高山峽谷區(qū)的喬灌木景觀格局及多樣性

孫佳瑞，宗 樺，周 璐，鮑 方，吳曉奕

（1.西南交通大學 建筑學院，四川 成都 611756；2.中鐵二院工程集團有限責任公司，四川 成都 610031）

青藏高原東緣與四川盆地的過渡帶屬橫斷山脈的高山峽谷區(qū)，主要包括四川省西部、云南省東北部以及西藏自治區(qū)東部，區(qū)域內從河谷到山嶺頂部，相對高差達4 000～5 000 m。此區(qū)域核心 區(qū) 位 于24°39′～33°34′N、96°58′～104°27′E之間，下屬共99 個縣級行政單位，總面積約為44.97 萬 km2[1]。由于高山峽谷區(qū)位于東亞和南亞季風的過渡區(qū)域，同時受青藏高原隆起的影響，形成了復雜多樣的自然地理環(huán)境[2]。并將其造就為生物多樣性和瀕危物種的避風港，是我國乃至全球研究生物多樣性分布的熱點地區(qū)[3]。尤其是橫斷山脈西南的高山峽谷，作為“三江并流”的重要組成部分，是溫帶和熱帶的交匯處，也是南北生物擴散的過渡地帶，該區(qū)原始植物生態(tài)系統(tǒng)保存最完整，生物多樣性最豐富，具有高等植物7 000余種，占全國總數(shù)的27%以上[4]。隨著海拔的遞增，高山峽谷從山谷到山頂，形成了非常明顯的植被垂直區(qū)系，依次為河谷稀疏灌木草叢，季風常綠闊葉林，半濕潤常綠闊葉林，中山濕性常綠闊葉林，寒溫性針葉林，高山灌叢草甸和流石灘[5]。

目前，諸多學者都對高山峽谷區(qū)的植被物種豐富度開展了研究工作，成果主要集中在高山峽谷植被區(qū)系劃分以及環(huán)境變化對植被多樣性的影響兩大板塊。如劉倫輝[6]等將橫斷山高山峽谷金沙江兩岸山地植被劃分為6 個植被垂直帶，即：亞熱性干旱小葉灌叢—暖濕性半干旱灌叢與半濕潤針葉林—寒溫帶暗針葉林—高寒灌叢、草甸—亞冰雪植被—冰雪帶。吳勇認為四川盆地西緣高山峽谷區(qū)內5 個自然保護區(qū)的植物起源古老，多特有種和孑遺種，具有較高的生物多樣性[7]。鄧東周等人指出岷山中段高山峽谷區(qū)常綠落葉闊葉混交林的林下植物多樣性最高[8]。張闖娟則指出熱帶和亞熱帶植物物種分布所占比例隨海拔升高逐漸減少，而溫帶植物物種呈上升的趨勢[5]。王東研究了橫斷山脈特有植物的多樣性，發(fā)現(xiàn)特有物種的豐富度在中海拔區(qū)域達到峰值，并與山地垂直氣候相關[9]。許玥從群落水平研究了怒江河谷鄉(xiāng)土植物和入侵植物多樣性的分布格局，以及自然和人為干擾因素對其格局的影響[10]。楊陽等人研究了怒江、瀾滄江和金沙江三江并流區(qū)高山河谷帶植被的豐富度、物種更替率隨海拔梯度格局的變化[11]。

綜合以上研究可以看出，當前學者主要通過典型樣方法，抽樣分析了橫斷山高山峽谷區(qū)的植被區(qū)系、優(yōu)勢植物群落、物種多樣性及其垂直結構，并研究了自然環(huán)境變化對植物群落的影響。但鮮有從大尺度的空間角度分析高山峽谷區(qū)內植被景觀的水平和垂直結構，以及景觀斑塊間的相互關聯(lián)，不利于揭示植被與環(huán)境的相互關系。事實上，景觀格局是大小和形狀不一的景觀鑲嵌體在景觀空間上的排列，既具體體現(xiàn)了景觀異質性，又反映了各種自然或人為因素在不同時空尺度上相互作用的結果[12]。同時，景觀格局也反過來影響并決定著各種生態(tài)過程，斑塊的大小、形狀和連接度影響著景觀內物種的豐度、分布以及種群的生存能力等[13]。

因此，本研究基于實地調查和林業(yè)調查數(shù)據(jù)，利用ArcGIS 和Fragstats 軟件從大尺度的景觀格局視角研究瀘定縣喬灌木景觀的空間格局，探索環(huán)境差異對高山峽谷區(qū)喬灌木分布的影響。有助于從大尺度視角剖析高山峽谷區(qū)植被景觀的空間結構及其影響因子，為高山峽谷區(qū)景觀植物資源的保護、管理和合理開發(fā)提供依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究選取瀘定縣全域為研究對象。瀘定縣位于青藏高原東部邊緣和甘孜藏族自治州東南部（29°54′～30°10′N，101°46′～102°25′E），是橫斷山脈的重要組成部分，屬典型高山峽谷區(qū)[14]（圖1），而且是川西高山高原最深陷的峽谷區(qū)?？h城平均海拔1 321 m，轄區(qū)面積2 165.35 km2，人口為8.62 萬?？h境內高山林立，谷深壁陡，溝壑交錯，許多山峰都在4 000 m 以上，地貌類型從低中山峽谷區(qū)直至高山、極高山區(qū)。最高點為大雪山主峰貢嘎山，海拔7 556 m，二郎山海拔3 437 m，總體地勢西北高，東南低。由于受到東南、西南季風和青藏高原冷空氣的雙重影響，瀘定縣氣候垂直差異明顯，海拔1 800 m 以下地區(qū)屬亞熱帶季風氣候，為有名的干熱河谷地區(qū)，四季分明。年均氣溫15.5℃，年極端最高氣溫33.8℃，年最低氣溫-2.2℃，年降水量664.4 mm，年均日照時數(shù)為1 323.6 h，全年無霜期279 d。從河谷到谷嶺，氣候、植被、土壤等呈明顯的垂直遞變規(guī)律，境內平壩、臺地、山谷、高山、平原、冰川等俱全，屬典型的立體氣候，為國內所罕見（圖1）。同時，瀘定縣地質災害發(fā)生頻率較高，人類活動集中且強度較大，加之處于兩種不同類型的生態(tài)系統(tǒng)的交界過渡區(qū)，因此生態(tài)環(huán)境脆弱性極高。

瀘定縣因其獨特自然條件繁衍了眾多數(shù)量的植被，也保持了較多數(shù)量的古老孑遺植物，如紅豆杉、康定木楠、連香樹、麥吊杉、銀杏等40 多種國家保護的珍貴植物[15]。然而，隨著川藏鐵路的開發(fā)建設，必然引起瀘定縣土地利用和植被覆蓋的變化。這為生態(tài)環(huán)境原本就十分脆弱的瀘定縣帶來了更為尖銳的自然生態(tài)系統(tǒng)退化、生物多樣性減少、水土流失以及植被物種喪失等生態(tài)風險。亟需在探索瀘定縣現(xiàn)有植被景觀格局的基礎上，開展保護與修復工作。

1.2 研究方法

1.2.1 瀘定縣高山峽谷區(qū)的劃分

本文DEM 數(shù)字高程數(shù)據(jù)來源于ASTER GDEM 數(shù)據(jù)集，空間分辨率為30 m。為了更好地反映瀘定縣喬灌木景觀的空間格局分布特征，本研究以相對高度1 500 m 為間隔將研究區(qū)劃分為4個海拔區(qū)間，分別是：海拔2 100 m 以下的Ⅰ區(qū)，2 100～3 599 m 的Ⅱ區(qū)，3 600～5 099 m 的Ⅲ區(qū)，和5 100 m 以上的Ⅳ區(qū)（圖1）。

圖1 研究區(qū)位置及高程示意Fig.1 Location and altitude of the study area

1.2.2 瀘定縣喬灌木景觀格局及多樣性分析

根據(jù)實調矯正后的瀘定縣2019年林業(yè)調查數(shù)據(jù)，輔以《中國樹木志》數(shù)據(jù)庫，結合2020年高分影像數(shù)據(jù)，將瀘定縣域的植物資源按照喬木和灌木分別進行統(tǒng)計，導入ArcGIS 軟件生成植物斑塊圖。在ArcGIS 下轉化為5 像元大小的grid 柵格格式，最后導出GeoTiff格式。導出的數(shù)據(jù)運用Fragstats 4.2 軟件進行分析。在此基礎上從喬木和灌木兩種景觀斑塊類型(Landscape Level)和喬灌木內部物種斑塊類型水平（Class Level）兩個尺度上分別探討分析瀘定縣喬灌木景觀格局及其多樣性。選擇14 個景觀指數(shù)，包括景觀面積（CA）、斑塊數(shù)（NP）、斑塊密度（PD）、最大斑塊指數(shù)（LPI）、景觀面積比（PLAND）、景觀分離度（SPLIT）、斑塊平均面積（AREA_MN）、周長面積分維度（PAFRAC）、蔓延度（CONTAG）、豐富度（PR）、香農(nóng)多樣性指數(shù)（SHDI）、香農(nóng)均勻度指數(shù)（SHEI）、聚集度（AI）、景觀形狀指數(shù)（LSI），共同闡述兩個尺度的景觀格局和多樣性（表1）。其中，CONTAG 描述的是景觀中不同類型斑塊的團聚程度[16]，反映了景觀總的聚集情況[17]。PAFRAC 反映景觀斑塊邊界形狀的復雜性，其理論值范圍在1.0～2.0 之間，值越接近1，斑塊形狀越簡單有規(guī)律；LSI 反映的是景觀斑塊形狀相對于規(guī)則圖形的偏離程度，LSI 指數(shù)與CA、NP 存在正相關關系[18]。

表1 14 個景觀指數(shù)所對應的喬灌木景觀斑塊的特性Table 1 14 landscape indices corresponding to the characteristics of landscape patches of trees and shrubs

1.2.3 瀘定縣喬灌木景觀多樣性與地形因子分析

研究喬灌木景觀多樣性與海拔因子的相關性時，在4 個海拔帶的基礎上再以相對高度300 m為間隔進行細分，利用SPSS 軟件分析海拔與喬灌木景觀多樣性特征的相關性，并結合衛(wèi)星影像及實際調研數(shù)據(jù)分析坡向和坡度因子對景觀多樣性的影響。

2 結果與分析

2.1 瀘定縣喬灌木類型及其豐富度

由分析可知，瀘定縣域喬灌木總計22 科41 屬47 種（表2）。喬木占地總面積為91 877.74 hm2（表3），共計14 科22 屬27 種，其中26 種為鄉(xiāng)土物種，5 種為中國特有物種，1 種外來物種。喬木中松科所占面積最大，約為62 103.78 hm2，占喬木總面積的67.61%。其次為殼斗科，覆蓋面積為16 255.98 hm2，占喬木總面積的17.70%。松科喬木中，又以冷杉屬和櫟屬覆蓋面積最大，分別占喬木總面積的28.86%和17.52%。從喬木物種來看，冷杉所占面積最大，為26 513.74 hm2，占喬木景觀總面積的28.86%。其次是鐵杉、川滇高山櫟和云杉，分別占喬木景觀面積的16.23%、15.48%和10.55%，4 類合計占喬木景觀總面積的71.12%。斑塊面積越大也意味著其所代表的類型在景觀中的優(yōu)勢程度越大，因此確定以上4 種喬木是瀘定縣的優(yōu)勢樹種。占地面積最小的是油桐、杉木、黃檗和蠶桑4 種喬木，合計僅占喬木總面積0.01%。

表2 瀘定縣喬灌木種類及其特征Table 2 Species and characteristics of trees and shrubs in Luding county

續(xù)表2Continuation of table 2

灌木總面積為48 254.51 hm2（表3），共計14 科21 屬22 種，其中22 種為鄉(xiāng)土物種，3 種為中國特有物種，無外來物種。以殼斗科植物覆蓋面積最大，為17 622.27 hm2，占灌木總面積的36.52%，其次為杜鵑花科。櫟屬灌木在研究區(qū)內所占面積最大，其次為杜鵑屬灌木。從灌木物種來看，川滇高山櫟覆蓋面積最大，其次是多分布于中山區(qū)（3 300～4 200 m）的杜鵑，兩者最大斑塊面積都在5 hm2以上，合計共占灌木景觀面積的59.29%。隨后是杯腺柳、馬桑、高山杜鵑，分別占灌木景觀總面積的11.15%、7.55%和7.27%，以上5 種灌木景觀合計占到灌木景觀總面積的85.26%，是瀘定縣灌木的景觀優(yōu)勢種。最少的鹽膚木占比僅為0.03%。

表3 瀘定縣喬灌木的景觀格局特征分析Table 3 Analysis of landscape pattern characteristics of trees and shrubs in Luding county

2.2 瀘定縣喬灌木的景觀格局

2.2.1 喬灌木斑塊間的景觀格局分析

Fragstats 軟件統(tǒng)計分析后顯示（表3），瀘定縣喬灌木占地面積合計為140 132.25 hm2，占全縣縣域總面積（216 535.00 hm2）的64.71%。其中，喬木斑塊NP 值為1 259，總面積CA 值為91 877.74 hm2，其面積占整個研究區(qū)域面積的42.43%，AREA_MN 值為72.98 hm2，SPLIT 為55.39。表4和圖2顯示，海拔Ⅰ區(qū)喬木斑塊沿河谷零散分布，物種數(shù)為23，區(qū)內面積最大的喬木為云南松和川滇高山櫟，二者合計占該區(qū)喬木面積的77.72%，并沿大渡河河谷地帶廣泛分布；喬木集中成片地分布于海拔Ⅱ區(qū)，該區(qū)喬木物種數(shù)為23，占地面積較大的樹種為冷杉、鐵杉、云杉、川滇高山櫟、矮樺；海拔Ⅲ區(qū)僅分布著5 種喬木，即冷杉、云杉、落葉松、鐵杉、矮樺；海拔Ⅳ區(qū)沒有喬木分布。闊葉林主要分布在海拔2 700 m 以下的平緩谷坡或河谷附近，針葉林主要分布在海拔2 700～3 600 m 的低中山峽谷周圍（圖3），闊葉林和針葉林分別占喬木景觀總面積的32.29%和67.71%。只有少數(shù)針葉類喬木例如冷杉和云杉在海拔3 900 m 左右的Ⅲ區(qū)仍有分布。

圖2 瀘定縣的喬灌木分布Fig.2 Distribution of trees and shrubs

圖3 瀘定縣的針闊葉喬木分布Fig.3 Distribution of coniferous and broad-leaved trees

表4 高山峽谷不同海拔分區(qū)的喬灌木種類及其面積百分比Table 4 The species and area percentage of trees and shrubs in different elevations of alpine valley region

灌木NP 為1407，總面積占整個研究區(qū)域的22.28%，AREA_MN 為34.30 hm2，SPLIT 值為80.90（表3）。表4和圖2顯示，灌木物種數(shù)在Ⅰ區(qū)中為18 種，川滇高山櫟占該區(qū)灌木面積的59.02%，并沿河谷呈帶狀分布；Ⅱ區(qū)物種數(shù)為19種，面積較大的為川滇高山櫟、杯腺柳和杜鵑；Ⅲ區(qū)物種數(shù)為6 種，杜鵑和高山杜鵑在該區(qū)占有絕對優(yōu)勢；Ⅳ區(qū)無灌木分布。除高山杜鵑和杜鵑較多地分布在海拔Ⅲ區(qū)以外，其他灌木主要分布在海拔2 400 m 以下的谷坡和河谷地帶。

總體而言，瀘定縣喬木斑塊是灌木斑塊總面積的1.90 倍，PD 分別為1.37 和2.92（表3）。表明瀘定縣喬木景觀覆蓋面積大、占比重。相較于喬木，灌木斑塊被分割嚴重，多為平均面積較小的斑塊，灌木的破碎化程度高于喬木，在一定程度上反映了人類活動對灌木景觀的干擾程度超過喬木。喬灌木聚集度指數(shù)AI 值都在98 以上，但灌木AI 值略低于喬木，說明灌木斑塊內部的團聚程度要低于喬木斑塊，這也進一步印證了當?shù)毓嗄镜钠扑槎却笥趩棠?。喬木和灌木斑塊CONTAG 值都較高，表明瀘定縣喬灌木景觀均存在少數(shù)的大斑塊，且同類型斑塊形成了很好的連接性。據(jù)后文分析可知，原因是由于喬灌木景觀中的優(yōu)勢種斑塊的貢獻度高，對整體景觀空間格局影響較大。此外，表3顯示研究區(qū)喬木和灌木斑塊的PAFRAC 分別為1.25 和1.28，說明這兩類景觀斑塊形狀均較簡單和規(guī)則，但灌木景觀的空間復雜程度略大于喬木景觀，穩(wěn)定性差且更容易受干擾活動的影響[19]。

2.2.2 喬灌木斑塊內部的景觀格局分析

喬木斑塊中（表5），NP值最多的是云南松(247個)，雖然AREA_MN 較小(31.66 hm2)，但PD 反而最高（0.27），可知云南松斑塊規(guī)模小，分布十分分散，空間異質性程度大。圖4印證了云南松主要沿著大渡河干熱河谷兩側山坡呈帶狀分布，同時由于其所處的區(qū)域被農(nóng)田和建設用地分割，故云南松破碎化程度很高。鐵杉和冷杉的AREA_MN 和LPI 值都高，而PD 值相對較小，這是因為鐵杉和冷杉主要分布在低山區(qū)，受人為干擾的程度小于河谷兩側，有集中成片分布的特點，破碎化程度相對較低。川滇高山櫟、云杉和矮樺的破碎化程度為矮樺＞云杉＞川滇高山櫟。另外，鐵杉、冷杉、落葉松、川滇高山櫟和中華槭的AI 值都達到99 以上，說明這幾種喬木景觀的內部斑塊結構緊湊且連通性強，各自分布都較為集中，故景觀聚散性好[20]。

圖4 瀘定縣喬木景觀的內部斑塊分布Fig.4 Patch distribution of arbor landscape

表5 喬木內部斑塊的景觀格局特征分析Table 5 Analysis of landscape pattern characteristics of the interior tree patches

灌木景觀中（表6），川滇高山櫟和杜鵑的CA、PD 和NP 值均為最大，但AREA_MN 值只有40.42 和42.97 hm2，結合圖5可以看出川滇高山櫟和杜鵑廣泛地分布在瀘定縣各個海拔區(qū)域，破碎化程度很高。且由于川滇高山櫟和杜鵑對灌木景觀的貢獻率大，其空間分布情況對灌木景觀整體格局影響較大，故相對于喬木景觀而言灌木景觀整體破碎度高。馬桑和高山杜鵑在空間上分布也比較分散，破碎化程度較高。相比之下，杯腺柳的斑塊破碎化程度低，有集中成塊分布的特點。此外，水栒子和木姜子面積不大而聚散性較好，都呈成塊團聚分布。

表6 灌木內部斑塊的景觀格局特征分析Table 6 Analysis of landscape pattern characteristics of the interior shrub patches

圖5 瀘定縣灌木景觀的內部斑塊分布Fig.5 Patch distribution of shrub landscape

2.3 瀘定縣喬灌木景觀多樣性分析

喬木和灌木的PR 值分別為27 和23。喬木的SHDI 值（2.11）高于灌木（1.95），二者的香農(nóng)多樣性均較高。由圖6可知，瀘定喬灌木總體的PR 和SHDI 值隨著海拔的遞增均呈現(xiàn)明顯的單峰格局，峰值均出現(xiàn)在2 400～2 700 m 的中海拔地段，隨后逐漸減少。但將喬木和灌木分開來看，喬木的SHDI 呈現(xiàn)單峰趨勢，峰值出現(xiàn)在2 700 m左右，低于灌木的峰值海拔（3 000 m）。其PR值則均為雙峰曲線，顯示出隨著海拔的提升，有兩個海拔區(qū)間屬于環(huán)境變化過渡帶，通常過渡帶物種比較豐富。對喬木而言，在海拔2 400 和3 300 m 是物種更替速率較快的過渡地帶；對灌木而言，1 800 和2 700 m 是其物種更替速率較快的過渡地帶。喬木的物種PR 峰值出現(xiàn)的海拔高度（2 400 m）略低于灌木（2 700 m）。此外，喬灌木的SHEI 值均在不同海波間波動幅度較大，無明顯規(guī)律，但從數(shù)值高低來看，瀘定縣喬木的分布較灌木更加均衡。

2.4 瀘定縣喬灌木景觀格局的影響因素

整體而言，大渡河由北向南將瀘定縣分割為東西兩部分，縣城及其近郊喬灌木景觀較為單一（圖4～5）。以河谷兩岸為中心，大量分布著云南松和川滇高山櫟等喬木，少量分布著川滇高山櫟、杜鵑、花椒、水栒子和馬桑等灌木。此現(xiàn)象與人類活動的干擾有密切的關系，因河谷地勢平緩，土壤肥沃，常常被用來開墾為建設用地及農(nóng)田。在海拔1 500 m 以上的區(qū)域喬灌木物種數(shù)量明顯開始升高。

圖6顯示瀘定境內山體不同坡向、坡度對喬灌木格局及多樣性也有一定程度的影響。山體西北坡、北坡及平緩坡的PR 和SHDI 值較小，其它坡向較高。喬木和灌木SHEI 峰值分別出現(xiàn)在平緩坡和西北坡向，以及小于5°的平緩坡和大于45°險坡。灌木在大于45°的險坡處依然有較高的SHDI 值，峰值出現(xiàn)在25～34°的陡坡。Pearson相關性分析可知（表7），瀘定縣內海拔與喬木及灌木的PR 及SHDI 指數(shù)均呈顯著負相關，但海拔除了對喬灌木總體SHEI 值有較弱影響之外，與喬木、灌木的SHEI 值無關。

表7 瀘定縣喬灌木的PR、SHDI、SHEI 與海拔的關聯(lián)?Table 7 Relationship between altitude and PR,SHDI,SHEI of trees and shrubs in Luding county

圖6 瀘定縣喬灌木景觀多樣性與地形因子的分析Fig.6 Analysis of tree and shrub landscape diversities and topographic factors in Luding county

3 討 論

總體而言，經(jīng)過退耕還林、封山育林等生態(tài)措施[21]，瀘定縣喬灌木植物群落恢復較好。其結構和物種組成較為豐富，遠高于三江并流地區(qū)干旱河谷六條樣帶的喬灌木物種豐富度（喬木7.9～13.4 種，灌木0.5～2.8 種）[11]，和高于元謀干熱河谷的灌木物種豐富度（15 種）[22]。瀘定縣喬木的SHDI 值（2.11）顯著高于三江并流區(qū)怒江州森林景觀喬木層（0.60）[23]和伊利河谷山地喬木層（1.35～1.80）[24]。灌木植被的SHDI指數(shù)（1.95）高于岷山中段高山峽谷區(qū)灌木層（0.65～1.52）[8]、拉薩河谷山地灌木層（1.48～1.70）[25]和元謀干熱河谷灌木層（0.53～1.06）[22]，與岷江干旱河谷灌木層均值（2.01）接近[26]。推測是由于瀘定縣地處四川盆地到青藏高原過渡帶上，受東南、西南季風和青藏高原冷空氣的雙重影響，縣域氣候類型與其他干熱河谷相比更加多樣。尤其處于中低山地的Ⅱ區(qū)域降水豐富、氣候溫濕，本文統(tǒng)計的天然林景觀大面積分布于此區(qū)，灌木生長也異常豐茂。

瀘定縣喬灌木面積占縣轄區(qū)面積的64.71%，優(yōu)勢喬木為冷杉、鐵杉、川滇高山櫟和云杉；優(yōu)勢灌木為杜鵑、川滇高山櫟、杯腺柳、馬桑和高山杜鵑。瀘定縣喬灌木物種中，外來物種僅占全部物種的2.00%，包含特有植物在內的鄉(xiāng)土物種占比高達98.00%?？芍獮o定縣喬灌木物種中的鄉(xiāng)土物種占有絕對優(yōu)勢，物種入侵并不嚴重。特有植物如冷杉和鐵杉覆蓋范圍大而廣，也證明了原生地的自然環(huán)境本底維持較好。

不同海拔區(qū)間的喬灌木主要景觀物種及地理分布格局皆有較大的差異，表明瀘定縣喬灌木景觀格局存在著顯著的空間異質性。豐富的景觀類型也對人類帶來了巨大的吸引力，從喬灌木的海拔分布來看，瀘定縣喬灌木景觀格局的形成與變化是人類活動和自然因素共同作用下的結果。在河谷底部兩側人類活動頻繁的區(qū)域，物種較為單一，平緩山坡處的景觀破碎程度較高，都印證了河谷低海拔地區(qū)，尤其是平地區(qū)域的喬灌木景觀受人為干擾強烈。在中低海拔地區(qū)，灌木景觀斑塊破碎度普遍高于喬木斑塊，而后者的聚集度大于前者，尤其是冷杉、鐵杉、小葉楊和高山櫟呈團聚連片分布，也表明當?shù)匾苑拍翞橹鞯霓r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)模式對灌木的自然生長影響程度更大。

而由于自然因素的影響，喬灌木主要分布在河谷及中低山地區(qū)，海拔4 500 m 以上幾乎沒有喬木分布，灌木景觀的分布范圍較喬木景觀更廣，海拔上限在5 100 m 左右。瀘定縣喬木和灌木物種的PR 值也隨著海拔梯度升高而呈現(xiàn)出先增加后減少的格局，符合單峰曲線的規(guī)律，與王東[9]和張志明[27]等報道的高山峽谷區(qū)植物物種的PR 值隨海拔梯度呈單峰格局相吻合。推測這是由于受到西南、東南季風氣流控制以及氣流越山下沉的增溫減濕作用——“焚風效應”所致。導致瀘定高山峽谷內微氣候有著明顯空間差異，高海拔區(qū)域（＞3 500 m）首先遭遇“焚風效應”加上水土流失嚴重，植被不宜生長；中海拔地區(qū)暖濕；低海拔地區(qū)氣候干暖、較為宜人。因此呈現(xiàn)出PR 和SHDI 峰值均出現(xiàn)在2 400～2 700 m 的中海拔范圍內。此外，水分條件的限制也強化了地形特征對物種PR 值的影響，例如本地南坡降水較多，以至于喬木和灌木PR 值從南坡向北坡降低，平緩坡向位于大渡河河谷區(qū)域，其對應的PR 值也很低。SHDI 值在海拔、坡向、坡度上的變化與物種PR值有一致性的格局。

本文僅在空間尺度上針對瀘定縣喬灌木植被現(xiàn)狀進行了景觀格局與生態(tài)過程的分析，今后將會從時間尺度上開展高山峽谷區(qū)植物群落空間格局及物種多樣性格局的演變研究，進一步探討交通強國戰(zhàn)略對生態(tài)脆弱區(qū)生態(tài)服務功能及生態(tài)安全的影響。

4 結 論

總體而言，本研究區(qū)域喬灌木植物物種組成相對豐富，鄉(xiāng)土物種占有絕對優(yōu)勢。α 物種多樣性整體維持較好，且隨著海拔梯度呈現(xiàn)單峰格局。高山峽谷區(qū)特殊的地理環(huán)境和山地垂直氣候奠定了該研究區(qū)植被整體景觀格局，不同海拔區(qū)間以及不同生活型的植物景觀格局差異明顯，且隨著社會發(fā)展和人口不斷增長，人類生活生產(chǎn)活動早已成為了影響中低海拔喬灌木景觀空間結構的活躍力量。隨著川藏鐵路的開工建設，鐵路沿線區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)將面臨著更加尖銳的挑戰(zhàn)。在瀘定區(qū)域，應盡量規(guī)避或減少在超過3 500 m 海拔的易退化高山草甸區(qū)域展開作業(yè)。在后期鐵路沿線的生態(tài)修復中，更應秉承瀘定縣喬灌木原有的景觀格局，構建原生喬灌木植被空間結構。