基于維管束植物群落及區(qū)系分析的楚姚高速公路生態(tài)保護研究

錢正富、唐能、楊章浩、王東

（1.云南楚姚高速公路有限公司，云南 楚雄 675000；2.云南交投生態(tài)環(huán)境工程有限公司，云南 昆明 650000）

0 引言

云南高速公路建設(shè)進入飛速發(fā)展的時期，隨著高速公路建設(shè)大量開挖，必然會對云南公路路域的植物多樣性帶來不利影響。已有研究表明，公路建設(shè)不僅直接破壞植被，引起植物群落退化，動植物棲息地被破壞，而且后期生態(tài)恢復過程中不合理的植物搭配和盲目引種也會導致生物入侵的不良后果。

本文擬針對高速公路建設(shè)過程中有可能帶來的植物多樣性被破壞的問題，提出基于維管束植物群落分析。針對楚姚高速的區(qū)域特征與問題，通過對楚姚高速沿線典型的自然植被類型進行分類，并對整個研究區(qū)域類的維管束植物進行群落結(jié)構(gòu)、科屬種的數(shù)量結(jié)構(gòu)以及維管束植物的分布區(qū)類型進行統(tǒng)計分析，進一步揭示該區(qū)域群落類型、物種分布、植物多樣性及植物物種共存的關(guān)系，具有重要的理論意義。在研究的理論基礎(chǔ)上，提出后期生態(tài)恢復的人工植被修復建議，以指導和改進高速公路建設(shè)規(guī)劃中出現(xiàn)的一些不合理設(shè)計，并進行道路沿線植物多樣性調(diào)查與景觀設(shè)計植物多樣性方案指導，以達到避免、降低和補償?shù)缆方ㄔO(shè)對生態(tài)環(huán)境造成的不利影響，促使后期建設(shè)的選擇性植物物種能夠具有更強的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，實現(xiàn)植被群落更接近于原生植被群落。在植物群落物種多樣性研究中，常采用兩種方法：一是運用各多樣性指數(shù)來描述群落多樣性特征，二是采用種的多度模型來擬合分析群落的種的多度分布格局。

1 研究區(qū)域概況

楚姚高速位于楚雄、牟定、姚安、大姚四縣市境內(nèi)，穿越的地貌單元有構(gòu)造侵蝕淺切割中、低山地、峽谷和斷陷盆地。根據(jù)《云南植被》（1986）的植被分區(qū)，楚姚高速公路所經(jīng)之處正處在滇中高原小區(qū)內(nèi)。該小區(qū)屬范北極區(qū)，中國-喜馬拉雅植物亞區(qū)，地處滇中高原東北部。

2 調(diào)查和分類方法

2.1 維管束植物群落調(diào)查方法

根據(jù)楚姚高速公路的走向、地貌特征、森林類型結(jié)合實地調(diào)查，在楚姚高速公路沿線1km 范圍內(nèi)（山脊線以內(nèi)），參考前人經(jīng)驗，將20 個群系樣方布置于該調(diào)查區(qū)域，并設(shè)定喬木樣方面積定為20m×20m，灌叢的樣方面積設(shè)置為5m×5m，草本的樣方面積設(shè)置為1m×1m，樣方內(nèi)植物調(diào)查記錄項目為名稱、株數(shù)、海拔、坡向、坡位、高度及蓋度等。

2.2 植被類型的分類

植被分類的原則和系統(tǒng)參考《中國植被》（1980）、《云南植被》（1986）的劃分原則進行統(tǒng)一登記并統(tǒng)計分析。

3 結(jié)果分析

3.1 植被類型分類

根據(jù)2.2 中的依據(jù)和原則，將楚姚高速公路沿線的植被劃分為常綠闊葉林、落葉闊葉林、暖性針葉林等5 種植被類型，具有典型代表的半濕潤常綠闊葉林、暖溫性針葉林等6 個植被亞型和滇青岡林及云南松林等11 個植被群系。

3.2 優(yōu)勢群落植物組成

楚姚高速公路沿線植物群落的植物組成如表1所示。

表1 楚姚高速公路沿線植物群落的植物組成

群落層次喬木層灌木層草本層合計喬木層灌木層草本層合計植物群落類型科/個3 7 2 4云南松群落種/個5 15 67 87 16 18 84 118滇青岡群落34 9 12 37 58屬/個4 11 54 69 15 16 71 102

云南松林：云南松群落最為常見，共有87 種69 屬34 科，分布面積也最大，有部分天然演替的云南松群落，也有不少是原生植被半濕潤常綠闊葉林破壞后，云南松林以及各類次生植被不斷擴展，屬于西南區(qū)的一個主要森林植被類型。

滇青岡林：滇青岡林物種數(shù)量最豐富，共有118 種102 屬58 科，既是滇中高原優(yōu)勢性植被，也是楚姚高速公路沿線常見的植被類型之一。

3.3 維管束植物的類群數(shù)量結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)實地調(diào)查和文獻資料，楚姚高速公路沿線的維管束植物有115 科385 屬587 種，其中蕨類植物10科14 屬15 種，裸子植物共1 科2 屬2 種，被子植物104科369 屬570 種，其中栽培植物34 屬44 種。有中國特有分布種：牛筋條、杜氏翅莖草、莖葉子宮草、地涌金蓮等4 個，此外還有國家Ⅱ級保護野生植物1 種——龍棕。

由表2 可知，楚姚高速公路沿線維管束植物中，被子植物較為豐富，在該陸域植物結(jié)構(gòu)中占主導地位，其科屬種的占比分別為90.43%、95.84%和97.10%。

表2 維管束植物的類群的數(shù)量結(jié)構(gòu)分析

科屬種類群數(shù)量數(shù)量占比（%）8.70 0.87 90.43 100 10 1 104 115蕨類植物裸子植物被子植物合計15 2 570 587數(shù)量14 2 369 385占比（%）3.64 0.52 95.84 100占比（%）2.56 0.34 97.10 100

3.4 維管束植物的科的數(shù)量結(jié)構(gòu)分析

由表3 可知，楚姚高速公路沿線維管束植物50 種以上的科有1 個，是該地區(qū)較為優(yōu)勢的代表科，為菊科，共包含38 屬61 種；含種數(shù)21～50 的科有4 個，共有101 屬152 種；包含種數(shù)11～20 的科有6 個，共有34屬82 種；包含種數(shù)2～10 的科有68 個，共有176 屬256種；僅含1 種的科有36 個，共有36 屬36 種。

表3 維管束植物的科的數(shù)量結(jié)構(gòu)分析

類型科數(shù)占全部科的比例（%）屬數(shù)占全部屬的比例（%）種數(shù)占全部種的比例（%）包含種數(shù)大于50的科包含種數(shù)21～50的科包含種數(shù)11～20的科包含種數(shù)2～10的科僅含1種的科1 4 6 6 8 36 0.87 3.48 5.22 59.13 31.30 38 101 34 176 36 9.87 26.23 8.83 45.71 9.35 61 152 82 256 36 10.39 25.89 13.97 43.61 6.13

3.5 維管束植物的屬的數(shù)量結(jié)構(gòu)分析

由表4 可知，楚姚高速公路沿線共有種子植物385屬，其中6～10 種的屬有6 個屬39 種，占所有屬的1.56%，所有種的6.76%；2～5 種的屬有110 個屬278種，占所有屬的28.57%，所有種的48.18%；僅1 種的屬有269 個屬260 種，占所有屬的69.87%，所有種的45.06%。

表4 維管束植物的屬的數(shù)量結(jié)構(gòu)分析

類型屬數(shù)占全部屬數(shù)的比例（%）含有的種數(shù)占全部種比例（%）含6～10種的屬6 1.56 39 6.76含2～5種的屬110 28.57 278 48.18僅含1種的屬269 69.87 260 45.06合計385 100 577 100

3.6 維管束植物屬分布區(qū)系分析

根據(jù)張鋼民等的研究成果，并結(jié)合吳征鎰（1991）對中國種子植物屬的分布區(qū)類型的劃分原則，將楚姚高速公路沿線現(xiàn)有維管束植物的354 屬劃分為14 個類型和14 個變型。楚姚高速公路沿線植被類型中有：世界廣布屬49 屬，占總屬的13.84%；熱帶分布屬154屬，占總屬的43.5%；北溫帶分布屬74 屬，占總屬的20.9%；東亞及北美間斷分布屬14 屬，占總屬的3.95%；舊世界溫帶分布屬24 屬，占總屬的6.78%；東亞及中國特有屬25 屬，占總屬的7.06%。由植物區(qū)系分析，楚姚高速公路沿線維管束植物以熱帶及溫帶為主，二者既相似又具有交叉過渡性。

4 結(jié)論

第一，特殊的地理位置及多樣性的立地生境使楚姚高速公路沿線具有豐富的植被類型，以及較高的生物多樣性。 就植物屬類上分析，單一屬類占據(jù)69.87%，說明該地區(qū)植物類群較易受人工干擾，因此在后續(xù)建設(shè)過程中應(yīng)加強植物生態(tài)環(huán)境的保護，杜絕外來物種入侵。

第二，楚姚高速公路沿線維管束植物多以熱帶及溫帶植物為主，充分體現(xiàn)了該路段低緯度高海拔的特點，且表現(xiàn)為區(qū)域地理成分的復雜性和多樣性。因此在恢復重建的過程中，尤其要關(guān)注該路段植物區(qū)系的特點，應(yīng)充分考慮后期自然生態(tài)恢復措施的合理性，在植被選擇上應(yīng)盡可能選用耐旱植物、高海拔適應(yīng)性植物和其耐寒性等因素，減少后期的運行維護管理費用。

第三，適時對珍稀特有植物進行遷地保護。根據(jù)不同海拔及植物群落對自然環(huán)境的適應(yīng)性，有針對性地選擇地點，建立楚姚高速公路路域植物多樣性保護“種子資源庫”等設(shè)施，針對在建設(shè)過程中發(fā)現(xiàn)的具有滇中特色或國家級省級等珍稀保護物種進行收集及遷地保護，同時積極聯(lián)系相關(guān)科研機構(gòu)，尋求相關(guān)合作。將此類植物物種進行必要的培育和栽植技術(shù)的研究，擴大種群數(shù)量，以便在后期的恢復重建過程中運用到高速公路沿線，擴大其野外種群數(shù)量，保持和維護當?shù)刈匀环N群的生物多樣性。

第四，極具研究價值及保護價值的種類。楚姚高速公路沿線地形地貌變化起伏巨大，為多種類群植物的生長繁育提供了多樣的空間。這里既有一些熱帶的植物類群，如厚皮香、網(wǎng)葉木藍、滇黔黃檀、緣毛鳥足蘭等；又有一些溫帶的植物類群，如金蕎麥、龍棕等；也有一些云南特有種，如山玉蘭、矮楊梅、云南山螞蝗、黃毛青岡、梁王茶等；還有一些中國特有種分布的種，如牛筋條、杜氏翅莖草、莖葉子宮草、地涌金蓮等。這些都使該地區(qū)的植物多樣性十分豐富，且擁有國家級、省級保護物種。

第五，在植被的選擇上，基本植物元素以體現(xiàn)當?shù)刂参锒鄻有詾橹?，既可以體現(xiàn)當?shù)囟鄻有晕幕?，也能夠體現(xiàn)楚雄地區(qū)特色的地域鄉(xiāng)土景觀層次。苗木選擇以為楚姚高速周邊鄉(xiāng)土苗木，包括園林景觀常用類，以及能體現(xiàn)當?shù)刂参锒鄻有缘闹脖?，因植被種類較多，可能存在部分苗木無法滿足設(shè)計需用量，因此適當對特殊物種（珍惜保護類）進行研究培育擴繁，有針對性地進行搭配使用。