基于 3S技术的马边大风顶自然保护区植被分布

本科生毕业论文

题 目基于3S技术的马边大风顶自然保护区植被分布学 院 生命科学学院 专 业 生 态 学 学生姓名 孙 晓 鹏 学 号 024******* 年 级 2002级 指导教师 邓 小 忠

2006年5月28日

目 录

一. 基于3S技术的马边大风顶自然保护区植被分布

摘要 (1)

Abstract (1)

1. 保护区自然概况 (2)

1.1. 地理位置 (2)

1.2. 地质地貌 (2)

1.3. 气候 (3)

1.4. 土壤 (3)

1.5. 水文 (4)

2. 研究方法 (4)

2.1. 卫片解译 (4)

2.2. 野外GPS植被采样 (4)

2.3. 植被图制作与分析 (5)

3. 结果与分析 (5)

3.1. 区系特征 (5)

3.2. 植被类型 (6)

3.3. 植被分布规律 (13)

4. 讨论 (15)

4.1. 植被破坏与恢复 (15)

4.2. 卫片解译结果评价 (16)

4.3. 卫片解译过程中的几个问题 (16)

4.4. 3S技术与传统方法的互补 (16)

致谢 (17)

参考文献 (17)

二. 3S方法植被研究综述

1. 相关植被理论 (19)

1.1. 影响植被分布的自然因素 (19)

1.2. 植被空间分布规律 (20)

1.3. 植被分类 (21)

2. 植被图 (22)

2.1. 概念和类别 (22)

2.2. 植被图在植被研究中的意义 (23)

3. 3S技术在植被研究中的应用 (23)

3.1. 关于3S技术 (23)

3.2. 植被研究的3S方法 (24)

3.3. 国外前沿技术介绍 (26)

3.4. 3S技术评价与展望 (27)

4. 马边大风顶保护区植被研究现状 (27)

参考文献 (28)

三. 外文文献翻译：景观结构在若干空间尺度上

对普通野鼠分布和多度的影响 (31)

附1：外文文献原文

附2：马边大风顶保护区植被图

基于3S技术的马边大风顶自然保护区植被分布

专业 生态学

学生 孙晓鹏 指导教师 邓小忠

摘要：本文结合野外实地调查，对马边大风顶自然保护区的卫星遥感图片进行了解译，结合此次研究说明了植被研究的3S方法工作流程，对保护区的自然地理状况进行了初步分析并将其运用于植被分布的研究之中，以植被型为单位对其内部组成作了简单介绍，最后综合遥感图像分类结果和GIS软件分析结果对保护区植被分布的水平格局和垂直格局作了分析，并阐述了这种格局产生的原因。结果说明，该区植被分布没有明显的水平地带性，植被在水平上的替代只不过是区内地势差异引起的；区内有显著的植被垂直带谱，与气候垂直带谱相对应，而在两种植被型的过渡地带又有独特现象出现。文章讨论了保护区植被破坏状况及恢复对策；对卫片解译过程中的几个问题进行了深入讨论并得出有益结论；最后提倡将3S方法和传统方法在实践的基础上进行优势互补，形成植被研究乃至其它生态研究的一种便捷而有效的新方法，并在以后的应用中不断发展和完善。

关键词：马边大风顶，植被分布，3S技术

Vegetation distribution based on 3S techniques

at Mabian Dafengding Nature Reserve

Major: Ecology

Student: Sun Xiaopeng Tutor: Deng Xiaozhong

Abstract This paper interpreted the satellite RS image of Mabian Dafengding Reserve combining with the fieldwork, explained the work flow of 3S method in vegetation study combining with this research , elementarily analyzed the status of the nature and geography in the reserve and used it to study of the vegetation distribution, simply introduced the inner component of every vegetation type by itself unit, deep analyzed the horizontal structure and vertical structure of the vegetation distribution combining with the classifying result of RS image and the analyzing result of GIS software and explained the reason of this structure. To the vegetation distribution, the result showed that there is no obvious latitudinal or longitudinal rule in the reserve and the

horizontal replacing of the vegetation is only the result of the difference of the hypsography in the

area; but there is obvious vertical vegetation spectrum which corresponds to the vertical climate

spectrum and particular phenomenon along the transition belt of two vegetation type. This paper

also discussed the destroyed status of the vegetation and the recovering strategy in the reserve, deep

discussed several problems during translating the satellite image and got some useful conclusion;

advocated to combine the 3S method with the conventional methods in the respects of their

advantage and find a new effective and convenient method which could be used in vegetation study

or ecology study and be developed and perfected in the later application.

Keywords: Mabian Dafengding，vegetation distribution，3S technique

马边大风顶保护区位于四川省马边县西南部，以保护大熊猫等珍稀动物及自然生态系统为目的。境内植物区系成分复杂，植被相对原始，珍稀植物颇多。20世纪初英国著名植物学家威尔逊（E. H. Wilson）曾来此采集过植被标本。但至今由于交通不便，条件艰苦，对保护区植被的调查研究不多，论文发表较少。迄今发表的论文多是保护区动物研究，但也提到相关的植被状况。2000年马边大风顶保护区《总体规划》的附图根据等高线大致划分了一下植被带，没有具体而准确的植被图。

本研究运用3S技术，对卫星遥感图片进行解译分析，结合野外相关植被调查资料，在植被图生成和计算机软件分析的基础上，对马边大风顶自然保护区的植被分布及其规律作了分析。

将3S技术用于马边大风顶保护区的植被研究，方便快捷，降低了传统研究的难度，具有其他手段不可替代的优势。对马边大风顶保护区的植被分布进行研究，无论是对基础的生态学研究，还是对保护区管理，资源利用，物种保护，自然灾害防治等，都具有重要意义。

1. 保护区自然概况

1.1. 地理位置

马边大风顶国家级自然保护区地处四川盆地西南缘的盆周山地区，行政区划上位于四川省乐山市马边彝族自治县西南部，东邻凉山彝族自治州美姑县，南与雷波县接壤，东以马边河上游高卓营河为界，北到马边河上游挖黑河河段。由于其位于黄茅埂主峰大风顶东坡而得名。地理坐标为东经103°14′16.42″—103°29′00″，北纬28°25′30.62″—28°47′22.68″，总面积360.4Km2。

1.2. 地质地貌

保护区地处云南高原北缘的大凉山山原东坡的小凉山区。由于地球营力作用，山体剧

烈抬升，河流强烈下切，形成深切割中高山地貌。区内沟壑纵横，山高谷深，起伏较大，最高处摸罗翁觉海拔4042m，最低河口处海拔590m，相对高差3452m。保护区位于上扬子台褶带的美姑—金阳陷褶束（近南北向）的北东段，地质构造主要有南北向、北东向、北西向和弧形构造等痕迹。地质构造形迹以南北向构造为主，带有弧形构造特征，由一系列主轴近南北向，北端向西北方向弯曲的褶皱组成[1]。因而山体呈南北向延伸。区内地层分布有沉积岩和火山岩两套岩系（层）[2]。主要露出岩层有硅质灰岩、变质页岩、硬沙岩、石灰质板岩、千枚岩、沙岩、页岩及紫红沙页岩等。

1.3. 气 候

保护区处于中亚热带季风气候带，由于黄茅埂东坡是东南湿润季风的迎风坡向，因而雨量充沛。年平均降水量在1800～2000㎜，山腰海拔2000～2100m处降水量达最高值，估计年降水量超过2000㎜；雨日240天左右，四季多夜雨，夏季多暴雨，春末夏初易受冰雹袭击。春末到秋初，太平洋和印度洋暖湿气流进入四川盆地，形成强大的东南和西南季风，与北方冷空气交汇于此，常形成地形雨、热带雨和气旋雨，与盆周二郎山、瓦屋山、峨眉山等盆地西缘高山形成“华西雨屏”，成为我国多雨中心。区内年平均气温约10℃，光照少，日照率低于18%，气候垂直变化明显，包含从中亚热带、南温带、中温带、北温带和寒温带完整的气候垂直带谱。区内海拔1500m以下，年平均气温14-15℃，最冷月（1月）平均气温3-4℃，最热月（7月）则为22-24℃，极端最低气温-8℃～-13℃，极端最高气温30-33℃，属亚热带湿润型气候；接近大风顶顶峰的3800m以上地带，年平均气温仅0-2℃，最冷月为-15～-20℃，极端最低气温在-30℃以下，全年无夏季，春秋季短，约60天，冬季长，约300天，属寒温带气候。

1.4. 土 壤

与气候类似，区内土壤垂直分异明显：海拔1600m以下为山地黄壤；1600-2600m为山地黄棕壤；2200-2800m为山地暗棕壤；2800-3600m为山地灰化土；3600m以上为亚高山灌丛草甸土。土壤有轻微的富铅化特征，表层有机质含量多，下层较少。pH值4.3～4.6，土壤潮湿粘重，淋浴现象明显，石砾含量约30%，自然肥力高。

1.5. 水 文

区内河流属岷江水系，主要靠降水、冰雪融水和地下水补给，流程短，落差大，水量充沛。东侧河流起源于大风顶东麓，向东呈树枝状汇集，注入高卓营河；西侧河流起源于大风顶西麓，主要有阿基尔祖、挖皆哈罗等支流，由南向北汇入挖黑河，再由西向东流入先家普河，后至马边河口与高卓营河汇入马边河。

2. 研 究 方 法

2.1. 卫片解译

解译对象为一幅6图层TM卫星遥感图片，空间分辨率为30m×30m,地理范围为：东经103.22°～103.45°，北纬28.42°～29.00°。使用软件为ERDAS IMAGINE 8.4[3]和ArcView GIS 3.3。

解译过程分分类前处理和图像分类两大步。分类前处理对卫片做了一次去霾-降噪处理，作为图像分类的对象文件。另外，对上述图片分别进行归一化-对数残差-平均相对反射-三维数值调整和缨帽变换，得到两张图片，作为分类对照参考图像。图像分类分别做非监督分类和监督分类。非监督分类依据光谱差异分了25种地物覆盖类型，然后运用卫片解译综合判读法（或称景观判读法）[4]，同步跟踪地形图，确定每一类型的属性，并对相同属性进行归并。非监督分类依据野外GPS采样点的植被资料，通过制作合适的分类模板对图像进行分类。最后，两个分类图像进行对比，对非监督分类图像进行修正，完善属性表的定义，得出较准确的分类结果。（图1）

图1. 研究方法流程图

2.2. 野外GPS植被采样

由于条件限制，我未能亲自去保护区进行采样调查，本次采样点数据是使用蒋泽银、李清树、刘富文、刘小庚、苏筱彬、王铁、王宇、赵杰、周世强、周玉平等10人的调查结果。他们在马边白家湾、大风顶、大竹堡、三河口、涉水坝乡、先家普、宪家普、永红乡等地对195个采样点进行了调查，分类精度一般到群系；共调查了9种植被型、21种群系组，但由于采样点多设置在两种植被型的交界附近，而且各种植被型的采样点数目也有很大差异，为监督工作带来极大不便。用于遥感图像判读的野外调查方法，朱翔等人曾作过较详细的探讨，得出的方案是很合理的[5]。

需要说明的是，在分类得出初步结论，输出地图草图后，还应根据不确定区域辅以实地考察进行修正，得出准确的分类结果和植被图。但由于时间和经费限制，这一步也未能进行。

2.3. 植被图制作与分析

根据最终分类结果，运用制图软件，制作马边大风顶保护区植被图。具体做法是：先用ERDAS的AOI区域线截取研究区域的非监督分类图像，再采用ArcView GIS 3.3的制图功能，输出植被图，并显示河流，地名等必要的地理信息。[6～10]

植被图分析采取目视法[11]和软件分析相结合的方法，得出必要结论。

3. 结果与分析

3.1. 区 系 特 征

根据《中国植被》的植被区划原则，保护区属于西部（半湿润）常绿阔叶林亚区域的中亚热带常绿阔叶林地带。[12]

保护区位于大凉山东坡，受东南暖湿气流的影响，植物成分以喜湿种类为主，如低山针叶林树种主要有杉木（Cunninghamia lanceolata）、马尾松（Pinus massoniana）、柏属（Cupressus）等；常绿阔叶林树种主要有樟科的樟属（Cinnamomum）、润楠属（Machilus），壳斗科的栲属（Castanopsis）、石栎属（Lithocarpus）、青冈属（Cyclobalanopsis），山茶科的木荷属（Schima）、柃木属（Eurya）、茶属（Camellia）等。而黄茅埂以西，受西南季风和南支西风急流的影响形成干暖气候，树种均具耐旱特征，与保护区情况显著区别。所以，保护区植物区系与我国中部、东部温暖湿润区联系紧密，属中国—日本森林植物亚区的华中区系。该区木本植物区系特别丰富，有许多孑遗的科、属、种[13]。据调查，单种科、属中珙桐科的珙桐（Davaidia involucrata）、水青树科的水青树（Tetracentron sinense）、连香树科的连香树（Cercidiphyllum japonicum）在区内较常见。此外还有野茉莉科的鸭头梨（Melliodendron xylocarpum）和大风子科的山桐子（Idesia polycarpa）。低海拔地段常见人工栽培的银杏科的银杏（Ginkgo biloba）。区内属于中国濒危保护植物名录范围内的植物有18种，其中一级保护植物1种，为珙桐（Davaidia involucrata），二级保护植物8种，三级保护植物9种[14]。

造成以上情况的原因在于保护区大地构造属上扬子地台，自晚三叠纪以来从未被海水淹没；未受到第四纪冰川的摧残；地势落差大，气候多样；保护区地方偏僻，人为干扰少。另外，保护区位于两个植物亚区的交界处：黄茅埂以西的中国—喜马拉雅森林植物亚区和黄茅埂以东的中国—日本森林植物亚区，故两个亚区的种类在保护区内有一定的交叉并相互替代。

另外，保护区杜鹃（Rhododendron）种类和竹类很多，据统计杜鹃有20余种（含变

种），海拔1200m以上的竹类有12种，比卧龙多5种，其中大熊猫喜食的就有7种。[14]

3.2. 植 被 类 型

前面讲到，由于诸多因素的影响，马边大风顶自然保护区植被类型复杂多样。据初步调查，并基于《中国植被》分类原则[12]，保护区植被共12种植被型，12种植被亚型，14种群系组，66种群系。（表1.）

由于所用卫星遥感图片分辨率较低，野外调查资料不理想，所以最后卫片解译结果只能具体到植被型。本来也有一些较具体的光谱区分，但因缺乏野外实地验证，也不敢贸然下结论。最后，一共区分了10种植被类型：温性常绿针叶林、温性针阔叶混交林、落叶阔叶林、山地常绿落叶阔叶混交林、中山常绿阔叶林、低山常绿阔叶林、高山草甸、亚高山草甸、灌草丛和灌丛。下面根据野外调查资料对各植被类型内部组成情况做一简单介绍。

表1. 马边大风顶自然保护区植被分类系统简表

（根据四川大学生命科学学院生态学系野外调查资料整理） Ⅰ.寒温性针叶林

一、温性常绿针叶林

1、冷杉林（Form. Abies fabri）

2、油麦吊云杉林（Form. Picea brachytyla var. complanata）

Ⅱ.温性针阔叶混交林

二、铁杉针阔叶混交林

3、铁杉、槭、桦木针阔叶混交林（Form.Tsuga chinensis+Acer spp.+Betula spp.）

Ⅲ.落叶阔叶林

三、典型落叶阔叶林

（一）、栎类林

4、栓皮栎林（Form.Quercus variabilis）

（二）、落叶阔叶杂木林

5、连香树林（Form.Cercidiphyllum japonicum）

6、珙桐林（Form.Davidia ivolucrata）

7、华西枫杨林（Form.Pterocarya insignis）

8、水青树林（Form.Tetracentron sinense）

9、槭树林（Form. Acer spp.）

四、山地杨、桦林

（三）、杨树林

10、山杨林（Form.Populus davidiana）

续下页

（四）、桦木林

11、红桦林（Form. Betula albo-sinensis）

12、糙皮桦林（Form. Betula utilis）

Ⅳ.常绿、落叶阔叶混交林

五、山地常绿、落叶阔叶混交林

（五）、栲、落叶阔叶混交林

13、栲+槭树林（Form. Castanopsis fargesii + Acer spp.）

14、大叶石栎+槭树林（Form.Lithocarpus megalophyllus +Acer spp.）

15、青冈+长穗鹅耳枥林（Form. Cyclobalanopsis glauca+ Carpinus fangiana）

16、峨眉栲+五裂槭林（Form. Castanopsis platyacantha+ Acer oliverianum）

17、峨眉栲+华榛林+杜鹃林（Form.Castanopsis platyacantha+Corylus chinensis+

Rhododendron spp.）

18、峨眉栲+光叶珙桐林（Form.Castanopsis platyacantha+Davidia involucrata

var.vilmoriniana）

Ⅴ.常绿阔叶林

六、典型常绿阔叶林

（七）、栲树林

19、栲+青冈林（Form.Castanopsis fargesii + Cyclobalanopsis glauca）

20、栲树林（Form.Castanopsis fargesii）

21、瓦山栲林（Form.Castanopsis ceratacantha）

22、峨眉栲林（Form.Castanopsis platyacantha）

（八）、栎类林

23、青冈林（Form.Cyclobalanopsis glauca）

24、水青冈林（Form.Fagus longipetiolata）

25、石栎林（Form. Lithocarpus corneus）

（九）、杂木林

26、华木荷林（Form.Schima sinensis）

27、山楠林（Form.Phoebe chinensis）

七、山顶杜鹃矮林

28、大王杜鹃林（Form.Rhododendron rex）

Ⅵ.竹林

八、温性竹林

续下页

29、八月竹林（Form. Chimonobambusa szechuanensis）

30、刺黑竹林（Form. Chimonodambusa neopurpurea）

31、大风顶玉山竹林（Form.Yushania dafengdingensis）

32、大叶筇竹林（Form.Qionzhuea macrophylla）

33、冷箭竹林林（Form.Sinarundinaria fangiana）

34、马边玉山竹林（Form.Yushania mabianensis）

35、三月竹林（Form.Qiongzhuea opienensis）

36、熊竹林（Form.Yushania ailuropodina）

Ⅶ.常绿针叶灌丛

37、高山香柏灌丛（Form.Sabina squamata）

38、地盘松灌丛（Form.Pinus yunnanensis var.pygmaea）

Ⅷ.常绿革叶灌丛

39、大白杜鹃灌丛（Form. Rhododendron decorum）

40、红棕杜鹃灌丛（Form. Rhododendron rubiginosum）

41、腋花杜鹃灌丛（Form. Rhododendron racemosum）

42、亮叶杜鹃灌丛（Form.Rhododendron vernicosum）

Ⅸ.落叶阔叶灌丛

九、高寒落叶阔叶林灌丛

43、皂柳灌丛（Form.Salix wallichiana）

44、鲜黄小檗灌丛（Form. Berberis diaphana）

45、细枝绣线菊灌丛（Form. Spiraea myrtilloides）

十、温性落叶阔叶灌丛

46、峨嵋蔷薇灌丛（Form.Rosa omeiensis）

47、野核桃灌丛（Form.Juglans cathayensis）

48、蜡瓣花灌丛（Form. Corylopsis sinensis）

49、滇榛灌丛（Form.Corylus yunnanensis）

50、绣球花灌丛（Form. Hydrangea spp.）

51、高丛珍珠梅灌丛（Form. Sorbaria arborea）

52、悬钩子灌丛（Form.Rubus spp.）

十一、暖性灌丛

53、马桑灌丛（Form.Coriaria nepalensis）

Ⅺ.常绿阔叶灌丛

续下页

54、矮高山栎灌丛（Form. Quercus monimotricha）

55、黄背栎灌丛（Form.Quercus pannosa）

56、山矾、细齿叶柃灌丛（Form. Symplocos caudate+Eurya nitida）

Ⅻ.灌草丛

57、醉鱼草灌草丛（Form.Buddleja spp.）

58、扁竹根灌草丛（Form. Iris confusa）

59、淡黄香青、金丝梅灌草丛（Form.Anaphalis flavescens+Hypericum patulum）

60、蕨草丛（Form. Pteridium aqulinum https://www.360docs.net/doc/7f10829821.html,tiusculum）

61、五节芒、狗尾草灌草丛（Form. Miscanthus floridulus+Setaria viridis）

62、灯芯草草丛（Form.Juncus spp.）

ⅫⅠ.草甸

十二、典型草甸

（十）、丛生禾草草甸

63、穗序野古草草甸（Form. Arundinella chenii）

64、羊茅草草甸（Form. Festuca ovina）

（十一）、莎草草甸

65、莎草草甸（Form.Cyperus spp.）

（十二）、杂草草甸

66、萎陵菜+银莲花草甸（Form.Potentilla spp.+Anemome spp.）

3.2.1. 温性常绿针叶林

保护区针叶林为寒温性针叶林中的温性常绿针叶林，为暗针叶林，分布于海拔2800—3500m，上限可达海拔3700m；大致分冷杉林（Form.Abies fabri）和油麦吊云杉林（Form. Picea brachytyla var. complanata）两种，其中以冷杉林为主。外貌暗绿色，林下为山地棕壤、暗棕壤、灰棕壤，土层深厚。乔木层冷杉（Abies fabri）最多，纯林中均为冷杉；油麦吊云杉（Picea brachytyla https://www.360docs.net/doc/7f10829821.html,planata）仅见于海拔2500m的半阴坡，零星可见白桦（Betula platyphylla）、糙皮桦（Betula utinis）、铁杉（Tsuga chinensis）、华椴（Tilia chinensis）、槭树（Acer spp.）等树种。林下灌木以竹类为主，如冷箭竹（Sinarundinaria fangiana）、大叶筇竹（Qiongzhuuea macrophylla）等，其他灌木有密枝杜鹃（Rhododendron fastigiatum）、绒毛杜鹃（Rhododendron pachytrichum）、猫儿刺（Ilex pernyi）、峨嵋蔷薇（Rosa omeiensis）、花楸（Sorbus spp.）、小檗（Berberis spp.）、山蚂蟥（Desmodium spp.）、木姜子（Litsea spp.）等。草本层不发达，种类稀少，常见的有三叶萎陵菜（Potentilla freyniana）、苔草（Carex spp.）、蟹甲草（Cacalia spp.）、唐松草（Thalictrum spp.）、粗野青茅（Deyeuxia

scabrescens）、早熟禾（Poa spp.）、莎草（Cyperus spp.）、东方草莓（Fragaria orientalis）、中华槲蕨（Drynaria baronii）、单叶细辛（Asarum himalaicum）、星叶草（Circaeaster agrestis）、珠子七（Panax transitorius）等。

3.2.2. 温性针阔叶混交林

针阔混交林分布于海拔2400—2800m。乔木层的暗针叶林树种有云南铁杉（Tsuga dumosa）、油麦吊云杉（Picea brachytyla var. complanata）和冷杉（Abies fabri）等；落叶阔叶树种主要有青榨槭（Acer davidii）、五尖槭（A. maximowiczii）、扇叶槭（A. flabellatum）、糙皮桦（Betula utilis）、白桦（B. platyphylla）、湖北花楸（Sorbus hupenensis）、美容杜鹃（Rhododendron calophytum）、皱叶杜鹃（Rh. wilsonii）、蛮青冈（Cyclobalanopsis oxyodon）、水青树（Tetracentron sinensis）、泡花树（Meliosma cuneifolia）等。灌木层仍以竹类为主，常由大箭竹（Sinarundinaria chungii）、箭竹（Fargesia nitida）、大叶筇竹（Qiongzhuea macrophylla）等分别成片分布而构成单优势层片，其它灌木有尖叶杜鹃（Rh.openshawianum）、心叶荚蒾（Viburnum cordifolium）、桦叶荚蒾（V. betulifolium）、柃木（Eurya spp.）、宝兴茶藨（Ribes moupinensie）、红毛五加（Acanthopanax giraldii）、青荚叶（Helwingia japonica）、拐棍竹（Fargesia spathacea）、直惠小檗（Berberis dasystachya）、角翅卫矛（Euonymus cornutus）、云南冬青（Ilex yunnanensis）、尖叶茶藨（Ribes acuminatum）、中华绣线梅（Neillia sinensis）、毛叶吊钟花（Enkianthus deflexus）、菝葜（Smilax china）等。草本层不发达，以喜阴种居多，常见有云南苔草（Carex nubigena）、疏穗苔草（C. remotiuscula）、少花虾脊兰（Calanthe delavayi）、三棱虾脊兰（C. tricarinate）、独蒜兰（Pleione bullocodioides）、麦冬（Ophiopogon japonicus）、鳞毛蕨（Dryopteris marginata）、七叶一枝花（Paris polyphylla）、鬼灯擎（Rodgersia aesculifolia）、管花鹿药（Smilacina henryi）、大花糙苏（Phlomis megalantha）、深山蟹甲草（Cacalia profundorum）、羽裂蟹甲草（C. tangutica）、单叶细辛（Asarum himalaicum）、中华荚果蕨（Matteuccia intermedia）等。由于林下阴湿，苔藓类较发达，常见有山羽藓（Abietinella abietina）、垂枝藓（Rhytidium rugosum）、拟垂枝藓（Rhytidiadelphus triquetrus）等。层外植物常见的有北五味子（Schisandra chinensis）、狗枣猕猴桃（Actinidia kolomikta）、木天蓼（A. polygama）、常春藤（Hedera nepalensis var. sinensis）等。

针阔混交林遭破坏后，林下竹类充分发育，形成大面积竹林；其中零星分布着一些落叶阔叶树种，成为针阔混交林带的次生植被。

3.2.3. 落叶阔叶林

随海拔降低，针阔叶混交林逐渐过渡至落叶阔叶林。该植被类型分布范围不大，但种类很多。现以栎林类中的栓皮栎林为例介绍。

该群落分布于海拔1000—2100m，一般树型较小，只在个别地段发育成高大乔木。群落外貌黄绿色，结构较简单。乔木树种主要是栓皮栎（Quercus variabilis），伴生树种有麻栎（Q. acutissima）、枹栎（Q.glandulifera）等落叶栎类。灌木层不发达，常见有杜鹃、

盐肤木（Rhus chinensis）、杭子梢（Campylotropis macrocarpa）、猫儿刺（Ilex cornuta）、西藏青荚叶（Helwingia himalaica）、异叶花椒（Zanthoxylum dimorphophyllum）、胡枝子（Lespedeza bicolor）、球果荚蒾（Viburnum propinquum）等。在保护区边缘地带的干湿过渡带上，可见滇榛（Corylus yunnanensis）、大白杜鹃（Rhododendron aquifolioides）、黄背栎（Quercus pannosa）等。草本层一般，常见种有旱茅（Eremopogon delavayi）、芸香草（Cymbopogon distans）、穗序野古草（Arundinella chenii）、沿阶草（Ophiopogon japonica）、香附子（Cyperus rotundus）、过路黄（Lysimachia christinae）、康定黄精（Polygonatum prattii）、淫羊藿（Epimedium grandiflorum）。层外植物有云南葛藤（Pueraria peduncularis）、威灵仙（Clematis chinensis）等。

另外，其他落叶阔叶林的乔木树种主要为连香树（Cercidiphyllum japonicum）、珙桐（Davidia ivolucrata）、华西枫杨（Pterocarya insignis）、水青树（Tetracentron sinense）、槭树（Acer spp.）、山杨（Populus davidiana）、红桦（Betula albo-sinensis）、糙皮桦林（Betula utilis）等。

值得一提的是，保护区有大面积珙桐林分布（珙桐为国家一级保护植物）。据马边地方资料，在保护区斯天拉有成片的4万亩珙桐林。这种情况是邻近的峨眉山所没有的。[14] 3.2.4. 常绿落叶阔叶混交林

常绿落叶阔叶混交林分布于海拔1800—2400m，下限常深入常绿阔叶林带，与之镶嵌。该类型乔木树种中常绿树种主要有栲（Castanopsis fargesii）、大叶石栎（Lithocarpus megalophyllus）、青冈（Cyclobalanopsis glauca）、峨眉栲（C.platyacantha）等，落叶阔叶树种主要有槭树（Acer spp.）、长穗鹅耳枥（Carpinus fangiana）、五裂槭（A.oliverianum）、华榛（Corylus chinensis）、光叶珙桐（Davidia involucrata var.vilmoriniana）等。林下灌木也有较丰富的竹类，常见的还有各种杜鹃（Rhododendron spp.）、蕊帽忍冬（Lonicera pileata）、凹叶木兰（Magnolia sargentiana）、少花荚蒾（Viburnum diganthum）、楤木（Aralia chinensis）、西南绣球（Hydrangea davidii）、铜绿山矾（Symplocos aenea）等。常见草本有革叶耳蕨（Polystichum neolobatum）、大叶贯众（Cyrtomium muticum）、细叶卷柏（Selaglhella labordei）、鳞毛蕨（Dryopteris spp．）、虎耳草（Saxifraga stolonifera）、冷水花（Pilea faseiata）、莎草（Cyperus spp．）、耳蕨（Polystichum spp.）、楼梯草（Elatostema spp.）、三角形冷水花（Pilea swinglei）、丛枝蓼（Polygonum caespitosum）等。

海拔1800—2000m的地段，该类型树种与中山常绿阔叶林相似，只是落叶树种多些；2000—2400m地段，常绿树种中樟科消失，峨嵋栲也变得稀少，包石栎出现并占优势，落叶树种则出现椴树科的华椴树（Tilia chinensis）、槭树科的毛花槭（A.erianthun）。

该类型所处地段人为干扰较大，次生植被为落叶阔叶林，通常以珙桐为建群种，杂以木瓜红、水青树等落叶阔叶树种，而常绿阔叶树种几乎没有。

3.2.5. 常绿阔叶林

前面述及，保护区属于西部常绿阔叶林亚区域的中亚热带常绿阔叶林地带。可见，常

绿阔叶林是区内的优势植被类型。按群落组成不同，可分为中山常绿阔叶林和低山常绿阔叶林。

中山常绿阔叶林分布于海拔1500—2200m。其中，1700m以下植被多有破坏，逆行演替为灌丛和草地；1700m以上多为高大乔木，常见树种有栲（Castanopsis fargesii）、青冈（Cyclobalanopsis glauca）、水青冈（C. glauca）、瓦山栲（C.ceratacantha）、山楠（Phoebe chinensis）、峨眉栲（C.platyacantha）、石栎（Lithocarpus corneus）、华木荷（Schima sinensis）、西南赛楠（Nothaphoebe cavaleriei）、大叶楠（Machilus ichangensis）、四川木莲（Manglietia szechuanica）、蛮青冈（C.oxyodon）、巴东栎（Quercus engleriana）、川西石栎（L.oblanceolatus）、包石栎（L.cleistocarpus）等。其中，峨嵋栲最为普遍。间或可见落叶阔叶树种杈叶槭（Acer robustum）、扇叶槭（A.flabellatum）、青榨槭（A.davidii）、房县槭（A.franchetii）、树五加（Acanthopanax evodiaefolius）、短柄稠李（Prunus brachypoda）、威氏七叶树（Aesculus wilsonii）、珙桐（Davidia involucrata）、长穗鹅儿枥（Carpinus fangiana）、木瓜红（Rehderodendron macrocarpa）等。灌木层仍有丰富的竹类，如八月竹（Chimonobambusa szechuanensis）、筇竹（Qionzhuea tumidinoda）、刺竹（Chimonobambusa pachystachys）、大风顶玉山竹（Yushania dafengdingensis）、刺黑竹（Chimonodambusa neopurpurea）、马边玉山竹（Yushania mabianensis）、大叶筇竹（Q.macrophylla）等。其他灌木主要有杜鹃（Rhododendron spp.）、喜马拉雅珊瑚（Aucuba himalaica）、四川山巩（Symplocos setchuenensis）、桦叶荚蒾（Viburnum betulifolium）、毛果钝叶木妻子（Litsea veitchiana）、尾叶樱桃（Cerasus dielsiana）、睫刺冬青（Ilex ciliospinosa）等。草本有苔草（Carex spp．）、长柄熊巴掌（Phyllagathis cavaleriei var．wilsoninan）等。

低山常绿阔叶林分布于海拔1500m以下，由于受人为干扰大，植被次生现象显著，主要为疏林、灌丛及草地。乔木层常见树种有杉木（Cuninghamia lanceolata）、柏木（Cupressus funebris）、桤木（Alnus cremastogyne）、灯台树（Cornus controversa）、亮叶桦（Betula luminifera）、野核桃（Juglans cathayensis）、麻栎（Quercus acutissima）、四川大头茶（Gordonia szechwanensis）等，灌木不同地点种类各异，常见的有火棘（Pyracantha forfuneana）、山茶（Camellia spp.）、柃木（Eurya spp.）、山矾（Symplocos caudata）、柔毛绣球（Hydrangea villosa）、平枝栒子（Cotoneaster horizontalis）、石楠（Photinia）、通脱木（Tetrapanax papyrifer）等。草本植物主要有五节芒（Miscanthus floridulus）、狼狗尾草（Pennisetum alopecuroides）、牛蒡（Aretitum lappa）、醉鱼草（Buddleja sp.）、灯心草（Juaus effusus）等。

3.2.6. 灌丛和灌草丛

灌丛分布区域最广，在各海拔和各种地形条件下都有分布，而且生活型种类多样化。常绿针叶灌丛分布于海拔2500—3500m，常见种有高山香柏（Sabina squamata）、地盘松（Pinus yunnanensis var.pygmaea）等。常绿革叶灌丛分布于海拔2000—3500m，尤其是2500m以上，均为各种杜鹃灌丛，常见种有大白杜鹃（Rhododendron decorum）、红棕杜

鹃（R.rubiginosum）、腋花杜鹃（R.racemosum）、亮叶杜鹃（R.vernicosum）等。高寒落叶阔叶灌丛分布于海拔2500—3500m，常见种有皂柳灌丛（Salix wallichiana）、鲜黄小檗（Berberis diaphana）、细枝绣线菊（Spiraea myrtilloides）等。温性落叶阔叶灌丛分布于海拔1700—3200m，常见种有峨嵋蔷薇（Rosa omeiensis）、野核桃（Juglans cathayensis）、蜡瓣花（Corylopsis sinensis）、滇榛（Corylus yunnanensis）、绣球花（Hydrangea spp.）、高丛珍珠梅（Sorbaria arborea）、悬钩子（Rubus spp.）等。暖性灌丛分布于海拔1800—2200m，常见种有马桑（Coriaria nepalensis）等。常绿阔叶灌丛在海拔1400—3300m都有分布，常见种有矮高山栎（Quercus monimotricha）、黄背栎（Q.pannosa）、山矾（Symplocos caudate）、细齿叶柃（Eurya nitida）等。

灌草丛在海拔3000m左右的亚高山草甸边缘与暗针叶林缘及海拔1000—2800m的广大区域均有分布。常见种有醉鱼草（Buddleja spp.）、扁竹根（Iris confusa）、淡黄香青（Anaphalis flavescens）、金丝梅（Hypericum patulum）、蕨草（Pteridium aqulinum https://www.360docs.net/doc/7f10829821.html,tiusculum）、五节芒（Miscanthus floridulus）、狗尾草（Setaria viridis）、灯芯草（Juncus spp.）等。

3.2.7. 草 甸

草甸在暗针叶林带以上有相当广泛的分布。在海拔较高的山顶有高山草甸分布，其余为亚高山草甸。海拔2000—3000m分布着由穗序野古草（Arundinella chenii）占优势的草甸；海拔3000—3300m草甸的优势种一般为莎草（Cyperus spp.）、萎陵菜（Potentilla spp.）或银莲花（Anemome spp.）等；海拔3000—3500m的山地顶部分布着羊茅草草甸（Form. Festuca ovina）。

3.3. 植被分布规律

3.3.1. 水平分布规律

根据卫片解译结果和输出的植被图（见附图），可以清楚地看到各种植被类型的水平分布状况。利用GIS软件分析功能，可以得出各种植被类型的面积关系。（图2.）

图2. 马边大风顶自然保护区植被类型面积比较

保护区位于西部（半湿润）常绿阔叶林亚区域的中亚热带常绿阔叶林地带。常绿阔叶林为该地的显域植被（地带性植被）类型，有趣的是，中山常绿阔叶林和低山常绿阔叶林各占植被总面积的16%，一共占到32%，为该区的优势植被。其次是温性常绿针叶林，占到23%。山地常绿落叶阔叶混交林、落叶阔叶林和灌丛面积相当，分别占12%、10%和9%。而温性针阔混交林占了5%，需要说明的是，这里此种植被类型指的是较明显的针阔混交现象。灌草丛、亚高山草甸和高山草甸所占面积较少，分别只有3%、4%和2%。以上数字说明保护区气候湿润，植物生物量大，林木种类多；而较广的落叶阔叶林分布则与该区的季风气候和高程变化有关。

由于保护区地理范围较小，大尺度上植被分布的纬向地带性和径向地带性表现的非常不明显甚至看不到。这里的植被水平更替主要是由于垂直分异造成的。在保护区范围内，地势整体来说西高东低，植被类型由东向西依次为：低山常绿阔叶林—中山常绿阔叶林—山地常绿落叶阔叶混交林—落叶阔叶林—温性针阔混交林—温性常绿针叶林—草甸，而灌丛和灌草丛则在各个地段均有零星分布。由于高海拔的山脊沿黄茅埂—额鲁戈孜—觉都—大风顶—斯补捏—森捏罗皆一线蜿蜒成弧形，所以植被从南向北按照上述东西顺序平行分布，至斯补捏—森捏罗皆处低山常绿阔叶林—中山常绿阔叶林—山地常绿落叶阔叶混交林的平行分布线受到高海拔地形的影响，被落叶阔叶林—温性针阔混交林—温性常绿针叶林—温性针阔混交林—落叶阔叶林的南北次序分布带截成两段。

温性常绿针叶林带上限附近，亚高山草甸中灌丛的数量逐渐增多，形成灌草丛，在遥感图片上显示与草甸不同的光谱特征。草甸被灌草丛包裹，常常延伸至暗针叶林里，与之呈犬牙交错状。卫片分析结果显示针叶林在海拔较低的拉索皆涡—老子坝一线以南和捏史觉以南有成片分布，可能是当地原始植被破坏后的次生演替。温性针阔叶混交林和落叶阔叶林结合地比较好，浑然一体，只不过后者海拔稍低一些，实际上二者是不能截然分开的，这将在后面讲到。山地常绿落叶阔叶混交林分布在离河谷较近的山脊或山坡上，各种坡向均有。低山常绿阔叶林和中山常绿阔叶林区域结合得比较好，分布在地势较低的东部，可分为斯补捏—森捏罗皆南北两大片。

3.3.2. 垂直分布规律

保护区的植被更替主要是由于垂直分异引起的。基于卫星遥感图像分类结果，同步跟踪地形图，可以分析并得出保护区植被的垂直分布规律。

区内地形地貌因素和东南季风的影响导致气候状况的垂直分异，进而形成非常明显的植被垂直带谱。随着海拔的升高，植被类型依次为：低山常绿阔叶林—中山常绿阔叶林—山地常绿落叶阔叶混交林—落叶阔叶林—温性针阔叶混交林—温性常绿针叶林—灌草丛—亚高山草甸—高山草甸。（图3.）

保护区所处地带为亚热带季风气候，常绿阔叶林为该地的地带性植被类型，分布于海拔2200m以下，在河谷和低海拔平地上成片分布，向上呈条带状延伸。按照海拔升高引起的该类型内部树种组成的差异（见前面的植被组成分析），可分为两种亚类型：海拔

1500m 以下为低山常绿阔叶林带，

海拔1500—2200m 为中山常绿阔

叶林带；两种类型在水平分布上似

无规律可循，导致分化的唯一原因

是高程差异。

从海拔1800m 往上，气温逐渐

降低，四季现象较明显，常绿阔叶

林逐渐为落叶阔叶林所替代。在二

者的过渡地段，即海拔1800—

2400m 的范围内，广泛分布着山地

常绿落叶阔叶混交林。再往上，海

拔2400—2800m 的范围内，分布着

温性针阔叶混交林。如此看来，似

乎没有专属落叶阔叶林的海拔段，

它只是在一些地段占优势，形成典

型的落叶阔叶林，大部分情况下都

或多或少地夹杂着针叶树种（较高海拔处）或常绿阔叶树种（较低海拔处）。这也充分说明了这一高程范围内气候的不稳定性。

图3. 马边大风顶自然保护区植被垂直带谱 海拔2800—3500m ，由于东南暖湿气流运行到这里常形成地形雨，该地段气候温冷湿润，成片分布着温性针叶林，其中阴坡和半阴坡甚为茂密。该地段独特的气候特征和土壤状况，使冷杉林分布范围特别广，占显著优势。在针叶林带以上狭小区域和针叶林带内一些坡度较陡或土壤状况不佳的地方，分布着一些灌丛和灌草丛，这种类型常常呈细带状向上纵深或是呈斑块状点缀在针叶林带和亚高山草甸类型中。

在海拔3500m 以上为成片的草甸分布，空间延展性很好。遥感图像分类结果分出了两种亚类型：一种为亚高山草甸，根据大量相关资料，这是没有疑议的；而还有一种不同光谱特征的覆盖物分布在海拔最高的山顶处，而且沿山脊下延到亚高山草甸的高程内。起初以为这是高山流石滩植被，但根据《中国植被》对高山流石滩的描述[12]，不大可能，而这种特征却与《四川植被》关于石渠—色达一线以南高山草甸类型的描述完全吻合[15]，所以最后定为高山草甸。（当然还有待实地验证。）

灌丛和灌草丛分布范围较广，几乎各高程都有分布，一般为过渡类型或替代类型。

4. 讨 论

4.1. 植被破坏与恢复

遥感图像分析结果显示在拉索皆涡以东的老子坝—麦子坪一线附近有较大面积的针

叶树种和落叶阔叶树种分布，可能是人工林，也可能是纯自然的次生演替，但无论那种情况，都说明该地的原始植被曾遭到较为严重的破坏。此外，在森捏罗皆和斯补捏附近，针叶林也遭到破坏，形成一些斑块状替代类型。这些情形可能在其它地段也普遍存在。这既有历史的原因，也有保护区管理的原因。解决之道在于：一方面制止破坏行为的再发生，另一方面抓紧植被的恢复和生态系统重建。

4.2. 卫片解译结果评价

由于卫片精度不高（30×30m），野外调查资料不太理想，还有个人能力的限制，图像分类只在植被亚型或植被型上显示了较好的延续性和集合度，而无法进行进一步的划分。该卫片及分类结果可用于景观分析和宏观植被分布研究。

4.3. 卫片解译过程中的几个问题

4.3.1. 遥感图片的选用

遥感图片是3S方法研究植被的对象，它的选用直接影响到解译效果和研究结果，所以根据研究内容选择合适的遥感图片是非常重要的一环。本次研究属于小尺度的植被研究，应该采用航空遥感图片或高清晰度的卫星遥感图片，这样才能具体到群丛乃至群落单位对植被进行较深入的研究。本次采用的图片分辨率较低，虽不尽如人意，但对植被宏观研究是适宜的。

4.3.2. 野外GPS采样点的选取

在综述中提到，野外采样用于地理坐标定位和为监督分类提供参考。前者一般不存在什么问题，但后者采样点的选取是需要慎重考虑的。一般来说，采样点的设置必须面面俱到：每种植被类型都应该涉及到；采样点在研究区域应该分布比较均匀，甚至在遥感图像涉及的地理范围都应该这样；采样点在每种植被中的数目分配要相当，每种植被分布发生间断或连接不是很好的亚区域都应该涉及到；采样点最好位于每种植被类型有一定纵深的地点，而不要位于两种植被类型的交界处及其附近；对采样点样方的记录要根据不同研究的要求具体规定；等等。

需要说明的是，在分类结束后，对有疑议的地表覆盖物类型应该实地进行验证，以确定其种类，使分类结果趋于完美。

4.4. 3S技术与传统方法的互补

3S技术是一种间接的方法，它有自己的优势[16]，但不能取代传统的直接的诸如植被调查等方法。把3S方法和传统的方法进行优势互补，在总结各类研究经验的基础上，开拓出一条崭新的植被研究乃至其它生态研究的方法是可行的，也是必要的；而这种新的方法，必须是最便捷和最有效的，并在以后的研究中不断完善。

致 谢

本论文选自邓小忠老师的课题，曾宗永和曾涛两位老师给予了很大帮助。两位老师提供了卫星图片、野外调查资料、相关计算机分析软件及其指导材料等，并定期开会交流，在论文写成后，又进行了细致的修改。

由于条件限制，我未能亲自去保护区进行采样调查，采样点数据是使用蒋泽银、李清树、刘富文、刘小庚、苏筱彬、王铁、王宇、赵杰、周世强、周玉平等10人的调查资料。此外，杨彪师兄的实地调查资料也给了我很大帮助。

最后，向对本论文的准备和写作过程给予指导和帮助的所有老师和同学致以最诚挚的谢意！

参 考 文 献

[1].周骏一.马边大风顶国家级自然保护区自然灾害防治研究.乐山师范学院学报，2003，

18（9）：83

[2] .陈嘉新，饶燕.马边大风顶生态风景区地质基础研究.乐山师范学院学报，2003，18

（9）：66

[3] .党安荣等. ERDAS IMAGINE遥感图像处理方法.第一版.北京：清华大学出版社，

2003：95～219

[4].刘珺，贾琇明.遥感图像植被判读与土壤判读.科技情报开发与经济，2005，15（6）：

141～143

[5].朱翔，吴学灿，张星梓.遥感判读的野外调查方法.云南大学学报，2001，23（植物学

专辑）：88～92

[6].肖进原.1/50万贵阳卫片植被解译与制图探讨.贵州师范大学学报（自然科学版），

1992，10（1）：52～56

[7].杨成华，安和平.贵州南、北盘江流域植被类型的卫片解译与制图.贵州林业科技，

1996，24（1）：55～58

[8].张洪亮，李芝喜.利用GIS进行森林植被图绘制的研究.西南林学院学报，1997，17（4）：

61～65

[9].丁圣彦，马建华.秦岭—黄淮平原交界带TM卫片植被判译与制图.河南科学，1995，13

（3）：256～261

[10].吴炳方，黄绚，田志刚.应用遥感及地理信息系统进行植被制图.环境遥感，1995，

10（1）：30～36

[11].刘普海.应用遥感理论目视解译TM图像的研究.甘肃农业大学学报，1994，2：206～