青藏高原兩種特殊的植被類型：高寒草原和高寒草甸

鄒 珊呂富成（.西南大學 地理科學學院, 重慶 北碚 40075; .中科院成都山地災害與環境研究所, 四川 成都 6004）

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青藏高原兩種特殊的植被類型：高寒草原和高寒草甸

鄒 珊1呂富成2
（1.西南大學 地理科學學院, 重慶 北碚 400715; 2.中科院成都山地災害與環境研究所, 四川 成都 610041）

摘要：高寒草原和高寒草甸是分布在青藏高原的兩種非地帶性的植被，對青藏高原生態安全屏障建設具有重要意義。本文主要闡述高寒草原和高寒草甸的定義與分布，討論兩種植被與氣候變化的相互作用，論述青藏高原上的生態工程和科研平臺建設，探討高寒草地的保護對策，最后，強調非地帶性植被在地帶性分異規律知識體系中的重要性。

關鍵詞：青藏高原；高寒草地；地帶性分異規律；氣候變化

青藏高原是地球上海拔最高、面積最大、形成最晚的高原，面積約253×104km2，占中國國土面積的26%。隨著氣候變化成為不爭的事實，青藏高原特殊的的高寒植被類型——高寒草原、高寒草甸成了政府和研究者關注的熱點之一。本文主要圍繞兩種植被類型的定義與分布，高寒草地與氣候變化的相互作用，青藏高原的生態工程和科研平臺建設，高寒草地的保護措施以及在中學地理教學中的運用等方面進行闡述，希望對地理教學有一定的幫助和借鑒意義。

一、高寒草原和高寒草甸的定義與分布

青藏高原是我國天然高寒山地分布面積最大的區域，天然高寒草地面積達1.28×108hm2，其中草地生態系統占總面積約50%，高寒草甸面積達5824.7×104hm2，高寒草原面積達3737.4×104hm2（見圖1）。

圖1 高寒草甸與高寒草原分布圖（引自楊元合等）

高寒草原（Alpine Steppe）是在高海拔地區長期受寒冷、干旱氣候的影響，由耐寒耐旱的多年生密叢型禾草、根莖型苔草以及墊狀的小半灌木植物為建群種構成的植物群落。我國高寒草原主要分布在青藏高原中部和南部、帕米爾高原及天山、昆侖山和祁連山等亞洲中部高山。

高寒草甸(Alpine meadow)是指以寒冷中生多年生草本植物為優勢種而形成的植物群落，植物種類組成較簡單，主要由莎草科的嵩草屬和苔草屬的植物組成，主要分布在林線以上、高山冰雪帶以下的高山帶草地，耐寒的多年生植物形成了一類特殊的植被類型。高寒草甸廣泛分布于青藏高原東部及其周圍山地，是青藏高原等高山地區具有水平地帶性及周圍山地垂直地帶性特征的獨特植被類型[1]。

二、高寒草地生態服務功能及其與氣候變化的相互作用

青藏高原是我國三大地理單元之一，它的存在對高原本身及其鄰近地區的自然環境和人類活動產生深刻的影響，同時對全球變化具有敏感性、脆弱性、不確定性[2]。在氣候變化的背景下，高寒草地的生態服務功能與氣候之間的耦合成了重要的科學問題。

1．高寒草地的生態服務功能

高寒草地生態系統不僅是該區域發展畜牧業的主要生產資料，而且在保護生物多樣性、防止水土流失、調節局地氣候和維護生態系統動態平衡發展有著重要作用。謝高地等[3]通過將Constaza等[4]人提出的生態價值評估方法作了適當的改進，并選定了適合青藏高原生態特征的生態效益權重因子，構建評估體系對青藏高原植被的研究發現：青藏高原天然草地資源每年提供的總生態系統服務價值為2571.78×108元，受各類草地生物群落分布廣度和單位面積生態服務功能強弱的綜合影響，各類草地的生態服務價值貢獻率有很大差異，其中，高寒草甸、山地草甸、高寒草原對草地生態系統總服務價值的貢獻率分別為62.52%、14.14%和12.92%。其余類型的草地生態服務價值貢獻率在2.09%以下(見表1)。

表1 青藏高原主要草地類型的生態系統服務價值（引自謝高地等）

2.高寒草地與氣候變化的相互關系

近五十年來，青藏高原年均地表氣溫每10年上升0.2-0.3℃，增幅高于全國的5~10倍，冬、春季氣溫和地表溫度均明顯升高[5,6]。預計青藏高原到2100年氣溫將上升2.0~3.6℃，最大的溫度上升值為3.0~3.6℃，最大增溫可能發生在冬季[7]。

氣溫升高對高寒草地的影響主要表現在三個方面：在物候方面，溫度升高導致高寒草地返青期提前，黃枯期推遲，植物平均生長期延長[8]。在群落組成和物種豐富度方面，增溫降低了高寒草地物種豐富度，禾草的比例下降，而闊葉草的比例上升，特別是灌叢入侵[9]。青藏高原的高寒草甸由于氣候暖干化面臨生存危機[10]。在植被覆蓋度方面，氣溫和降水的變化對青藏高原不同季節的覆被變化也有一定的影響[11-13]。

同時，高寒草地對氣候變化也產生了不同程度的影響。中科院的研究人員通過30年來的遙感觀測數據分析得出，青藏高原持續變暖增強了生長季節的植被活動。反過來，增強的植被活動降低了地表的白天溫度，總體上減弱了局地生長季節的平均溫度。表明了中國政府在青藏高原實施的“退牧還草”工程有助于減緩當地的氣候變暖[12]。

三、青藏高原的生態工程與科研平臺建設

正因為青藏高原植被在氣候變化中占有重要的地位，我國政府和科研機構加強了對該地區的保護和研究工作。

1．國家啟動生態安全屏障建設

2009年初，國務院審議并通過了《西藏生態安全屏障保護與建設規劃》，計劃投資155億元，實施3大類包括天然草地保護、森林防火及有害生物防治、野生動植物保護及保護區建設、重要濕地保護和生態安全屏障監測等方面在內的10項生態環境保護與建設工程，計劃到 2030 年基本建成西藏生態安全屏障。

高寒草甸和高寒草原在西藏生態安全屏障建設中占有重要地位。《西藏生態安全屏障保護與建設規劃》提出保護與建設藏北高原和藏西山地以草甸－草原－荒漠生態系統為主體的安全屏障區，確保西藏生態系統進入良性循環狀態，促進生態功能有效發揮。人為活動造成的生態環境問題得到有效整治，發揮西藏對全國乃至周邊國家和地區的生態安全保障作用。

2．科學研究平臺的建立

氣候變化對青藏高原的生態環境有重要的影響，以中國科學院為代表的高等院校和科研機構也加快了對這塊特殊地理單元的科學考察和研究工作（見圖2），特別注重在青藏高原上建立長期的環境監測網絡，依托實測數據為研究工作提供有力的支撐。

圖2 我國青藏高原觀測站（部分）

這里僅就中科院在青藏高原設立的幾個特色研究站做粗略的介紹。

( 1 )納木錯圈層相互作用綜合觀測研究站（30.7°N，90.99°E，海拔4730m）

通過對大氣、冰川、湖泊、凍土、植被等的長期定位觀測，圍繞“冰川－湖泊－大氣-植被之間相互耦合關系”的總目標，達到如下科學目標：冰川－湖泊相互關系及對全球變化的響應；認識各種環境記錄（冰芯、湖芯等）的現代過程，如確立各種介質記錄代用指標與環境因子的定量關系等；確立冰氣界面、水氣界面和地氣界面的物質和能量傳輸和交換過程；認識植被對全球變化的響應；認識大氣環境本底和通量的基本特征。

(2)珠穆朗瑪峰大氣與環境綜合觀測研究站（28.21°N，86.56°E，海拔4276m）

珠峰站建設的長遠目標是，把該站建成不僅是特殊環境與災害國家野外站，而且是正確認識喜馬拉雅山區大氣過程和地表過程本身及其對我國東亞乃至全球天氣氣候影響和反饋效應的觀測研究基地。

以上這兩個站隸屬于中國科學院青藏高原研究所。

(3)海北高寒草甸生態系統研究站(37.48°N，101.2°E，海拔約3500m）

該站隸屬于中國科學院西北高原生物研究所，于1976年建站，位于青藏高原東北偶的祁連山谷地。圍繞國家實施西部大開發戰略中青藏高原生態安全的國家需求和地區經濟社會發展所面臨的重大科學問題，為保障青藏高原生態安全，使青藏高原區域社會經濟持續發展提供科學依據和關鍵技術。海北站作為高寒生態學研究平臺，有三個研究方向：

監測：長期監測是生態站的主要任務之一。海北站嚴格按照中國生態網絡要求，建立了25年的長期監測樣地。并按照水、土、氣、生監測規范，海北站組織各學科組在同一樣地、同一時間進行觀測，取得了大量的觀測數據，同時對地區社會經濟要素亦進行了連續調查。這些數據具有規范性、科學性、可比性的特點。它將為國家或地方政府制定有關產業政策提供理論依據。

示范：研究、引進與中試適合于高寒地區畜牧業生產的新技術、新方法，其實驗結果在高寒地區進行推廣示范，提高示范區農牧民的科學文化水平，推動地方經濟的可持續發展。

研究：針對青藏高原日趨惡化的生態環境，圍繞實現高原生態安全這一重大的國家需求，進行青藏高原對全球氣候變化的貢獻與響應，極端環境的生物適應與進化及退化生態系統恢復重建與生物資源的保護問題；為青藏高原生態安全、生物資源保護和高寒畜牧業發展提供科學依據和關鍵技術，保障青藏高原生態安全，推動區域社會經濟持續發展。

(4)申扎高寒草原與濕地生態系統觀測試驗站（30.94°N，88.67°E，海拔4676m）

該站隸屬于西藏環保廳與中國科學院成都山地災害與環境研究所共建。2010年建站，位于青藏高原腹地，是西藏高原國家生態安全屏障監測體系重點臺站。圍繞國家生態安全屏障保護與建設中的重大科學問題，研究高寒草原、高寒濕地等生態系統的生態安全屏障功能影響機制與尺度效應，以水、碳、氮為主線，研究高原隆升、全球變化和人類活動三大背景下高原環境的變化、生態過程和調控技術的觀測研究與示范。

四、高寒植被保護的幾點建議

今年八月份，筆者在青藏高原的考察路線是從拉薩出發，西行經318國道到拉孜，轉219國道到達阿里首府噶爾縣，沿301省道一路向東經革吉、改則、尼瑪，南下最后到達申扎，返回拉薩，行程近3000km。所以對西藏境內的環境問題深有體會，出于對“最后一塊凈土”的熱愛與保護，以西藏地區為例，提出一些個人的建議：

1.建立沿交通道路的垃圾回收系統

七八月份是西藏地區的旅游旺季，許多自駕游的旅游路線，包括318國道和219國道，在道路兩側很容易看到易拉罐和塑料垃圾，污染河流、湖泊，降低了高原景色的美感。其主要原因就是缺乏垃圾回收的站點，游客找不到垃圾箱，所以垃圾回收系統的設立已經迫在眉睫。

2.以草原環境承載力為基礎確定牲畜數量

高寒地區植被狀況差異較大，在水分條件較好的地區，高原植被比較茂盛，畜牧量較大；在干旱地區植被稀疏，草原生態系統也比較脆弱，對畜牧活動比較敏感。青藏高原是我國主要的牧區之一，牧民的牲畜數量只有和當地草地的承載力聯系起來，才有利于高原畜牧業的可持續發展。

3.設立一定數量的急救站點和休憩區域

由于高原地區城鎮之間距離較大，有時候遇到突發情況，如暴雨、冰雹等氣候條件，滯留無人區很危險，有必要在一定距離的道路旁設立急救站和休憩區，可供游人應對緊急狀況，同時也可以解決公共衛生間的問題。

4.建立高寒草地生態補償機制

青藏高原草地退化的原因主要是缺乏一套促進草地環境保護的利益驅動機制、激勵機制、協調機制。由于草地生態補償機制的建立過程是各利益相關方相互博弈的過程，因此，必須建立適合草地生態系統特征與有效的社會參與機制、監督機制和利益協調機制相結合的長效 生態補償機制[15]，構建統一的政策運行和協作平臺，保障草地生態系統補償機制得以有效的實施和完善，就必須由政府部門、牧民、第三方非利益機構（科研院所）和監督機構組成四位一體的生態補償組織管理體系結構，以保證草地生態補償政策得以公平公正，同時提高牧民保護生態屏障的積極性，保障生態補償資金科學合理使用。總之，建立一套符合當地特色的草地生態補償機制、健全生態補償政策，有利于調動牧民對草地生態屏障保護的積極性，有效提升環境保護能力，維護生態屏障安全，協調公共利益與個人利益的關系，緩解人地矛盾，促進經濟社會和資源環境的協調發展。

五、在中學地理教學中的運用

1.知識與技能方面

在中學地理教學中、教師比較注重地帶性植被類型，而對非地帶性植被類型的重視程度不夠。在全球尺度上，緯度地帶性決定了植被類型的地帶性，其決定基礎是熱量；而在區域尺度上，地形是決定植被類型非地帶性的主要影響因素。我國山地面積占總國土面積的2/3，地形因素造成了我國同緯度地區氣候條件、植被類型差別迥異。以30°N附近的城市為例，位于長江中下游平原的杭州（120°E，30°N）是亞熱帶季風氣候，植被類型是亞熱帶常綠闊葉林，而位于青藏高原的拉薩（91°E，29°N）是高原山地氣候，植被類型主要是高寒灌叢和高寒草原，而造成該差異的主要因素就是地形。因此，教師在自然帶的教學過程中必須要對地形這個非地帶性因素給予足夠重視。同時，學生需要掌握氣候帶、自然帶、地域分異規律的基礎知識，熟練掌握世界主要的地形區。

2.過程與方法方面

自然帶的分布和地域分異規律是高中自然地理部分重要的知識點之一，考查某地區的植被類型也是常見的題型。一個地區的植被類型是由地帶性因素和非地帶因素共同作用所造成的。學生在答題過程中，首先需要考慮地帶性因素，如緯度、熱量等，其次也要考慮非地帶性因素，如季風、地形等。尤其在大的地形單元上，比如青藏高原，由于地形造成了溫度和水分的差異是植被類型的決定性因素。

3.情感態度與價值觀方面

青藏高原作為亞洲乃至北半球氣候變化的“感應器”和“敏感區”，是我國與東亞氣候系統穩定的重要屏障；分布有豐富多樣、獨具特色的特殊生態系統類型和珍稀動植物種類，是全球生物多樣性保護的重要區域。尤其是高原冰凍圈以及高寒環境條件下的脆弱生態系統，對全球變化和人類干預響應十分敏感，其發展趨勢備受全球關注[10]。

青藏高原局部高寒草地生態系統退化嚴重。在西藏自治區，2003年全區不同程度的退化草地總面積29.286×104km2，占草地總面積的35.7%，在1990-2005年間，西藏草場退化面積每年以5%-10%的速度擴大[16]。青海省草地退化形勢也比較嚴峻，如在長江源頭治多縣，20世紀70年代末至90年代初草地退化面積0.72×104km2(占該縣草地總面積的17.79%)，而90年代初至2004年草地退化面積達1.11×104km2（占該縣草地的27.65%），草地退化程度呈逐漸加劇的趨勢[17]。

面臨日益嚴峻的生態問題，保護青藏高原，特別是保護高寒草地是一項功在當代、利在千秋的事業。教師通過對青藏高原生態環境問題的講解，使學生樹立生態安全意識，保護祖國的藍天碧水綠草，肩負起建設美麗中國的責任。

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