全 文 ：林 业科 学研 究 2010, 23( 3) : 393 ～ 398
Forest Research
文章编号: 1001-1498( 2010) 03-0393-06
梵净山国家级自然保护区植被分布
与黔金丝猴生境选择 *
杨海龙1, 李迪强1* * , 朵海瑞1 , 马 剑2
( 1 . 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 , 北京 100091; 2. 中央民族大学生命与环境科学学院 , 北京 100081 )
摘要: 以 2004 年 6 月份的 SPOT 5 遥感影像为基础, 结合野外调查数据, 运用 ERDAS 软件对梵净山自然保护区的植
被进行遥感解译, 分辨出 7 种植被类型。然后应用 ARCGIS软件进行数据合成, 获得保护区各植被类型的分布范围
及其他相关信息。对黔金丝猴在各种植被类型中的出现频率进行统计, 结果指出中山常绿、落叶阔叶混交林和低山
常绿阔叶林是黔金丝猴主要选择的植被类型。这一结果可为梵净山自然保护区的规划、管理和黔金丝猴的保护提
供科学依据。
关键词: 梵净山保护区; 遥感; 植被分布; 黔金丝猴
中图分类号: S759.19 文献标识码: A
收稿日期 : 2008-04-28
基金项目 : 国家科技部基础条件平台建设项目 ( 2005 DKA21400) , 国家科技支撑计划专题“执行《生物多样性公约》的支撑技术研究”
( 2007BAC03A08-5)
作者简介 : 杨海龙 ( 1982— ) , 男 , 山西忻州人 , 博士研究生 .
* 致谢 : 本研究得到了贵州省梵净山国家级保护区局长杨业勤、副局长杨传东、张维勇 , 以及雷孝平和杨伟等人的大力支持 , 在此一并
致谢 !
* * 通讯作者 : 李迪强 , 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所研究员 , 首席专家 .
Vegetation Distribution in Fanjing Mountain National Nature Reserve and
Habitat Selection of Guizhou Golden Monkey
YANG Hai-long
1
, LI Di-qiang
1
, DUO Hai-rui
1
, MA Jian
2
( 1. Research Institute of Forest Ecology, Environment and Protection, Chinese Acedemy of Forestry , Beijing 100091;
2. College of Life and Environmental Sciences, Minzu University of China, Beijing 100081)
Abstract: Based on SPOT 5 satellite image obtained on June 2004 and field investigation, the vegetation of Fanjing
Mountain Nature Reserve was analyzed through processing and correcting the images by using the ERDAS image
processing software. 7 types of vegetation were identified. The spatial distribution and other relevant information of each
vegetation type were obtained by using ArcGIS. The occurrence frequency of Guizhou Golden Monkey ( Rhinopithecus
brelichi) in each vegetation type indicated that the broadleaf evergreen and deciduous mixed forests, the broadleaf
evergreen forests were the main vegetations selected by the monkeys. The results of this research could provide a sound
basis for reserve management and planning, preservation of the Guizhou Golden Monkey in this reserve.
Key words: Fanjing Mountain Nature Reserve; remote sensing; vegetation type; Guizhou Golden Monkey
( Rhinopithecus brelichi)
对于陆地生态系统而言, 自然植被的地理分布
是十分重要的环境因子, 其应用需求范围很广 [ 1 - 2] 。
研究全球气候变化、野生动植物保护、人类活动对环
境的胁迫以及各种尺度上的自然灾害对陆地生态系
统的影响, 都需要有快速、准确地获取以植被为主体
的陆地生态系统相关信息的能力, 传统意义上的植
林 业 科 学 研 究 第 23 卷
被调查显然不能满足这种要求。遥感技术在调查森
林资源的空间分布、利用现状、数量动态及森林资源
的质量评价等方面具有明显的优势, 特别是遥感制
图精度高、界线清楚, 可节约大量的人力和物力 [ 3] 。
同时, 遥感技术结合地理信息技术可以满足不同尺
度上的植被类型调查的需求, 是在宏观尺度上获取
植被信息的一种很好的手段 [ 4] , 目前在植被分类研
究中得到了广泛应用 [ 5 - 10 ] 。
植被是野生动物生境的重要组成部分, 野生动
物生境分析需要以植被作为主要的基础生境指示。
植被图可以显示一定时期内该地区的植物群落的类
型、数量和面积, 所以植被分类制图对野生动物的生
境研究有重要意义。梵净山是国家一级保护动物、
最濒危的灵长类之一黔金丝猴( Rhinopithecus brelichi
Thomas) 的唯一分布区域。以往对梵净山植被的研
究较少, 周政贤 [ 11 ] 等人曾对梵净山的森林类型做过
较详细的调查, 但是没有绘制相应的植被图, 周忠发
等人 [ 1 2] 利用 3S技术对梵净山保护区森林植被类型
的空间分布进行了分析, 并将其分为阔叶林、针叶
林、草甸、灌丛和竹林等类型, 但是其分类尺度较大,
类型较为粗放, 难以满足对动物生境分析的需求。
本文在前人工作的基础上, 对梵净山的植被类型进
行详细的分类制图, 在此基础上分析了黔金丝猴对
梵净山不同植被类型的选择差异, 以期为深入开展
黔金丝猴的种群数量和结构研究及加强保护区的科
学管理提供科学依据。
1 研究区域与研究方法
1. 1 研究区域概况
梵净山国家级自然保护区位于 108°45′55″～ 108°
48′30″E, 27°49′50″～ 28°1′30″N之间, 处于贵州省东
北部的印江、松桃、江口交界地带, 是武陵山脉的主
峰, 山体庞大, 地势隆起显著, 突兀于我国云贵高原东
部向湘西丘陵过渡带上 [ 13] 。由于特殊的地理位置,
优越的水热条件, 明显的垂直分布, 古老的地质、地貌
背景及自然发育历史, 以及复杂多变的地形, 该地区
形成了多种多样的生境类型, 使这一区域发育了十分
独特和有重要保护价值的自然生态系统, 成为黔金丝
猴目前唯一的生境分布区。根据出土的化石以及地
方史志的记载, 历史上黔金丝猴的分布远比现代的分
布广泛, 与贵州相关的 10 多个省区差不多都有黔金
丝猴的化石发现 [ 13 ] 。根据本研究调查( 见图 1) , 现代
黔金丝猴的自然分布仅限于梵净山保护区, 而且主要
集中在岩高坪、牛角洞一带。
图 1 研究区位置
1.2 研究方法
1. 2. 1 资料准备及预处理 根据研究对象的需要,
本文选择的数据源为 2004 年 6 月的 SPOT 影像, 空
间分辨率为 10 m。其他数据包括 1∶10 000 地形图
和保护区的林相图、功能区划图等。
采用 1∶10 000 地形图选择地面控制点对遥感
影像进行配准和几何校正, 控制点选择在图像和地
形图上都容易识别定位的明显地物点, 如道路、河流
的交叉点等, 并且控制点在影像图上分布比较均匀。
用梵净山保护区边界数据对校正后的遥感影像进行
裁切, 以获得研究区域的影像。
1. 2. 2 野外调查与影像初步解译 根据梵净山保
护区的地形状况, 设置三条从山脚到山顶的调查样
线。按照典型性、代表性、全面性的原则 [ 14 ] 选择样
点, 用 GPS 记录其地理位置及所代表的群落类型作
为训练样本, 在 ERDAS IMAGINE 8. 6 软件的支持
下, 对 SPOT数据进行假彩色合成 ( R4, G1, B2) , 在
合成的影像上抽取通过野外调查已知群落类型的区
域, 并对这些已知像元进行分析, 得到相应特征参数
和判别原则, 然后对整个影像进行监督分类, 从而初
步得到梵净山自然保护区植物群落类型图。
1. 2. 3 数据合成分析 梵净山保护区覆盖着较大面
积的原生性较强的森林, 从垂直分布上可以较明确地
划分出常绿阔叶林带、常绿落叶阔叶混交林带和亚高
山针阔混交林及灌丛草甸带 3 个植被带。本文根据实
际调查情况, 将初步分类得到的植物群落类型按照《中
国植被》[ 15] 的分类原则进行合并, 结合梵净山保护区
2001—2007 年的林业勘察样方数据以及保护区林相图
对初步解译的分类结果进行全面的修正, 然后结合前
人的工作[ 11 - 13] , 按照《中国植被》的分类原则将不同的
群落类型进行合并, 最终得到梵净山保护区植被分布
493
第 3 期 杨海龙等: 梵净山国家级自然保护区植被分布与黔金丝猴生境选择
图,并统计各种植被类型的面积和斑块数量等信息。
1. 2. 4 黔金丝猴对不同植被类型的选择分析 在
野外调查中, 如果遇到黔金丝猴或其活动痕迹, 利用
手持 GPS 记录这些点的地理位置。同时, 本研究还
收集了梵净山国家级自然保护区的巡护数据, 其中
包括巡护人员每次见到黔金丝猴实体或是其活动痕
迹时记录的 GPS 数据。将这些 GPS 点数据导入
ARCGIS软件, 并与通过遥感解译得到的植被分布
图进行叠加, 最终得到这些点在不同植被类型中的
分布情况。然后通过卡方检验分析黔金丝猴对这 7
种植被类型的利用是否有明显的选择性, 如果选择
性明显, 再利用选择系数和选择指数来判断黔金丝
猴对各种植被类型的喜好程度 [ 16] 。其表达式为:
Wi = ( ri /pi ) /∑( ri /pi )
Ei = ( Wi - 1 /n) /( Wi + 1 /n)
其中 Wi 为选择系数, Ei 为选择指数, i 为植被类
型, n 为植被类型总数, pi 为第 i 种植被类型占区域总
面积的比例, ri 为黔金丝猴在第 i 种植被类型中的活
动频率。Ei 值介于 - 1 和 1 之间。 - 0. 1≤Ei≤0. 1 表
示黔金丝猴对这种植被的选择是随机的; Ei < - 0. 1
表示黔金丝猴不喜欢这种植被类型; Ei >0. 1 表示黔
金丝猴喜欢这种植被类型。
图 2 梵净山保护区植被类型分布图
2 结果与分析
2. 1 植被分布现状
最终的解译结果将梵净山的植被划分为 7 种植
被型, 分别是低山针叶林、低山常绿阔叶林、低山落
叶阔叶林、中山针叶林、中山常绿、落叶阔叶混交林、
竹林、高中山灌丛 ( 见图 2) , 对各种植被类型的面积
以及斑块数量等信息进行统计( 见表 1) 。其中中山
常绿、落叶阔叶混交林的面积最大, 约占保护区总面
积的 46. 28% , 与低山落叶阔叶林、低山常绿阔叶林
一起成为梵净山保护区的主要植被类型。
表 1 梵净山保护区植被类型景观信息
植被类型 面积 /km2
面积比
例 / %
斑块数
量 /块
平均斑块
面积 / km2
低山针叶林 31. 801 1 7. 33 269 0 . 118 2
低山常绿阔叶林 76. 109 2 17. 55 437 0 . 174 2
低山落叶阔叶林 56. 815 0 13. 10 621 0 . 091 5
中山针叶林 25. 833 3 5. 96 174 0 . 148 5
中山常绿、落叶阔叶混交林 200. 700 1 46. 28 664 0 . 302 3
竹林 13. 437 0 3. 10 221 0 . 060 7
高中山灌丛 14. 966 7 3. 45 215 0 . 069 6
耕地 14. 009 1 3. 23 247 0 . 056 7
( 合计 ) 433. 671 5 100. 00 2 848 0 . 152 3
2.2 植被类型基本特征
( 1) 低山针叶林 该类型镶嵌于海拔 1 300 m
以下的常绿阔叶林斑块内, 主要群落类型包括杉木
( Cunninghamia lanceolata ( Lamb. ) Hook. ) 林、马尾
松( Pinus massoniana Lamb. ) 林和红豆杉( Taxus wal-
lichiana var. chinensis ( Pilger) Florin. ) 林三种类型。
由于受人为活动的干扰和影响, 有明显的次生性质,
同时也有少量的人工林, 所以斑块形状复杂, 连通性
不高, 虽然林内混生的阔叶树中有少部分是黔金丝
猴喜食植物, 但不利于黔金丝猴活动, 故较少见到黔
金丝猴分布。
( 2) 低山常绿阔叶林 该类型主要分布于梵净
山自然保护区海拔 1 300 ～ 1 400 m以下, 是亚热带
地区典型的地带性植被类型。主要群落类型包括栲
树( Castanopsis fargesii Franch. ) 林、米槠 ( Castanopsis
carlesii ( Hemsl. ) Hayata. ) 林等, 常绿阔叶林中的树
种较多, 组成比较复杂, 其中多脉青冈( Cyclobalanop-
sis multinervis Chang et T. Hong) 、亮叶水青冈 ( Fagus
lucida Rehd. et Wils. ) 、巴东栎 ( Quercus engleriana
Seem. ) 、西南山茶( Camellia pitardii Coh. St. ) 、中华
木荷( Schima sinensis ( Hemsl. ) Airy-Shaw) 、山玉兰
( Magnolia delavayi Franch. ) 、蔷 石灰花楸 ( Sorbus
folgneri( Schneid. ) Rehd. ) 、黄脉花楸( Sorbus xantho-
neura Rehd. ) 、毛背花楸( Sorbus aronioides Rehd. ) 等
都是黔金丝猴常采食的植物, 该类型面积较大, 斑块
破碎化程度较小, 尤其是分布在山体东侧的斑块, 呈
片状分布, 连接度较高, 为黔金丝猴提供了比较理想
的生境。
( 3) 低山落叶阔叶林 该类型主要分布在海拔
593
林 业 科 学 研 究 第 23 卷
1 000 ～ 1 800 m 的区域, 主要群落类型包括枫杨
( Pterocarya stenoptera C. DC. ) 林、赤杨叶 ( Alniphyl-
lum fortunei( Hemsl. ) Makino) 林、枫香 ( Liquidambar
formosana Hance ) 林 和响叶杨 ( Populus adenopoda
Maxim. ) 林等。从表 1 可以看出, 该种植被类型被
分割的斑块较多, 平均斑块面积较小, 主要是因为该
类型在梵净山的分布区是人类活动较为频繁的地
区, 在人力和自然力的作用下, 植物群落经常受到影
响而发生变化, 导致原有地带性植被消失而出现新
的植物群落, 其中除了一些伴生的藤本植物如猕猴
桃( Actinida chinensis C. F. Liang) 、常春藤 ( Hedera
nepalensis K. Koch var. sinensis ( Tobl. ) Rehd. ) 等以
外, 可供黔金丝猴采食的植物较少。
( 4) 中山针叶林 该类型分布海拔较高, 一般
在 1 800 m以上, 主要的群落类型包括铁杉 ( Tsuga
chinensis( Franch. ) Pritz. ) 林, 大明松 ( Pinus taiwan-
ensis Hayata var. damingshanensis Cheng et L. K. Fu)
林, 从斑块分布来看, 多分布于接近山脊的北坡, 以
烂茶顶、白云寺和锯齿山一带较为集中, 但是斑块连
接度不高, 可供黔金丝猴采食的植物种类也较少。
( 5) 中山常绿、落叶阔叶混交林 该类型是梵净
山保护区分布范围最广的一种植被类型, 从海拔 800
～ 1 800 m都有分布, 是我国东部亚热带山地常绿阔
叶林向寒温性针叶林的一种过渡类型, 主要群落类型
包括光叶水青冈( Fagus lucida Rehd. et Wils. ) 林、贵
州青冈( Cyclobalanopsis argyrotricha ( A. Camus) Chun
et Y. T. Chang) 林、包石栎 ( Lithocarpus cleistocarpus
( Seemen) Rehder et E. H. Wilson) 林等。其组成结
构比较复杂, 树种丰富, 同时, 受到的人为干扰较小,
是梵净山其他生物资源最主要的庇护场所。从表 1
可以看出, 该种植被类型斑块较少, 而且比较集中, 成
片分布, 平均斑块面积相对较大, 主要建群种多脉青
冈、亮叶水青冈、山核桃( Annamocarya sinensis ( Dode)
Leroy) 、水青树( Tetracentron sinense Oliv. ) 以及一些伴
生树种等, 都是黔金丝猴喜食的植物, 所以该植被类
型内黔金丝猴活动最频繁。
( 6) 竹林 梵净山竹类较多, 从山脚到山顶都有
分布, 海拔 1 400 m以上通常是一些竹类灌丛, 常见种
类有冷箭竹( Bashania fangiana ( A. Camus) Keng f.
et Wen) 、箬 叶 竹 ( Indocalamus longiauritus Hand.
-Mazz. ) 等, 海拔 1 400 m以下分布的主要类型包括毛
竹( Phyllostachys edulis( Carr. ) H. de Lehaie) 林、狭叶
方竹 ( Chimonobambusa angustifolia C. D. Chu et C.
S. Chao) 林等, 主要集中于梵净山东侧山麓地带, 一
般是当地居民栽培的人工群落; 故而斑块数量较多,
较分散, 而且低海拔竹林通常人类活动频繁, 高海拔
区域的竹林其他野生动物活动较多, 而且食物资源匮
乏, 所以在竹林很少发现黔金丝猴的活动痕迹。
( 7) 高中山灌丛 该类型在梵净山主要分布于
海拔 1 800 m以上的亚高山顶部和山麓, 并且多为
原生性植被类型, 常见群落类型有高山柏 ( Sabina
squamata ( Buch. -Hamilt. ) Ant) 灌 丛、大 花 黄 杨
( Buxus henryi Mayr) 灌 丛、匍匐 栒子 ( Cotoneaster
adpressus Bois) 灌丛等。另外, 还分布有大钟杜鹃
( Rhododendron ririei Hemsl. et Wils. ) 、刺 叶 冬青
( Ilex bioritsensis Hayata) 、荚蒾( Viburnum betulifolium
Batal. ) 等黔金丝猴喜食的植物, 但是斑块比较分散,
不同斑块之间基本没有连接, 故偶尔能见到黔金丝
猴活动痕迹。
2.3 黔金丝猴对不同植被类型的选择差异
本研究收集了从 2004 年到 2007 年的 249 个
GPS 样点, 这些样点在不同植被类型内的分布见图
2。卡方检验表明, 黔金丝猴对 7 种植被类型的利用
有明显的选择性 ( X2 = 375. 831 , df = 8 , P < 0. 05) 。
选择系数和选择指数的计算结果 ( 见表 2) 表明, 黔
金丝猴在中山常绿、落叶阔叶混交林和低山常绿阔
叶林内活动的频率较高, 占活动总频率的 80. 72% ,
选择指数都大于 0. 1, 说明这 2 种植被类型提供了较
好的隐蔽条件和充足的食物资源, 因而成为黔金丝
猴理想的栖息场所; 对中山针叶林、低山落叶阔叶林
表现为随机选择; 对低山针叶林、竹林、和高中山灌
丛表现为不选择, 说明这几种植被类型的环境条件
很难满足黔金丝猴的生存需要, 所以黔金丝猴的活
动频率很低, 甚至没有活动痕迹; 耕地中也出现黔金
丝猴的活动痕迹, 主要是因为在冬季食物匮乏的时
候, 黔金丝猴偶尔会到农田中寻找食物。
表 2 黔金丝猴在不同植被类型中的出现频率
植被类型
面积
比例 / %
( pi )
金丝猴活动
出现频率
/% ( ri)
选择
系数
/Wi
选择
指数 /Ei
低山针叶林 7. 33 1.2 0.031 2 - 0. 600 8
低山常绿阔叶林 17. 55 19.68 0.213 5 0. 261 5
低山落叶阔叶林 13. 10 9.24 0.134 3 0. 035 9
中山针叶林 5. 96 4.02 0.128 4 0. 013 5
中山常绿、落叶阔叶混交林 46. 28 61.04 0.251 1 0. 335 3
竹林 3. 10 1.20 0.081 9 - 0. 208 4
高中山灌丛 3. 45 1.61 0.088 9 - 0. 169 0
耕地 3. 23 1.20 0.070 7 - 0. 277 2
693
第 3 期 杨海龙等: 梵净山国家级自然保护区植被分布与黔金丝猴生境选择
3 结论与讨论
目前, 遥感解译在植被制图方面的应用日益广
泛, 而且随着人工智能等技术的进一步发展, 遥感分
类的精度也在不断提高。SPOT 遥感影像由于其较
高的 空 间 分 辨 率, 在 植 被 研 究 中 得 到 广 泛 应
用 [ 17 - 1 9] 。本文在对 SPOT 影像进行解译的基础上,
对梵净山国家级自然保护区进行了植被制图, 得到
了研究区植被分布图。分析结果显示, 中山常绿、落
叶阔叶混交林、低山常绿阔叶林和低山落叶阔叶林
是构成研究区植被的主要类型, 约占保护区面积的
77% 。由于梵净山地区地形复杂, 起伏较大, 某些地
形陡峭地区山体阴影对地表植被有一定程度的遮
挡, 对分类精度有一定影响。
研究区内植被及其生境构成了野生动物的生存
环境, 不同的植被类型提供了不同的食物资源 [ 20] 、
不同的隐蔽条件以及不同的捕食风险, 动物对不同
类型生境利用的方式对其生存的机会和繁殖成功率
带来较大影响 [ 21 ] 。对野生动物生境植被类型的研
究是对其进行生境评价的基础, 目前国内对大熊猫
( Ailuropoda melanoleuca David) 生境的研究较为详
尽, 很多学者对大相岭、岷山、秦岭、邛崃山区域的大
熊猫生境选择进行了调查, 并对其生境质量进行了
评价 [ 22 - 2 8] 。
梵净山由于地理位置特殊, 水热条件优越, 相对
高差悬殊, 造成了森林植被类型、树种组成等明显的
垂直带分异, 形成了比较明显的三个垂直带, 海拔
1 300 m以下主要是常绿阔叶林和低山针叶林, 海拔
1 300 ～ 2 200 m主要是常绿、落叶阔叶混交林和针
阔混交林, 海拔 2 200 m 以上主要为寒温性针阔混
交林和灌丛。物种组成丰富, 结构复杂的阔叶林生
态系统尤其是常绿、落叶阔叶混交林不仅为黔金丝
猴提供了良好的隐蔽条件, 更提供了丰富的食物
资源。
本文将黔金丝猴活动痕迹的 GPS 数据与植被
类型图进行叠加分析, 得出结论: 黔金丝猴对植被类
型有明显的选择性, 由于中山常绿、落叶阔叶混交林
和低山常绿阔叶林提供了充足的食物资源和隐蔽条
件, 同时人类活动较少, 人类威胁较小, 黔金丝猴在
这两种植被类型中的活动频率占活动总频率的
80. 72% , 这两种植被类型分布区成为梵净山保护区
黔金丝猴的主要生境。该研究结果为进一步开展黔
金丝猴的生境评价提供了依据。
黔金丝猴是我国特有的 3 种金丝猴中种群数量
最少、分布面积最小的一种, 由于其生境分布海拔较
低, 更容易受到人类活动的影响, 进而造成其生境面
积减小、破碎化程度增加。因此, 加强黔金丝猴生境
的研究与保护, 采取措施保持梵净山地区黔金丝猴
的长期生存与繁衍已刻不容缓。
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