雪域高原上的植物世界探秘

中国国家公园

        被众多雪山所环绕的“世界屋脊”青藏高原，因复杂多变的地形、气候和特殊生态环境，形成了独特多样的植被群落及其与众不同的分布规律。从雨林到苔原，从千果榄仁到喜马拉雅高原芥，在东喜马拉雅南坡，更是分布着世界上最完整的植被垂直带谱，青藏高原以分布其上的百余种植物打破了人们头脑中荒原的印象。 遍布雪山、日照强烈的青藏高原并非寸草不生的不毛之地，在其南部气候温和湿润的地区，分布着大量不同类型的植物群落。在藏东南等地更是呈现出森林与雪山共存的奇妙自然景观。摄影／刘正良<p>20世纪60-80年代，中科院西藏综合考察队发现青藏高原植被分布规律</p><p>意义 填补了青藏高原植物研究领域的空白</p><p>出处 全国百人联合提案／地理科学与资源研究所十人提案</p><p>中国学者对青藏高原的考察与研究始于20世纪早期。植物学方面，1932年和1935年，刘慎谔和王启元分别对高原西部与东南部边缘地区进行了植物采集和植被调查，标志着中国科学家对青藏高原植物研究的开始。</p><p>新中国成立以后，中科院组织过多次针对青藏高原的科学考察。我本人也曾作为中科院青藏高原综合考察队的队员与张经炜、王金亭、姜恕、陈伟烈、王绍庆、李良千、罗柳胜、郭柯、张新时、赵魁义、王德斌、宋海、刘伦辉、余有德、张建华等同事数次踏上高原，在极其艰苦的条件下进行高原植物与植被考察。在南迦巴瓦，我们找到了世界上分布最北的热带雨林；在东喜马拉雅到高黎贡山的马蹄形山环内侧山地，我们发现了半常绿阔叶林带这一独特的垂直植被带；在珠峰南坡，我们画下世界上最完整的植被垂直带谱……作为这些重大发现的见证者，我将这段经历视为我人生最宝贵的回忆。</p><h3>世界上最完整与最简单的植被垂直带谱</h3><p>世界上的植物，人类已经探知的有35万种之多。像动物一样，它们也有自己的生存习性和分布规律。在平原地区，从赤道向极地进发，纬度增加，植被也随之变化，从热带雨林的高大乔木到北极地区的苔原，植物学家把这种分布规律叫作植被的水平地带性。而在山地或者高原上，植物随着海拔高度导致的气候变化，又会有另外一种被称为植被垂直地带性的规律。比如从南坡攀登珠穆朗玛峰，从山脚下一路向上，你会遭遇热带雨林、常绿阔叶林、常绿针叶林、灌丛、草甸到最后的冰缘植被等多种植被类群，领略世界上最完整的植被垂直带。</p><p>1973年，作为中科院青藏高原综合考察队队员的植物学家张经炜和姜恕对珠峰南北坡植物的垂直带谱进行了研究。由于在南坡坡麓生长有粗壮的婆罗双林，他们将南坡定性为热带北缘山地植被垂直带谱。至此，珠峰以其8848米的地球之巅的高度和热带基带的性质，使其南坡成为世界上海拔高差最大、植被垂直带谱最完整的山地。但遗憾的是，由于喜马拉雅南坡基本处于尼泊尔境内，因此这一殊荣与我国擦肩而过。</p><p>1974年，青藏科考队的植物学家陈伟烈和张新时在东喜马拉雅南坡考察，发现南迦巴瓦峰南坡基带是由千果榄仁、小果紫薇和阿丁枫组成的热带半常绿雨林。在更低海拔的坡麓还发育由龙脑香科植物羯布罗香、阿萨姆婆罗双林组成的常绿雨林。因此南迦巴瓦峰也就成了我国唯一一座以热带为基带的极高峰（海拔7782米）。在它的南坡，发育着我国最完整的植被垂直带谱：600米以下是低山常绿季风雨林带，600—1100米为低山半常绿季风雨林带，1100—1800米为中山常绿阔叶林带，1800—2400米为中山半常绿阔叶林带，2400—2800米为亚高山铁杉林带，2800—4000米为亚高山冷杉林带，4000—4400米为高山灌丛草甸带，4400—4800米为高山冰缘植被带，4800米以上为永久冰雪带。蕴藏着极其丰富生物多样性资源的南迦巴瓦峰也是我国最为珍贵的生物宝库。</p><p>与湿度、温度环境良好的南迦巴瓦峰南坡相反，地处羌塘高原西北部的寒旱中心发育着世界山地最简单的植被垂直带谱。那里的高寒荒漠带直接与高山冰缘植被带相接，并向上过渡到永久冰雪带。</p> 地处羌塘高原西北部寒旱中心的高寒荒漠带直接与高山冰缘植被带相接，并向上过渡到永久冰雪带，成为世界山地最简单的植被垂直带谱。<h3>地球上分布最北的热带雨林</h3><p>1982年秋，我参加中科院南迦巴瓦峰登山科考队，深入墨脱，对其热带雨林进行了考察。我们从金珠拉山口翻入墨脱，抵达位于县东北部的格当，准备穿过当地有名的蚂蟥山去达木。这天，我们来到这里，前面的道路被1米多高的草丛密密实实地遮盖起来，草叶顶端爬满了黄绿色的旱蚂蟥。人一走近，它们立刻拉长身躯，支起嵌着巨大吸盘的头来回晃动。好在我们都已采取了充分的防护，脚套布袜，袖口扎好，双臂抱头，飞快地冲了过去。等我们跑到一处泥石流冲积成的高阶地才收住脚步，身上已经挂满了大大小小百余只蚂蟥。当这惊险的一幕过去，我们都已经筋疲力尽，终于在傍晚的时候赶到了金珠藏布与雅鲁藏布江汇合处的达木。</p><p>第二天清晨，考察队沿雅鲁藏布江河谷南下，当我们到达米日附近，蒙蒙的晨雾已经消散，雅鲁藏布江两岸满山翠绿，矗立着一株株30余米高的巨树，树干一人难围，浓密的树冠伞一样把地面严严实实遮盖了起来。此时大树正在落叶，从枝桠间可以依稀看到枝端悬挂着红色的果穗，从地上飘落的树叶以及削去树皮后树干黄色的木质可以断定，它们是使君子科的千果榄仁，是一种典型的热带半常绿季风雨林的建群树种，分布在我国滇南热带地区。在第一层乔木中还有斯里兰卡葱臭木、西藏天料木和超然于林冠之上达50米的银色树干的小果紫薇以及阿丁枫。越往深处走去，林木越是茂密，到后来，榼藤子、倪藤、省藤、扁担藤等各种粗大的木质藤本植物盘折曲缠，上面还挂满了一丛丛鸟巢蕨和各种附生兰草，叫人难以进前。</p><p>后来经过调查，我们发现墨脱的热带雨林沿雅鲁藏布江谷地一直向北延伸到北纬29°，远远超过了作为热带边界的北回归线，成为地球上分布最北的热带雨林。这种特殊的分布现象，主要是由雅鲁藏布江下游印度洋暖湿气流水汽通道的影响所致。</p> 高达30米，直径近1米的刺栲是墨脱常绿阔叶林的主要建群树种之一。 东喜马拉雅高山冰缘植被带出现的嵩草草甸斑块<h3>半常绿阔叶林发现记</h3><p>1983年4月，我们的墨脱越冬考察已9月有余，渐近尾声。最后一个考察地是位于非法的麦克马洪线附近德阳拉东南侧的白马希里河谷地。那里人迹罕至，自然也就无路可行。我们从不足600米的雅鲁藏布江河谷进入白马希里河谷地，顿时觉得步入了另一个神奇的世界。河谷两岸是笔直的岩壁，流水从几百米高的岩顶倾泻下来，形成无数扑朔迷离的飞瀑。我们沿着陡壁攀藤猿行，脚下是长满苔藓的尺把宽的青石，石上流水飞溅，下面就是令人眩目惊心的白马希里河。我们走走停停，一天也前进不了30里。经过10天的跋涉，克服了食物短缺的困难，我们终于爬到了海拔1800米处。这时谷底被南壁冲下的一道如横亘在路上的巨蟒般的雪流所阻断。我们一步一滑地爬上雪坡，小心翼翼地从布满裂隙的雪流垄上跳过。当爬上雪流垄背，向下一望，我被眼前突现的奇景惊呆了。在山坡苍郁的云南铁杉林下，沿河谷两边分布着一片高大郁密的森林。其树冠光裸的枝桠没有一片绿叶，但枝桠顶端都发满鲜红的叶芽，使整个群落呈现出褐色季相！我顿时激动起来，因为热带与南亚热带山地垂直带上是不会出现落叶阔叶林的。我急忙奔入林中，拾起大树脱落的枝叶和果实，并砍下一块树皮观察，发现树皮内部呈粉红色。我高兴得跳了起来，因为这些正是西藏青冈和薄片青冈，长久以来一直被我们误认为常绿阔叶树。在之前的夏季考察中，我们常常为其树下堆满落叶而迷惑不解。这次越冬考察，我们终于发现了它们实质上是一种冬季不落叶，而在春季集中换叶的半常绿树种。这种半常绿阔叶林是常绿阔叶林和落叶阔叶林之间的过渡类型，对我们探讨落叶阔叶林的起源有重要的科学意义。</p><p>此后，我们又发现同属该类型的森林群落还有通麦栎等组成的森林。它们在东喜马拉雅—岗日嘎布—伯舒拉岭—高黎贡山这一马蹄形山环内侧1800—2400米处构成了一个独特的垂直植被带——半常绿阔叶林带，形成了东喜马拉雅南坡独具特色的植被垂直带谱。</p> 林线是指在山地或者高原地区，森林所能攀升到的海拔高度上限。超过这一高度，由于温度、湿度和气压的关系，树木已无法生长。在野外考察中，看到山坡上如玉带横陈般的森林的上边缘就是该地区的林线。国内一些学者将大面积连续的森林最高上限称为林线，而将其上更高但呈斑块状不连续分布的树木生长上限称为树线。摄影／李翔<h3>最高的林线与树线</h3><p>平均海拔高度4500米的青藏高原在大气圈对流层二分之一处构建出一个巨大的陆面，在太阳照射下，它对近地表的大气加热作用十分强烈，整个高原犹如一座巨大的热岛。在热岛效应的影响下，青藏高原的山地获得了比同纬度其他山地更多的热量，因而造成高原山地植被垂直带谱相应垂直带的高度均高于同纬度非高原山地。</p><p>1973—1974年，中科院青藏高原综合考察队林业组在考察中发现西藏由川西云杉组成的林线高达4600米，为世界最高林线。2004年，Georg Miehe等人在西藏八宿县考察时发现分布在北纬29°42'，东经96°45'，海拔4900 米的大果圆柏，形成了世界最高的树线。</p><h3>高原植被的水平地带性分布规律</h3><p>青藏高原综合科学考察队十余年间对高原植被群落的详细调查为我们认清高原植被的分布规律奠定了坚实的基础。但是高原特殊的海拔高度、地貌特征和大气环流形势又给我们正确认识它的分布规律带来了诸多困难。</p><p>传统理论认为，地球表面所接受的太阳辐射和光、热的分布状况，是随着太阳投射角度的不同而发生变化的，热量沿赤道向极地呈纬向递减。根据这条经典理论，1980年张经炜将青藏高原植被分别纳入热带、亚热带和温带三个植被区，它们的界线分别划在喜马拉雅山脉—伯舒拉岭和喀喇昆仑山—昆仑山—巴颜喀拉山。这两条界线东与我国的热带、亚热带北线相连，因此青藏高原植被的主体应属于亚热带高原性质。</p><p>但张新时对这个观点并不完全认同，他认为水平地带性是有海拔高度限制的，不适用于超过1500米的地区。青藏高原植被不仅具有水平地带性，也同时具有与一般山地不同的垂直地带性，它们是水平地带性与垂直地带性相结合的结果，是具有平面形式的植被垂直带。据此，他认为青藏高原植被由东南向西北依次由森林带、高寒灌丛草甸带、高寒嵩草草甸带、高寒紫花什茅草原带到垫状驼绒藜荒漠带的变化为独特植被高原地带性。</p><p>然而我认为植被的分布变化应是以其生态极点为导向的，其生态极点可由各种生态因子构成，如热量、水分、土壤（盐分）等。而在世界范围内控制植被地带性分布的因子则只有热量与水分。青藏高原的生态极点是位于羌塘西北端的寒旱复合极点。因此，青藏高原从东南部向西北部海拔逐渐升高，热量条件梯度变化，以及印度洋暖湿气流向高原西北部寒旱极点蕴含水分的梯度变化，而发育有雨林—硬叶常绿阔叶林—寒温性针叶林—高寒灌丛草甸—高寒草甸—高寒草原—高寒荒漠。我称这种地带性为植被的极向地带性。</p><p>经过长达17年的深入考察，我国科学工作者基本查清了青藏高原植被群落的组成情况及其分布规律，不仅填补了青藏高原植被科学研究上的空白，也为研究该地域自然地理的特点及分布规律奠定了坚实的基础。</p>