大渡河上游天然岷江柏木林生长分布研究

王 博，刘 凯，朱子政，林 勇，王守强

(四川省林业调查规划院，四川 成都 624000)

岷江柏木(CupressuschengianaS.Y.Hu)主要分布在四川西部、北部(岷江上游茂县、汶川县、理县、大金县、小金县)及甘肃南部(舟曲、石门、武都)等地，生于海拔 1 200 m～2 900 m干燥阳坡[1]，属于国家二级重点保护植物。白昆声[2]指出岷江柏木主要分布在岷江、大渡河、白龙江3个流域，呈现3个地区不相连续的特点。大渡河流域的马尔康市、金川县、小金县、丹巴县是岷江柏木的重要分布地之一[2]。

岷江柏木因其物种资源的珍贵性和地理分区区域的特殊性，引起相关学者关注。已有研究涉及岷江柏木个体、遗传多样性、种群特征、生存环境、造林等方面，如包维楷[3]等对岷江柏木的个体生长、结实能力、种子特征、群落类型和演替动态、遗传多样性、生存环境等内容进行较系统的研究。刘鑫[4]研究了岷江柏木乔、灌、草植被结构。白昆声[5]、张志燕[6]等对岷江柏的采种、育苗、造林、抚育等技术进行了总结。

已有的研究偏向从种群、个体的角度进行相关研究，而从全流域的角度研究岷江柏木的分布和生长情况相对较少。本研究从大渡河上游全流域的角度，调查了大渡河上游天然起源成片生长的岷江柏木分布面积和生境情况，分析了该区域岷江柏木生境特征，以期为该区域岷江柏木进行保护的相关研究和保护措施提供基础数据和参考资料。

1 研究区概况

岷江柏木在大渡河流域的马尔康市、金川县、小金县、丹巴县和康定市均有分布。丹巴县和康定市内岷江柏木以散生、孤立木岷江柏木为主，本次研究主要针对马尔康市、金川县境内成片分布的天然起源岷江柏木。

研究区范围为大渡河上游干流及部分支流第一丛山脊内，包括脚木足河、梭磨河、杜柯河、大金川河。四川阿坝州的马尔康市和金川县属高山峡谷地带，山体雄厚，河谷深切，谷坡陡峻。地貌属横断山系北段的高山曲流深切“V”形谷、峡谷地形，山岭海拔高程一般达 4 000 m～4 600 m，沿河两岸的Ⅰ-VI级阶地不连续的呈带状分布。土壤随着海拔高度的增加，由下而上依次为：冲积土、山地褐色土、山地棕壤、暗棕壤、山地灰化土、亚高山草甸土、高山草甸土、高山寒漠土等。其中以亚高山草甸土、暗棕壤和山地棕壤为主。气候属川西高原季风气候区，具有干湿季分明、气温日变化大的特点。年平均降水量733.4 mm，年平均气温12.2 ℃，年平均蒸发量69.9 mm，年平均太阳辐射118.5 W/m2。大渡河流域径流主要来自降水，其次是地下水和冰雪融水补给，具有丰沛稳定和年际变化小的特点。区内灾害性气象主要有低温冻害、冰雹、大风、暴雨和洪灾等。

2 研究方法

针对研究范围内天然起源成片的岷江柏木面积及主要生长因子(基质类型、坡度和坡向、海拔范围、可及程度、平均胸径、平均树高)进行。其中：1)面积利用2.5 m分辨率高清遥感影像为底图，现地对坡勾绘分布地块，采用ARCGIS矢量化，求算水平平面面积。2)基质类型：分为裸岩、高石质砾石、土壤基质。裸岩是指植株生长于裸岩上，没有成块成团和成片的土壤分布；高石质砾石是指植株生长于块状砾石之上，虽然可能存在土壤分布，但成团成块不明显；土壤是指植株生长于土壤之中，土壤团块和片状连续分布明显。基质类型现地实测调查。3)坡度：分为6个尺度：平坡(0～5°)、缓坡(6°～15°)、斜坡(16°～25°)、陡坡(26°～35°)、急坡(36°～45°)、险坡(46°以上)。4)坡向：分为9个尺度：北坡、东北坡、东坡、东南坡、南坡、西南坡、西坡、西北坡、无坡向。5)海拔范围：岷江柏木小班的上限和下限，现地实测。6)可及程度：指小班综合交通条件。调查岷江柏木小班生长位置附近的道路等级，以及道路至岷江柏木林的可达性。可达性分为可及、不可及，按距离、坡度及周边地形地貌综合判定。道路等级分为高速公路、一级公路(道路总宽40 m～70 m)、二级公路(道路总宽30 m～60 m)、三级公路(道路总宽20 m～40 m)、四级公路(道路总宽16 m～30 m)、乡村道路(路面未硬化，无法通行重载汽车)、其他道路。7)平均树高、平均胸径采用现地调查法，调查小班平均树高和胸径。树高分为3 m～5 m、5 m～7 m、7 m～10 m、10 m以上不同等级，胸径分为小径组6 cm～12 cm、中径组14 cm～24 cm、大径组26 cm～36 cm、特大径组38 cm。

3 研究结果

3.1 总体分布

大渡河流域是典型的干旱河谷区，地形闭塞、谷地狭窄，年降水量分布不均，干湿分明。马尔康市属于干旱河谷区中的干温河谷，金川县则处于干温、干暖河谷交错地[7,8]。研究范围内大渡河上游天然起源成片岷江柏木小班面积561.0152 hm2。以金川县集沐乡为分界点，从集沐乡沿大渡河干流大金川河往上，在白湾乡分叉，左侧至木尔宗乡(杜柯河)，右侧至脚木足乡(脚木足河)、松岗镇(梭磨河)，岷江柏木林分布总体上沿河流呈连续线型，分布在河谷两岸或一岸的坡中、下部。分布长度超过300 km，线型水平宽度平均为500 m～700 m，这也是调查范围内岷江柏木分布最为集中的区域。可能是因为该处区域河道峡窄，河流湍急，属大渡河干旱河谷向寒温性高山峡谷过渡区，因河谷深切引起的焚风效应逐渐减弱，水热条件非常适应岷江柏的生长。从集沐乡沿大金川河往下至金川县安宁乡一段，岷江柏木分布以小片状或者散生为主，该区域天然岷江柏木林、干旱河谷灌丛地相互交错，以河谷灌丛地为优势植被类型。岷江柏木分布减少，可能是因为干温向干暖河谷水热条件的变化引起。

图1 天然起源成片岷江柏木总体分布图

3.2 基质类型

由表1可见，分布在裸岩上的岷江柏木268.1818 hm2，占总面积47.80%；高石质砾石上的岷江柏木212.2471 hm2，占37.83 %；土壤上的岷江柏木80.5863 hm2，占14.36%。可见，大渡河流域岷江柏木在裸岩、高石质砾石、土壤三种基质上均能生长，以裸岩基质所占比例最大，其次为高石质砾石基质，两者分布面积达到了总面积的85.64 %。

研究发现，岷江柏木小径组面积255.4218 hm2，占45.53%；中径组280.7608 hm2，占50.05%；大径组24.8326 hm2，占4.43%。其中，裸岩上中径组面积最大为182.4022 hm2，占中径组总面积64.97%；高石质砾石上小径组面积最大为150.8475 hm2，占小径组总面积59.06%；土壤上大径组面积最大为22.4977 hm2，占大径组总面积90.60%。可见，调查范围内岷江柏木以小、中径组为主，占调查总面积95.57%。小、中、大径组依次主要分布在高石质砾石、裸岩、土壤基质上，分布基质逐渐偏好。这可能和树木生长越大，对养分的需求越高应有关。

天然起源岷江柏木小班平均树高在3 m以上，其中以7 m～10 m为主，面积211.7469 hm2，占总面积37.74%；10 m以上178.5027 hm2，占31.82%；两者合计占69.56%。高石质砾石树高集中在5 m～7 m之间，其次为7 m～10 m。裸岩、土壤树高均集中在7 m～10 m之间，其次为10 m以上。

表1天然起源岷江柏木基质类型分布情况表

3.3 坡向分布

由表2可见，岷江柏木在9个坡向上均能生长，表现出极强的适应性。这和白昆声等人的研究结果一致[2]。研究范围内北坡分布面积最大为205.002 hm2，占总面积36.54%。其次为西北和西坡向，面积分别为89.5869 hm2、87.1141 hm2，分别占5.97%、15.53%。坡度平坦区分布面积最小为5.7901 hm2，占1.03%。总体上以北、西北、西3个坡向分布面积较多，合计面积381.703 hm2，占68.04%。

由表2可见，岷江柏木小径组西、西北、北坡向分布面积明显大于其他坡向，面积合计161.8909 hm2，占小径组总面积的63.38%；中径组北坡分布显著高于其他坡向，面积157.5501 hm2，占中径组面积的56.12%；大径组主要分布在东南、南坡向，面积22.4977 hm2，占大径组的90.60 %。

表2天然起源岷江柏木坡向分布情况表

由表2可见，3 m～5 m树高西坡分布最多为10.2548 hm2，南坡分布最小为0.035 hm2；5 m以上树高均以北坡面积最多，其中5 m～7 m北坡面积为37.6761 hm2，7 m～10 m北坡面积为92.0290 hm2，10 m以上北坡面积为71.209 hm2。5 m～7 m和10 m以上在坡度平坦区域均未发现有成片天然林分布，7 m～10 m树高则以西南坡分布面积最小。研究发现，北、西、西北3个坡向是岷江柏木的集中分布的区域，分布面积大，高度高，且以小径组树种为主。

3.4 坡度分布

由表3可见，36°～45°急坡上岷江柏木分布面积最大为227.5985 hm2，占总面积40.57%。其次为46°以上险坡，分布面积110.8804 hm2，占19.76%。再次为26°～35°陡坡，分布面积98.3135 hm2，占17.52%。6°～15°缓坡分布面积最小为7.1560 hm2，占1.28%。可见，天然起源岷江柏木生长的坡度大多比较陡峭，主要分布在36°以上的坡度上，分布面积合计占到总面积的60.33%。

由表3可见，小、中、大径组均以急坡上分布面积最大，分别为66.3342 hm2、149.3175 hm2、11.9468 hm2，依次占各径组总面积的25.97%、53.18%、48.11%；以平坡或缓坡面积最小。3 m～5m树高以陡坡面积最大为19.0401 hm2，其次为急坡面积为9.0649 hm2。5 m～7 m、7 m～10 m和10 m以上树高均以急坡面积最大，分别为50.2987 hm2、72.757 hm2、95.4779 hm2，依次占各树高等级面积的37.04%、34.36%、53.49%；其次为陡坡或险坡。可见，岷江柏木不同径组、不同树高均集中分布在陡坡、急坡、险坡上。

表3天然起源岷江柏木坡度分布情况表

3.5 海拔分布

由表4可见，调查范围内岷江柏木集中分布在海拔 2 100 m～2 600 m内。2 401 m～2 500 m范围内岷江柏木分布面积最大为341.1558 hm2，占总面积60.81%。其次为 2 301 m～2 400 m范围内面积为113.297 hm2，占20.20%。2 100 m～2 200 m范围内面积最小为7.3961 hm2，占1.32%。可见，天然起源岷江柏木集中生长在 2 301 m～2 500 m的海拔范围内，分布面积合计占总面积81.01%。

研究发现，小、中径组在 2 401 m～2 500 m范围内面积最大，分别为124.7990 hm2、214.0219 hm2。大径组 2 301 m～2 400 m范围面积最大为22.4977 hm2。小径组 2 100 m～2 200 m范围内面积最小为7.3961 hm2。由表4可见，小径组在海拔 2 100 m～2 600 m的范围内均有分布，中径组海拔范围缩小为 2 201 m～2 500 m。大径组海拔范围进一步缩小为 2 301 m～2 500 m。随着树木生长，岷江柏木海拔分布范围呈现出逐渐缩小的特点。

表4天然起源岷江柏木海拔分布情况表

由表4可见，3 m～5 m树高 2 201 m～2 300 m范围分布最大为14.9696 hm2。5 m～7 m、7 m～10 m和10 m以上树高均以 2 401 m～2 500 m范围分布面积最大，依次为52.7764 hm2、145.8803 hm2、131.5452 hm2。5 m～7 m、7 m～10 m在2 100 m～2 200 m和 2 501 m～2 600 m范围内分布面积明显低于其他范围，10 m以上树高则分布在 2 301 m～2 500 m范围内。总体而言，2 201 m～2 500 m范围内岷江柏木各不同等级树高面积均偏大，表明该范围可能是大渡河上游岷江柏木最适宜的生长海拔范围。

3.6 可及程度

研究发现(表5)临近天然起源的岷江柏木林道路等级只有四级道路、乡村道路。临近四级道路的岷江柏木林面积520.4274 hm2，占总面积的92.77%，临近乡村道路的面积40.5878 hm2，占7.23%。岷江柏木林距离道路在101 m～200 m内面积最大为254.5285 hm2，占总面积45.37%。其次为1 m～100 m内面积为195.5898 hm2，占34.86%。1 m～200 m内岷江柏木林面积合计450.1183 hm2，占80.23%。值得注意的是，距离道路近并不意味着可及度好。根据调查，岷江柏木可及度为可及的面积40.8507 hm2，占7.28%。高达83.27%的面积为不可及。可及面积小的原因一方面可能是由于60.33%以上面积的岷江柏木林分布的坡度较高，在36°以上，甚至坡度可达70°以上，存在距离道路较近但坡度较高而导致不可及的情况；另一方面，存在距离道路近，但和道路隔河相对，形成天然隔离而导致不可及。

表5天然起源岷江柏木林可及程度

4 结论

为研究大渡河上游成片分布的天然起源岷江柏木生长分布情况，选择以马尔康市和金川县内典型分布区岷江柏木林为对象，以高清遥感影像为底图，采用现地调查和ARCGIS矢量化技术，调查了基质类型、坡度、坡向、海拔、可及度等生境因子及各因子上岷江柏木胸径、树高情况。结果发现：1)岷江柏木主要分布在马尔康市木尔宗乡、脚木足乡至金川县安宁乡范围内沿大渡河主干流区域内，这可能和当地水热环境密切相关。2)岷江柏木在不同基质类型、坡度坡向上均能分布，但主体分布在裸岩、阴坡、半阴坡和36°以上的坡度上，以及海拔 2 100 m～2 600 m的范围内。3)小、中、大径组依次主要分布在高石质砾石、裸岩、土壤基质上，分布基质逐渐偏好。这可能和树木生长越大，对养分的需求越高应有关。4)北、西、西北3个坡向是岷江柏木的集中分布的坡向，分布面积大，高度高，且以小径组树种为主。5)岷江柏木不同径组、不同树高均集中分布在陡坡、急坡、险坡上。随着树木生长，岷江柏木海拔分布范围呈现出逐渐缩小的特点。2 201 m～2 500 m范围内岷江柏木各不同等级树高面积均偏大，也表明该范围可能是大渡河上游岷江柏木最适宜的生长海拔范围。

天然岷江柏木属于国家二级保护植物。目前虽然人工起源的岷江柏木已较大面积的成功种植，但天然起源岷江柏木不仅面临恶劣的生长基质、较大的生长坡度和很低的可通达、可及度，还面临项目建设、滥砍伐等人为干扰的胁迫。珍稀植物的保护措施通常包括移栽、划定保护区、建立异地种质资源基地等，如何在保障国家重大工程建设的前提下，探索包括移栽措施在内的多样化、可行性的保护措施，是下一步急需研究和解决的难题。