
境、自然植被，创造良好的更新条件，并使其繁衍不
息［4 － 5］。
本研究将传统的生态环境调查方法和遥感与
地理信息系统技术相结合［6 － 10］，对赤水桫椤自然
保护区生态环境进行调查与分析，其目的就在于
揭示保护区基本的生态环境现状，以典型案例说
明存在的生态问题，揭示生态环境变化及其成因，
为自然保护区的建设和科学管理提供可靠的基础
资料和决策依据，为保护与建设服务。
1 研究区地理位置
赤水桫椤自然保护区位于黔西北赤水市境内，距
赤水县城 44km，地理坐标为东经 105°57 ～ 106°07，
北纬 28°20 ～ 28°30，是贵州高原向四川盆地过渡
的斜坡地带。区内海拔最高点1 730. 1 m，最低点
331. 5m。全区地域由厶站河、金沙河、板桥河三条
河谷六面坡构成，总面积 133km2，其中核心区面积
55km2，缓冲区面积 40km2，实验区面积 38km2。区
域东南与习水县接壤，西北与赤习公路、赤水河相
邻，距贵阳市 480km，重 庆 市 230km，成 都 市
350km［11］。
图 1 赤水桫椤自然保护区地理位置图
2 调查方法与内容
在重要性、典型性、代表性原则的指导下，对赤
水桫椤自然保护区内的重要生态功能区域及典型生
态环境进行调查。充分利用现有统计数据、文献资
料、TM影像和 1∶ 1 万数字高程模型( DEM) 等，借助
于统计分析、遥感解译和地理信息系统空间分析工
具，调查保护区自然、社会、经济状况，以及存在的主
要生态问题和历史演变，从自然、社会、经济等方面
高度概括保护区存在的生态环境问题、产生原因、变
化趋势及其对社会、经济的影响，并提出相应的对策
建议。
3 自然生态环境调查与分析
3. 1 地质与地貌
桫椤自然保护区属于“扬子准地台”的“四川中
台坳”的南部边缘地带［1］。从震旦纪到三叠纪，虽
然经过了若干次海侵海退的沧桑变化，但未发生过
强烈显著的褶皱和断裂。三叠纪末海退之后，“四
川中台坳”乃形成与海洋相隔离的内陆湖盆，在侏
罗纪 －白垩纪时期，一直处于积水成湖阶段，当时气
候炎热，铁质的氧化作用使得冲入湖中沉积于湖底
的泥沙呈现红色。保护区处在这个湖盆南部的边缘
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林业资源管理 第 5 期
区域，也沉积了3 000 ～ 4 000m厚的侏罗纪 －白垩系
湖泊相红色碎屑岩建造，既紫红色砂岩与泥岩的互
层。在白垩纪末、早第三纪前，四川湖盆逐渐隆升干
涸为陆，经过燕山末期的“四川运动”，使得白垩系
及其以前的地层和构造，再一次遭受褶皱和断裂。
陆地上升，河流冲刷下切，形成许多河谷陡坡，崩塌
后的山坡就变成赤色陡壁和奇特山峰，形成特殊的
“丹霞地貌”［3］。
保护区地貌总体上属于中起伏山地，在遥感影
像上表现为地面起伏不平，形成以岭脊为界的阴阳
坡，反射强度差异明显，阴坡色调( 或灰度) 较深，阳
坡色调( 或灰度) 较浅。山地中色调( 或灰度) 均匀
与否能反映出山地起伏的大小和切割程度。色调
( 或灰度) 均匀说明地形起伏不大，比较平坦; 反之，
地形起伏大，地表切割强烈［12］。从影像可以看出，
除闷头溪小黄花茶保护点影像色调比较均匀外，其
他地方影像色调明暗交替分布明显，在地貌上表现
为山高坡陡，地形破碎的地貌特征( 图 2) 。
保护区地势总的趋势是东南高，西北低，地势
起伏较大。最高点在东南边界的葫芦坪，海拔
1 730. 1m;最低点靠近金沙沟汇入赤水河的入口
处，海拔仅 303. 9m。区内地势最大相对高差达
1 426. 2m。保护区内从东南边界葫芦坪至西北边
界金沙沟注入赤水河汇流处地形剖面图如图 3 所
示。
根据保护区 1∶ 10 000DEM生成的地势图( 图 4)
可知，保护区内海拔高于1 200m的面积为 32. 18km2，
占保护区总面积的 24. 19% ;海拔在 901 ～ 1 200m 的
面积为 65. 05km2，占保护区总面积的 48. 91% ;海拔
500 ～ 900m的面积为 33. 57km2，占保护区总面积的
25. 24% ;海拔低于 500m的面积为 2. 20km2，占保护
区总面积的 1. 65% ( 表 1 ) 。保护区内海拔在 900m
以上的地面面积占整个保护区面积近 3 /4，多分布
在沟溪的分水岭地带和河流的上游地区，海拔低于
900m的区域多分布在河流下游的沟谷地带。
根据保护区 1∶ 10 000DEM生成的坡度图( 图 5) ，
坡度≤5°的面积为 19. 95km2，占保护区总面积的
15. 00%，多分布在沟溪的谷地地带; 坡度大于 25°
的地面面积为 107. 60 km2，占保护区总面积的
80. 90% ( 表 2) 。所以，保护区地貌类型具有山高坡
陡谷深的特征。
图 2 保护区地貌影像特征
图 3 葫芦坪—金沙沟管理站地形剖面图
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表 1 海拔高程分级统计表
海拔 /m 面积 /km2 百分比 /%
＞ 1200 32． 18 24． 20
901 － 1200 65． 05 48． 91
500 － 900 33． 57 25． 24
＜ 500 2． 20 1． 65
合计 133． 00 100． 00
表 2 坡度分级统计表
坡度 / ( ° ) 面积 /km2 百分比 /%
≤5． 0 19． 95 15． 00
5． 1 － 15． 0 5． 05 3． 80
15． 1 － 25． 0 0． 40 0． 30
＞ 25． 0 107． 60 80． 90
合计 133． 00 100． 00
3. 2 气候与水文
桫椤自然保护区属中亚热带湿润季风气候区，
河谷具有类似南亚热带气候特征。区内气候特点为
冬无严寒，夏无酷暑，日照少，温度高，湿度大，降水
充沛，云雾雨日多，垂直差异大。河谷 1 月份平均气
温 7. 5℃，极端最低气温 － 2. 1℃ ; 7 月份平均气温
27. 3℃，极端最高气温 41. 3℃。河谷常年基本无霜
雪，全年无霜期 340 ～ 350d。区内平均年降水量
1 200 ～ 1 300mm，在温湿气流抬升的向风坡降水量
平均超过1 500mm，夏季降水量多，春秋次之，冬季
最少。4—10 月降水量占全年的 80%。区内谷地平
均相对湿度达 90%。
暖湿多雨的气候条件下，形成了众多的河谷溪
流，TM4，TM3，TM2 合成影像图上河流清晰可辨，有
水河流相对背景环境饱和度最强，呈不同明暗的蓝
色;无水河流饱和度差，但河谷沟滩仍较明显，两者
形状均为线形或带状。保护区处于河流溯源侵蚀、
下切强烈的地区，沟溪众多，河网密度为 1km /km2，
保护区内沟溪总长度达 134. 5km。主要河流有幺站
沟、金沙沟和乾河沟，其中幺站沟最长，长度约 17. 8
km;其次是金沙沟，长约 12. 4 km; 乾河沟流经本区
的长度约为 7. 8 km。汇入各条干流的支流众多，这
些支流长度大多为 2. 5 ～ 4. 5 km，都属于河源小溪。
从 TM4，TM3，TM2 合成影像图上勾勒出来的保护区
水系分布如图 6 所示。
由于侵蚀基面低，河床纵比降极大，河流下切和
溯源侵蚀强烈。河网水系呈棋盘式或倒钩状式发
育，河流溯源、侵蚀和袭夺现象有加剧的趋势。河谷
多呈“V”形、“U”形、廊道式、或峡谷套嶂谷。峰峦
与其下邻谷地的相对高差达 500 ～ 1 000m 左右，坡
陡谷深。其中，主要河流幺站沟河床纵比降为
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80. 1‰，金沙沟河床纵比降为 74. 6‰，乾河沟河床纵
比降为 102. 6‰( 图 7) ，这比赤水河流经本区的平均
比降 1. 5‰都要大 50 倍以上。至于各支流的纵比降
更大，又为各干流的 1. 5 ～ 3. 0 倍，为赤水河纵比降的
近百倍。在河网分布中，分布在海拔 900m以下的河
流长度为 88. 4 km，占河流总长度的 65. 7%，海拔在
900m以上的沟溪占河流总长度的 34. 3%。
图 6 保护区水系分布图
3. 3 土壤与生物多样性
紫红色砂岩、泥岩风化后，在这里特定的生物气
候条件下形成砂质紫色土，所以保护区土壤主要为
非地带性的紫色土，发育成熟，土层较深厚，可达
50 ～ 100cm，表土层少有或无母岩碎片，紫色土部分
淋溶较弱地段也有钙质紫色土发育。这种松软的紫
色土通气透水，矿质养分丰富，适宜植物生长，但抗
水土流失能力差，又多在陡坡上，如果没有森林植被
保护，水土流失随之发生，桫椤将难以生存。海拔 800m
以上地区分布有由紫色砂页岩残留古风化壳母质发育
而成的黄壤和黄棕壤。根据全国土壤普查数据，保护
区内紫色土面积 78. 9 km2，占保护区总面积的 59. 3% ;
黄壤面积 38. 7km2，占保护区总面积的 29. 1% ;黄棕壤
面积 15. 4km2，占保护区总面积的 11. 6%。
保护区的植被类型包括自然植被和人工植被。
沟谷地带发育了南亚热带雨林类型的植被，另外还有
中亚热带常绿阔叶林、亚热带常绿落叶阔叶混交林、
竹林、灌丛及灌草丛等植被类型;保护区内栽培植被
有毛竹林、杉木林、柳杉林、杜仲林等人工林以及旱
地、水田农业植被等类型。区内物种丰富，地理成分
较为复杂，生物多样性十分丰富，是我国亚热带地区
生物多样性关键地区之一，是古老木本蕨类———桫椤
的重要种源库［13］。据考察这里种子植物种类最多，
共有 136科，438属，712种，其中国家重点保护植物 7
种;蕨类植物共 41科，92属，249 种( 包括变种) ;苔藓
植物 121种;真菌 43种。植物区系起源古老，地理成
分复杂，具有明显的热带—亚热带特色，区内植物种
类的地方特有现象比较明显，且具有相对独立性和特
殊性，具有明显的地方特色，保护区共有 7 种珍稀濒
危植物，有 20 种稀有及特有植物。野生动物有兽类
10种，鸟类 110 种，爬行类 32 种，两栖类 10 种，鱼类
39种，昆虫 100 余种，其中国家重点保护动物 18 种
( 表 3) 。Shannon-Wiener 多样性指数是最常用的生
物多样性指数，H = －∑qi lnqi，qi 为各物种的百分
比，H的最大值不固定，介于 1. 5 ～ 3. 5 之间，H越大
表示物种数越丰富，个体数越多，H为 0时，表示群落
仅由单一物种构成，歧异度为 0。保护区内动植物物
种 Shannon-Wiener多样性指数如表 3 所示。区内不
仅资源丰富，而且储量较大，堪称亚热带地区一座珍
贵的珍稀物种种源库［14］。
图 7 保护区主要河流纵剖面图
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第 5 期 杨广斌等: 赤水桫椤自然保护区生态环境调查与分析
表 3 动植物物种多样性指数
植物种类 种类数 /种 百分比 /% H( 多样性指数) 动物种类 种类数 /种 百分比 /% H( 多样性指数)
种子植物 712 63. 3 0. 2895 兽类 10 3. 3 0. 1131
蕨类植物 249 22. 1 0. 3336 鸟类 110 36. 5 0. 3679
苔藓植物 121 10. 8 0. 2405 爬行类 32 10. 6 0. 2383
真菌 43 3. 8 0. 1243 两栖类 10 3. 3 0. 1131
— — — — 鱼类 39 13. 0 0. 2648
— — — — 昆虫 100 33. 2 0. 3661
合计 1125 100. 0 0. 9879 合计 301 100. 0 1. 4633
4 社会经济环境调查与分析
4. 1 社会经济条件
桫椤自然保护区社会、经济环境条件优越。保护
区东近茅台，南依遵义，西滨赤水，北邻重庆。其发生
社会经济联系的周围地区，包括了遵义、贵阳、重庆、
成都以及黔北、川南、成渝、贵阳等川黔主要中心城市
及经济、文化发达地区。这些城市和地区历史文化悠
久、经济基础雄厚、科技发达，社会进步，社会经济环
境优越，社会经济资源丰富，不但为自然保护区进行
优化建设提供了良好的社会、经济环境，也为自然保
护区开发利用自身资源，发展多种功能、开展有效管
理提供了广阔而发育的市场，极利于自然保护区的建
设和发展。
保护区周围地区又是西南的“金三角”地区，由
于经济开发较早，境内公路、铁路、水道、航线遍布，
形成一个规摸宏大、水陆空全面发展的交通运输网
络。其中，赤水河航道、长江航道，川黔、成渝、襄渝、
成昆、贵昆、湘黔、黔挂铁路，川黔、川滇、滇黔公路，
重庆、成都、贵阳、沪州机场等都是通达全国、连接世
界的交通干线，有效地沟通了自然保护区与外界的
联系，为自然保护区走向世界插上了腾飞的翅膀。
4. 2 人类活动与土地利用
由于保护区内地形崎岖闭塞，山高坡陡，人畜
难以攀登，原生生态环境才得以保存。目前大面
积地区无人居住，土地利用方式以原生森林为主，
经 TM遥感解译，区内森林覆盖率达 98. 7% ( 图 8，
表 4 ) 。在林地中，代表植被是亚热带湿润常绿阔
叶林，主要分布在海拔 900m 以上的区域，在海拔
900m以下分布的植物以毛竹林为主，而海拔较低
的沟谷一带，则分布有河谷季雨林。金沙沟、幺站
沟沿岸和公路两旁，由于原生森林遭到不同程度
的破坏出现次生灌木林甚至是草坡。在农户分布
较多的赵家坡、五柱峰坡底处，有少量水田分布。
旱地主要分布于环路上、小岩坡和五柱峰山顶处。
保护区内没有面积较大的水域，但其河网密度较
大，达 1km / km2。此外还有小部分居住用地和道
路用地，居住用地主要分布在幺站沟、金沙沟、乾
河沟沟口和五柱峰山顶处。
图 8 保护区土地利用现状图
为了让人们欣赏大自然的美妙奇景，感受回归自
然、返朴归真的乐趣，体会自然保护的意义，培育共同
参与保护的意识，实验区开辟了一条甘沟风景旅游路
线。旅游开发在自然保护区建设上不仅具有深刻的
现实意义，而且还会对自然保护区的发展产生积极影
响。但发展旅游功能，保护区又必然受到较大的人为
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干扰，不可避免地出现生境破坏与环境污染问题，从
而影响自然保护区的价值和作用。保护区共有 11 种
珍稀濒危植物和 29 种珍稀濒危动物［15］，就是长期人
为活动引起生态环境变迁的结果。
表 4 土地利用遥感解译标志与面积统计
土地类型 影像标志( TM4，TM3，TM2) 面积 /km2 百分比 /%
有林地 有林地一般呈色调较饱和的红色，针叶林—针阔混交林—阔叶林色调依次由冷到较暖，覆
盖度越高色调越深
130. 0 97. 7
灌木林地 灌木林地色调一般为较浅的红色，在冬季影像中落叶灌丛可以为暗青等色调 1. 4 1. 0
水田 在蓄水期为湖蓝色、翻耕后呈青色，色调随水分多少深浅不同 0. 5 0. 4
旱地 有作物生长影像呈粉红色、个别鲜红色;无作物生长时视水份含量等影响色调变化大，呈亮
白、灰白、亮青、灰色等色调。影像结构比较粗造、不均一
1. 1 0. 9
合计 133. 0 100. 0
5 生态环境问题及其对策建议
5. 1 存在的生态环境问题
通过对桫椤自然保护区生态环境调查，表明:
1) 保护区生态系统极具脆弱性。保护区山高
坡陡，地形破碎，河床纵比降极大，河流下切和溯源
侵蚀强烈。剥蚀、侵蚀、构造的低中山峡谷地貌和松
软的紫色土层抗水土流失能力差，如果乱砍滥伐，人
为破坏，水土流失随之发生，桫椤将难以生存。
2) 保护和开发利用的矛盾仍很突出。保护区
周边的农业生产、交通设施的兴建、旅游资源的开发
不可避免地会出现生境破坏与环境污染问题。发展
旅游功能，势必还会增大人为干扰的不利影响。
3) 全球气候变化影响的不确定性。本世纪以
来所进行的一些科学观测表明，大气中各种温室气
体的浓度都在增加，全球气候在变暖，地球上的生物
物种正在以前所未有的速度消失。桫椤是一种敏感
的指示性植物，对环境的要求极高，生态环境有一点
儿被破坏就会随之死亡。全球气候变化将对其产生
不确定性影响。
5. 2 保护和发展的对策建议
针对自然保护区的生态环境现状，今后应紧紧
围绕自然保护区的保护和发展需要来开展工作:
1) 建立生态环境研究体系。配备科研设施和
仪器设备，大力开展科研监测，加强人才的培训和引
进工作，全面开展科学研究。同时，开展广泛的合作
与交流，为保护、管理、可持续开发利用服务。
2) 严格控制开发建设力度、范围、规模，探索资
源合理开发利用的示范区或示范点，积极发展生态
旅游业，制定生态旅游发展规划，壮大自然保护区经
济实力，加强可持续发展能力。
3) 积极开展社区共建，充分调动和发挥当地政府
和群众保护的积极性，制定社区共管目标和社区共管
规划，开展有利于带动周边社区共同致富的产业，建
立社区与自然保护区之间新型的和谐依赖关系。
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