|
青藏高原被誉为“地球第三极”,其高海拔造就了大面积的高山冰缘带,而冰缘带位于雪线(冰川)下缘、灌丛草甸上缘、海拔3800~6000m(受局部环境影响,不同区域分布范围并不相同),大致与冻土区重合。青藏高原的诸多高山地带,特别是冰川和山地岛状冻土分布区,在强烈的寒冻风化、冻融交替、雪蚀等综合作用下,山体岩石剥落成大小不等的砾石,同时坡度较大的山体容易发生重力滑塌、冻融蠕流等过程,导致砾石沿着山势向下滑动,形成独特的“石河”,被形象地称为流石滩景观,是诸多冰缘地貌中的典型类型。
高山流石滩常与高山灌丛/ 草甸呈交错分布的状态,是连接多年积雪(冰川)区和草甸区的重要生态过渡地带。事实上,高山冰缘带的流石滩并不荒芜,其石隙累积有少量基质贫瘠的土壤,生长有雪莲属、红景天属、无心菜属、绿绒蒿属等多种耐逆性极强的物种,其中不乏国家重点保护植物。根据植物优势种的不同,在我国草地分类中流石滩植被被定义为高山稀疏植被和高山垫状植被两种类型;在世界自然保护联盟(International Union for Conservation of Nature,IUCN)发布的全新的全球生态系统类型(global ecosystem typology)中,高山冰缘带被专门归入第六大类(T6)生物区系:极地/ 高山(低温)生物群系[polar/alpine (cryogenic) biome],并被确定为一种亚型生态系统(T6.2 polar/alpine cliffs, screes, outcrops and lava flows),说明这一群系或生态系统已被国内外学者所承认,并给予了足够的重视。
一直以来,受到交通、气候等条件的限制,绝大部分高山流石滩难以抵近,因此与其他陆地生态系统相比,冰缘带目前仍是未被系统探究的一类生态系统。同时,当前气候变暖正在加速青藏高原乃至全球的冰川萎缩,正在创造出一些世界上增长最快的“新陆地”,即冰川消融区或冰川前缘裸地(glacier forefield)。还有证据显示,随着低海拔植物的上移,冰川消融区正在变绿。因此,高山冰缘带是地球上仍在不断“成长”的一类特殊生态系统。
温度低、辐射强、土壤基质贫瘠、冻融作用强烈,是高山流石滩的主要环境特征。冰缘带生态系统的年均气温不足0℃,最热月不足10℃,冬季最低温可达−40℃;紫外线辐射强度高达380~410mW/m²,比同纬度的平原地区高10%~30% ;仅在石隙发育有少量基质贫瘠的土壤,其氮、磷等养分含量不足草甸区的1/5,且粗粒的土壤结构保水能力差,植物经常面临生理性干旱胁迫;而寒冷的气候决定了植物的生长季节短促,一般仅2~3 个月(7~8 月),且生长季霜冻及雪、雹等灾害性天气时有发生,甚至在暖季(6~9 月)由于高海拔地区昼夜地表温度的巨大波动,表层土壤同样存在频繁的昼夜冻融现象,可能对植物根系等组织造成物理性伤害。因此,高山冰缘带是环境条件最为恶劣的高山生态系统。
尽管高山流石滩的气候、环境严苛且极端,但正是这种特殊的生境条件造就并孕育了多种抗寒、抗旱、抗紫外线等耐性极强的高山特有和珍稀植物。据不完全统计,全球分布于冰缘带的高等植物达8000~10000 种,隶属100 科2000 多属,占已知高等植物总数的4% 左右。在青藏高原,仅喜马拉雅山西部的海拔3900m 区域就有1500 余种植物,其中特有种830 种;在东南部横断山地区的冰缘带,目前已调查到的种子植物达942 种,隶属48 科168 属,其中295 种为冰缘带特有种,是已知世界各大洲高山带或同类生境中种子植物种类的2~3倍。另外,鉴于青藏高原腹地及其北部等高山冰缘带的植物多样性调查数据较为欠缺,青藏高原冰缘带的实际植物多样性理论上要高于目前已有的调查结果,因此其是全球高寒生态系统植物多样性最丰富的区域之一,是高寒物种起源和分化的“摇篮”。
与低纬度、低海拔地区相比,高山冰缘带的植物面临气温低、辐射强、大风和冰雪等极端天气频繁、土壤贫瘠、传粉者有限等多种胁迫,因此在长期的进化过程中形成了与流石滩极端生境高度适应的形态、生理、繁殖特征,如植株低矮、花色艳丽、形体娇小、垫状、肉质、多毛、根茎及肉质根发达、种子少而小等。通过各种适应对策的组合,高山冰缘带的植物形成多种适应极端环境的“智慧”模式,如绵毛植物、温室植物、垫状植物、垂头植物、伪装植物等。因此,冰缘带不但植物丰富且独特,是分布有陆地有性繁殖植物的海拔最高的极限环境,也是耐逆基因和生物资源宝库,是名副其实的“隐秘的植物王国”。
除了自然选择对高山冰缘带植物多样性的形成产生驱动作用外,地理隔离也是导致高海拔地区具有独特植物区系的一个重要原因。冰缘带的大部分山峰彼此间独立似“岛状”,使得高山地带的植物区系大部分处于“隔离”或呈“岛屿”分布状态,加之长期的高选择压力,植物种类所表现出来的遗传和谱系地理结构叠加第四纪冰期的影响,导致冰缘带植被逐渐成为一个相对独立且特殊的高寒区系。青藏高原的高山冰缘带植物中,以菊科Asteraceae、玄参科Scrophulariaceae、虎耳草科Saxifragaceae、十字花科Brassicaceae、罂粟科Papaveraceae、毛茛科Ranunculaceae 和石竹科Caryophyllaceae 等为主要组成科;以风毛菊属Saussurea、红景天属Rhodiola、葶苈属Draba、虎耳草属Saxifraga、马先蒿属Pedicularis、无心菜属Arenaria、垂头菊属Cremanthodium、龙胆属Gentiana、翠雀属Delphinium、紫堇属Corydalis、绿绒蒿属Meconopsis、报春花属Primula、火绒草属Leontopodium、蝇子草属Silene、委陵菜属Potentilla、滇藁本属Hymenidium 等为主要组成属。
另外,冰缘带的维管植物和观赏花卉是重要的种质资源与中藏药资源。据不完全统计,青藏高原冰缘带有200~300 种植物是可供园林开发的花卉种类,如紫罗兰报春Primula purdomii、全缘叶绿绒蒿Meconopsis integrifolia 等,而高山流石滩中尤以报春花属和绿绒蒿属丰富。此外,高山流石滩还蕴藏着极为特殊、珍贵的中药资源植物,如梭砂贝母Fritillaria delavayi、四裂红景天Rhodiola quadrifida 等。
长久以来,受环境条件限制,人们对冰缘带植物多样性的认识十分有限。目前国内仅在横断山地区就高山植物区系做了较系统的调查,而祁连山等区域冰缘带的植物背景数据较少,相应的植物图谱等基础资料更是空白。为此,《青藏高原北部高山冰缘带植物图谱》作者团队于2019~2024年耗时6 年(累计行程5000km,徒步超过400km),详细调查了祁连山全境和昆仑山东段(阿尼玛卿山、巴颜喀拉山等)高山冰缘带的植物多样性。
☟上下滑动查看更多
Slide for more photos
《》收集了青藏高原北部高山冰缘带的223 种植物,隶属34 科94属,其中中国特有种79 种,资源植物178 种,易危(VU)植物3 种、近危(NT)植物6 种,国家一级重点保护野生植物1 种、二级重点保护野生植物6 种,青海省重点保护野生植物9 种。同时,精选了各植物的生境照及根、茎、叶、花、果等器官细节照,简明描述了其形态识别特征,介绍了各物种的生态习性,并总结了其保护等级和资源状况。
本图谱能够填补青藏高原北部高山冰缘带植物多样性调查的不足,可作为祁连山、昆仑山等高海拔地区植物野外识别的参考手册,希望能为科研教学单位、林草部门等开展草地调查、野外科考、植物学教学等提供必要支撑。在我们调查到的223 种植物中,濒危等级数据缺乏或未被评估的种数达到77 种,占比高达近35%。可见仅仅在我们调查的区域中,冰缘带就有超过1/3 植物的野外生存状态、种群规模等信息尚不清楚,其他区域是否还有更多植物具有较高的灭绝风险更不得而知。
千万年来,植物通过演化形成的资源库、基因库是自然给予人类的最宝贵财富,如果在还没有很好地认识这些财富前,其便在气候变化和人类干扰下消失,这种遗憾是无法挽回的。冰缘带中还有很多未知和惊喜等着我们去发现!期望未来能够获得更多的支持和机会持续深入开展青藏高原冰缘带植物多样性及生态系统功能研究,将一个更美丽、更完整的高山冰缘带生态系统早日展示给世人。
本文摘编自《青藏高原北部高山冰缘带植物图谱》(陈哲, 周华坤, 任飞主编. 北京:科学出版社, 2025. 6)一书“第一章高山冰缘带的环境与植被”“前言”,有删减修改,标题为编者所加。
本书弥补了青藏高原北部高山冰缘带植物多样性基础研究资料的不足,可作为野外植物多样性调查与物种识别的参考书籍,还可作为生态学、植物学等学科教学与野外实习的参考书。此外,希望通过本书在将高山冰缘带特有植物惊艳的一面展现给世人的同时,提高大众参与生物多样性保护的积极性。
|