全 文 ：1 2卷增刊 13 一 1 6页
3 2 0 0年 1 2月
山 地 学 报
O U A R N L () FM U A I 0 N T NS (二I E C NE
O VI
.
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t p p l 3 一 16
1天 e . , 2 0 0 3
文章编号 : 1 0 0 8 一 2 78 6 《2 0 0 3 )增 一 0 0 1 3 一 0 4
临时公路干扰对高寒荒漠草原草地群落的影响
— 以阿里地区沙生针茅型草地为例
张锦华1 ,周忠浩“ ,尼玛洛卓“ ,张新全1 ,粱川”
( 1
. 四川农业大学动科院 , 四川 雅安 62 5 0 14 ; 2 . 西藏地勘局 , 西藏 拉萨 85 0 32 ;
3
. 四川大学水电学院 , 四川 成都 61 0 0 6 5)
摘 要 : 通过对临时公路干扰下西藏阿里地区温性荒漠草原草地的调查研究 ,从群落特征 、 多样性 、 生产能力和有
性更新能力几个方面分析其对干扰的响应和作用规律。 结果表明 ,不同程度的干扰群落特征具有明显的变化 ,中
度干扰下第一优势种 (沙生针茅 )重要值增加 ,第二优势种 (轮叶棘豆 )下降 ,群落中开始有新的物种人侵 (高原芥 、
灌木亚菊 ) 。 重度干扰下第一优势种 (沙生针茅 )重要值迅速降低而被高原芥取代 ,群落特征发生质的变化 。 中度
干扰下群落多样性程度最高 ,重度干扰下最低 。 中度干扰下群落生产能力下降显著 ,地面生物量仅为原始群落的
50
.
9 7%
,经济类群变化不大 ;重度干扰下群落地面生物量为原始群落的 45 . 14 % , 同时其经济类群发生显著变化 。
中度干扰下群落保持了相当的有性繁殖能力 ,重度干扰则使群落基本丧失了原有的有性繁殖能力 。
关键词 : 荒漠草原 ;临时公路 ;群落特征 ;沙生针茅
中图分类号 : X4 5 文献标识码 : A
西藏的交通运输 , 主要依靠公路运输 。 据不完
全统计 ,公路客运量占社会总运量的 95 , 16 % ,公路
货运量占总运量的 94 . 35 % 。 西藏的公路以拉萨为
中心 , 2 0 9 、 3 1 7 、 3 2 8 、 2 24 和 2 1 9 五条国道为主干 , 24
条省道为支架构成国道 、省道 、县乡公路和边防公路
的公路网 。 2 00 年全区公路里程 2 503 km , 7 %
的乡镇通了公路 ,其中晴雨通车仅为 8 895 k m , 占总
里程的 39 . 5 3 % 。 [ l ]
西藏地处高原 ,复杂的地形地貌 ,恶劣的气候 ,
以及历史原因 , 目前公路的态势 ,实际是传统的古道
或者古骤道的基础上形成的 。 由于人 口稀少 , 道路
里程长 ,多数道路缺乏养护 。 近年来随着经济建设
的加速 ,特别是旅游业的发展 ,伴随着大量的人流物
流 ,增加了对道路的压力 。 由于相当大的一部是简
易公路 ,雨季来临后 ,原有的路面很快就变得坑坑洼
洼 ,驾驶员就会在路边临近草地上开辟出一条新的
公路 ,形成了公路沿线退化草原带。 若以公路每侧
平均 5 . 0m 计算 , 全区因临时公路退化的草地毛面
积为 22 503 hm2 , 而公路撕裂的草原造成的风蚀面
积则更大 ,在生态极其脆弱的荒漠草原区 ,其危害程
度更甚 。
据此开展了本项研究 , 旨在通过对废弃的临时
公路植被特征的研究 , 反映该地区针茅荒漠草地对
践踏 (车辆碾压 )干扰的响应 。
1 区域概况
阿里地区位于我国西南边疆 、 西藏自治区的西
部 , 占据着青藏高原西北隅— 羌塘高原核心地带 。境域地理坐标 7 8 ’ 2 3 ’ 4 0 , 一 8 6` r 15一, E , 2 9’ 4 0 ’ 4 0 , 一
35
’
42’ 5 , N 。 该地区温性荒漠草原草地 , 是在干旱
气候条件下形成 ,群落植物组成主要由强旱生丛生
禾草及小半灌木组成 ,植被稀疏 ,种类成分单一 。 主
要建群种是沙生针茅 (&咖 脚~ )
, 主要伴生种
有高原芥 (以 isr olt ea ` ar s ifo l么 ) 、灌木亚菊 (为口 in a
fur ict
u l俐 ) 、 冰川棘豆 (口娜几功钻脚 ica ils )等 。 沙生针茅草地是本区各草地中最大的一个类 ,分布广 ,
在畜牧业中占有重要地位 。 土壤为亚高山荒漠草原
收稿日期 (R ec e i v e d d at e ) : 2 0 0 3 一 1 1 一 3 0 。
作者简介《B i剑夕 a p衍 ) :张锦华 ( 1973 一 )内蒙古人 , 博士研究生 , 主要从事草地方面的教学科研工作 。 〔Zhi 川 9 iJ hn u a , ( 19 73 一 ) ,~ l月力 m in
I
~
M e玛护 lia . D DC t o r op s t『 a d l la t e ,
~
h if del am i记 y~
gn 『 a S lan d . 〕
DOI : 10. 16089 /j . cnki . 1008 -2786. 2003. s1. 003
山 地 学 报 21卷
土 ,主要分布在沙壤质为主的山坡 、 山间谷地 、低山
丘陵 、山麓洪积扇的中上部及冲积台地 〔“ 〕。
阿里地区地势东北高西南低 ,起伏不平 ,平均海
拔 > 4 50 0 m 。 沙生针茅荒漠草原草地生产受干旱
和低温制约 ,植物生长季节存在显著的干早期 ,地区
政府所在地狮泉河年均降水量 73 . 4~
, 主要集中
在 7 一 8 月 , 占全年降水量的 63 % ; 年平均气温
0
.
1℃ , 日均温 > 10 ℃的积温为 1 159 ℃ ;年日照时数
> 4 30 0 h
,年均无霜期 9 5 d 。 [ 3〕
2 调查设计与研究方法
调查设计为随机型 。 取样方法为代表性与随机
取样结合 。 各样地均设描述 、频度和测产三种样方 。
描述样方为 10 时 ,测产样方 1澎 ,频度样方为直径
3Ocm 的样圆 。 每样地测产样方重复 3一 5 次 ;频度
样方重复 10 次 。 样方测定内容包括盖度 、密度 、 高
度 、地面生物量 ,其中重量为风干重 。
3 结果分析与讨论
植物群落 ( lP an t Q 爪 I n l u n it y )是指分布于一定
地段具有相似的外貌和共同生境 ,具有一定的植物
组成 、 一 定 的层次 、 结构和生 产能力的植物联合
体 。 z[] 阿里地区温性荒漠草原公路两侧草地群落由
于受到运输工具的干扰而改变了其固有的特征与生
产能力 ,表现为建群种沙生针茅在群落中减少而一
年生的高原芥等植物增加 , 其相似度随着干扰程度
的增加而下降 。
3
.
1 植物群落优势度与重要值分析
优势度 ( Eb n l in an ce )是指某个植物种在群落中
所发挥的作用和地位大小 。 其计算是用盖度 ( C ) 、
高度 ( H ) 、频度 ( F ) 、 密度 ( D ) 、 产量 ( W )的相对值
度量 。 用相对值是从统计学的要求必须有统一的单
位来考虑 。 而优势种 ( E地 l飞l i n a n e e s p i e e )即代表植物
群落 (草地 型 )的 主体 。 该植物种是 占群落总 重
7 0 % 以上来衡量 。 其组成植物一般 1一 4 种 。 优势
种重量是构成优势度相对重量的基础 , 依据公式
S。尺 = ( H ’ + C’ 十 F’ 十 D’ + W ` )巧 计算 。 重要值
( IV ) 二 相对密度 + 相对频度 十 相对优势度 。 调查
区草地群落均分布于山间宽谷 ,光照条件较好 ,其优
势种均以中早生植物为主 ,为沙生针茅 、 高原芥和灌
木亚菊 。 其它则为广泛分布的寒 、旱生植物或中生植
物。 反映了青藏高原荒漠草原草地顶级群落的特征。
表 1 不同群落植物重要值 ( IV )计算表
T a ble 1 T he IV o f d i ff e ern
t 。 , 们旧 l t ln iyt P lal l t sP i e e
群落
( )〕 n m lun iyt
植物
S P i e e
相对盖度
er lat ive
相对重量
r e lat ive
吸 v e r呢 e ( % )
相对高度
er la t ive
eH ihg t (% )
相对频度
elr
a t ive
F r闪 u e n c y (% )
相对密度
r e la t ive
〔艳n s i t y (% ) w e ihg t ( % )
优势度
哑 ) R
重要值
IV
原始群落
中度干扰
重度干扰
沙生针茅
轮叶棘豆
矮火绒草
沙生针茅
轮叶棘豆
灌木亚菊
高原芥
高原芥
灌木亚菊
沙生针茅
8 4
.
2 1
5
.
26
1 0
.
5 3
7 3
.
5 3
7
.
3 5
14
.
7 1
4
.
4 1
5 7
.
14
2 8
.
5 7
14
.
2 9
6 6
.
4 6
2 9
.
54
4
.
0 1
3 3
.
3 3
1 2
.
5 0
20
.
8 3
3 3
.
3 3
3 7
.
7 4
3 5
.
8 5
2 6
.
4 2
5 0
.
0 0
3 0
.
0 0
2 0
.
0 0
4 7
.
6 2
2 3
,
8 1
19
.
0 5
9
.
5 2
5 5
.
5 6
2 2
.
2 2
2 2
.
2 2
7 8
.
8 2
5
.
7 3
1 5
.
4 5
7 7
.
5 2
1 1
.
4 7
8
.
7 2
2
.
2 9
5 0
.
0 0
2 6
.
4 7
2 3
.
5 3
6 2
.
7 9
3 2
.
5 6
4
.
6 5
8 3
.
33
4
.
5 5
9
.
0 9
3
.
0 3
5 3
.
8 5
2 3
.
0 8
2 3
.
0 8
6 8
.
4 6
2 0
.
6 2
10
.
9 3
6 3
.
0 7
1 1
.
9 4
14
.
4 8
10
.
5 2
5 0
.
8 6
2 7
.
2 4
2 1
.
9 1
19 7
.
2 8
5 6
.
3 4
4 6
.
3 8
18 8
.
2 1
4 7
.
2 1
4 2
.
2 4
2 2
.
3 4
15 6
.
4 1
7 5
.
9 3
6 7
.
6 6
从上表可知 ,依据 6项综合指标计算 ,该地原始
群落中 ,其重要性以沙生针茅 ( 197 . 28) 为最高 , 是群
落的优势种 ; 其次为轮叶棘豆 ( 56) 和矮火绒草
似元刃 n t o户对 iu m an n u m ) ( 4 6 ) 。 在草地中随着干扰
度的增加 , 群落中优势种的地位发生明显变化 :在中
度干扰的情况下沙生针茅在群落中依然占据绝对优
势 ,重要值为 18 , 矮火绒草退出群落 , 轮叶棘豆重
要性下降 ( 47) ,灌木亚菊 ( 42) 和高原芥 ( 22) 进人群
落 ;在重度干扰的情况下 , 高原芥成为第一优势种
(重要值为 15 6 . 41 ) ,其次为灌木亚菊 ( 75 . 9 3 ) ,而沙
生针茅则降到第三位 ( 67 . 6 6 ) , 轮叶棘豆退 出群落 。
据现场观测和资料分析获知 : 上述各因素中 ,决定植
增刊 张锦华 ,等 : 临时公路干扰对高寒荒漠草原草地群落的影响
物种优势度高低的重要因素是产量 ( W ) 、 密度 ( D )
和高度 ( H ) 。 植物种由于株丛数多则密度大 , 而密
度和高度又是构成产量的主体 。 频度与植物种分布
均匀程度有关 ,但与产量无必然联系 。
3
.
2 多样性
生物多样性的比较是草地生态系统分析的重要
内容 。 表 2 为三个群落种群分布 。 群落多样性使用
S im p so n 指数 D 。
_
. 艺儿 I iN (从 一 1)
D = 一 In = 生甲六戈宁一片一 ( 1 )~ “ ` N ( N 一 1 )
式中 ` 为物种总数 ,凡 为第 j 个物种的个体数 , N
为所有个体之和 。
根据式 ( l) 计算的三个群落的多样性指数 刀叭
= 0
.
8 2 2 9
、
D B = 1
.
3 4 8 2
、
D C = 0
.
16 6 7
。 就多样性而
言在中度干扰下群落的多样性最高 ,表现为群落中
过渡物种的出现 , 在本次调查中是高原芥和灌木亚
菊退化群落物种的出现导致群落多样性增加 。
3
.
3 生产能力分析
单位面积内牧草年产量 (含不同刘次与放牧利
用次数的牧草 )是衡量草地植物性生产能力的重要
标志 。 不同干扰下群落地面生物量 (风 干重 )见
表 3 。
表 2 三种草地植物群落种群 ( P叩 u lat ion )分布
aT b l
e 2 oP P
u la t i o n d i s t ir b u t ion of 3
corn
u n iyt
原始群落 ( A ) 中度干扰群落 (B ) 重度干扰群落 ( C )
植物名 株数
(丛 十 实生苗 ) 植物名
株数
(丛 + 实生苗 ) 植物名
株数
(丛 十 实生苗 )
勺`
1
,l//沙生针茅
高原芥
灌木亚菊
轮叶棘豆
矮火绒草
总种数
总株 (丛 )数
共有种
特有种
18 + 4 0
/
/
3
3
3
6 4
1
1
沙生针茅
高原芥
灌木亚菊
轮叶棘豆
矮火绒草
总种数
总株 (丛 )数
共有种
特有种
8 + 2 8
内j月+LJ卫.
沙生针茅
高原芥
灌木亚菊
轮叶棘豆
矮火绒草
总种数
总株 (丛 )数
共有种
特有种
1/441
表 3 不同千扰下群落地面生物产且 (单位 : k g月l m早、 % )
丁、 ble 3 T h e y ie ld o f d iff e ren t
cornu
i t y (
u n i t : 掩月加2 . % )
原始群落 中度干扰群落 重度干扰群落
物种 产量 比例 物种 产量
1 15
比例 物种 产量 比例
3哎J一Xù、à伪`ōJ沙生针茅
轮叶棘豆
灌木亚菊
高原芥
总计
8 7
.
7 9 高原芥
3
.
82 灌木亚菊
6
.
1 沙生针茅
2
.
2 9
1 0 0 总计
4 5 6 9
2 1
.
5 5
3 2
.
7 6
1 16 10 0
76招450.65.29.51沙生针茅
轮叶棘豆
矮火绒草
16 9
7 5
总计 2 57
在所测的三个群落中 ,地面生物量干重分别为 :
2 5 7 k g小时 、 13 r k g小时 和 1 1 6 k g 小时 :按经济类群
分析在无明显退化草地 、 中度退化草地 、严重退休草
地禾草分别 占 65 . 76 % 、 8 7 . 79 % 、 32 . 76 % ; 豆科牧
草占 2 9 . 1 8 % 、 3 . 82 % 、 0 % ;杂草占 5 . 4 5 % 、 8 . 4 0 % 、
67
.
24 % ;毒害草比重极少或无 。
从表中可 以干扰下 的群落地面生物量 明显降
低 ,其中中度下降为 1 31 k g小时 , 为原始群落的
50
.
97 %
,重度干扰下降为 1 16 k g 小时 , 为原始群落
的 4 5 . 14 % , 中度和重度干扰地面生物量相差不大 。
中度干扰和重度干扰的物种组成和经济价值发
生明显变化 , 即随着干扰程度的增大 , 经济价值 (牧
食 )较高的物种逐步推出群落。 其中豆科牧草最为
敏感 ,在中度干扰的情况下其生物量大幅度降低 ,在
重度干扰下即退出群落 ;禾本科的针茅相对较稳定 ,
在中度干扰下其绝对生物量下降 ,而相对生物量则
增加 ,在重度干扰下则丧失其优势 ;杂类草生物量在
中度干扰下有所下降 ,在重度干扰下则大幅度增加 ,
16 山 地 学 报 2 1卷
主要表现为一年生植物高原芥的人侵 。
3
.
4 群落有性繁殖能力
群落自我更新能力在群落演替发展中具有重要
作用 。 天然草地物种自我更新主要有两种方式 , 既
无性繁殖和有性繁殖 ,其中有性繁殖是高等植物进
化的标志之一 。 虽然在高寒草原无性繁殖具有特殊
意义 ,但依靠种子进行的繁殖和更新依然不可替代 ,
草地的轻度退化后往往造成有性生殖困难 , 从而影
响草地更新 。
从表 2 可以看出 , 原始群落中多年生牧草拥有
较多的实生苗 ( 4 0 株 ) , 中度干扰下实生苗数量减少
( 2 9 株 ) ,重度干扰下实生苗极少 ( 0 株 ) 。 说明随着
干扰程度的加大 ,群落有性更新能力下降 ,在中度干
扰下依然具备自我恢复的繁殖基础 ,而重度干扰下
则基本丧失 自我恢复的繁殖基础 。
特征发生质的变化 。
( 2) 中度干扰下群落多样性程度最高 ,重度干扰
下最低 。
( 3) 中度干扰下群落生产能力下降显著 ,地面生
物量仅为原始群落的 50 . 97 % ,经济类群变化不大 ;
重度 干扰 下 群 落地 面 生物 量 为 原 始群 落 的
45
.
14 %
,同时其经济类群发生显著变化 。
( 4) 中度干扰下群落保持了相当的有性繁殖能
力 ,重度干扰则使群落基本丧失了原有的有性繁殖
能力 。
4 小结
( l) 不同程度的干扰群落特征具有明显的变化 ,
中度干扰下第一优势种 (沙生针茅 )重要值增加 , 第
二优势种 (轮叶棘豆 )下降 ,群落中开始有新的物种
人侵 (高原芥 、灌木亚菊 ) 。 重度干扰下第一优势种
(沙生针茅 )重要值迅速降低而被高原芥取代 ,群落
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以 ir s ot lea c ar s ifo l故 . hT e s p i e e d iv e sr i t y of t h e m id dl e d i s t u br i n g
corn
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