青藏公路沿線地區(qū)秋季特色作物葉面積和葉綠素特征*

高勇 次仁拉姆 邊巴卓嘎 普次仁

（西藏自治區(qū)氣象臺，西藏 拉薩 850000）

0 引言

2020年8月11日至8月25日，為闡明西風(fēng)-季風(fēng)協(xié)同作用變化對青藏高原生態(tài)環(huán)境的影響規(guī)律與機(jī)理，第二次青藏科考西風(fēng)-季風(fēng)協(xié)同作用及其影響任務(wù)西風(fēng)-季風(fēng)協(xié)同作用及其環(huán)境效應(yīng)專題科考，拉薩到西寧線科考分隊(duì)主要進(jìn)行西風(fēng)-季風(fēng)協(xié)同作用下植被環(huán)境的考察，重點(diǎn)調(diào)查土地利用、典型植被類型的優(yōu)勢物種、氣象環(huán)境、土壤環(huán)境、覆蓋度、植被高度、葉面積指數(shù)等，開展尺度化調(diào)查研究。

針對這次考察調(diào)研，課題組考察路線為墨竹工卡—拉薩—曲水—當(dāng)雄—那曲—沱沱河—格爾木—都蘭縣—剛察縣—西寧，科考組人員按照西藏地區(qū)科考人員和中國氣象科學(xué)研究院、鄭州大學(xué)、太原理工大學(xué)、中國科學(xué)院青藏高原研究所科考參與人員相互搭配，分別考察：土地利用（高度、覆蓋度）；氣象環(huán)境；葉面積指數(shù)/葉綠素含量；ADC 測覆蓋度；同時利用小型無人機(jī)和大型無人機(jī)對地面植被環(huán)境高空觀測；通過以上分工考察，能夠獲取到更多、更準(zhǔn)確的原始數(shù)據(jù)資料。本組調(diào)查主要觀測優(yōu)勢植物的葉面積指數(shù)和葉綠素含量。

1 測量方法

1.1 葉面積指數(shù)測量方法

Sunscan冠層分析儀可以依據(jù)入射到冠層頂部的太陽輻射衰減速率推算葉面積指數(shù)及冠層結(jié)構(gòu)，具有對葉片無損傷、對測量對象可重復(fù)測量等特點(diǎn)[1-2]。故這里葉面積指數(shù)測量儀器選擇Sunscan植物冠層分析儀，本次測量使用軟件提前安裝完畢。在測量植被環(huán)境時將PDA 手柄和探頭進(jìn)行連接，并設(shè)置好時間、地點(diǎn)等測量參數(shù)，選擇冠層不太高，比較均一的植被，測量主要以草本層、低矮灌木、農(nóng)作物等為主，選擇在11:00～13:00的晴朗、無云遮擋天氣下測量。測量時保持探頭水平，每組植被無遮擋情況下測量三組共計六次。

1.2 葉綠素測量方法

本次科考調(diào)研測量葉綠素儀器選擇便攜式葉綠素測定儀，便攜式葉綠素測定儀測量迅速、簡便，同時具有測量面積小、精度高、維護(hù)方便等特點(diǎn)。在測量時只需將葉片插入并合上測量探頭即可，為減少測量誤差，需要對葉片進(jìn)行多次測量直到數(shù)據(jù)穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)為宜。

2 青藏高原植被葉綠素葉面積指數(shù)特征

科考隊(duì)對墨竹工卡縣斯布村草場優(yōu)勢物種進(jìn)行了測量以及山地灌木叢植被覆蓋信息進(jìn)行了采集，在海拔4934m地方測量了當(dāng)?shù)貎?yōu)勢物種珠芽蓼、濱藜的葉綠素和葉面積指數(shù)；珠芽蓼葉綠素含量最大為51.5，平均值為42.3，濱藜的葉綠素含量最大為59.9，平均值為51.5。優(yōu)勢灌木叢的葉面積指數(shù)介于0.5～1.7之間。思金拉措附近海拔4970m的草地葉面積指數(shù)在4.9～5.3之間；因觀測時間處于下午，灌木稀疏，優(yōu)勢物種葉面積指數(shù)介于0.15～0.37之間。

當(dāng)雄縣主要以草原生態(tài)為主。境內(nèi)草原占總面積的30%，海拔最高7200m，平均海拔4200m。地勢呈東北高、西南低。屬高原寒溫帶半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，冬寒夏涼，多大風(fēng)。年日照時數(shù)2881小時。年降水量481mm。8級以上大風(fēng)年均可達(dá)74 天。最多可達(dá)128天。主要自然災(zāi)害是雪災(zāi)，次為風(fēng)災(zāi)、旱災(zāi)、蟲災(zāi)、鼠災(zāi)等。當(dāng)雄草原大樣方采集優(yōu)勢物種地方海拔4294.64m，優(yōu)勢物種為小嵩草，由于測量誤差，小嵩草葉綠素含量在45～59不等。

拉薩市周邊存在少量的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，科考隊(duì)在考察曲水縣農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)厝酥饕N植玉米和青稞；曲水縣海拔3615.7m農(nóng)田主要種植玉米和青稞，玉米葉綠素含量介于31.0～39.4 之間，平均葉綠素含量34.0；青稞葉綠素含量在40.8～56.1之間，平均葉綠素含量49.1；青稞葉面積指數(shù)為2.01～3.6。

那曲地區(qū)屬于典型的高寒草原植被覆蓋區(qū)域，在色尼區(qū)附近（海拔4576.78m），經(jīng)多處采集識別，此處主要植物為小嵩草和火絨草；測量小嵩草和火絨草葉綠素可知：小嵩草葉綠素含量平均值為4.6，葉面積指數(shù)均值介于4.96～5.2之間；火絨草葉綠素含量在43～57.5之間，平均葉綠素含量為50.1。沱沱河到格爾木之間選擇了可可西里草地和昆侖山下戈壁考察優(yōu)勢物種，可可西里地勢較為平坦遼闊，平均海拔4600m以上，植被以矮小的草本和墊狀植物為主，木本植物極少；海拔為4914.4m區(qū)域優(yōu)勢物種為銀邊草、紅景天、火絨草、草地風(fēng)毛菊；草地風(fēng)毛菊葉綠素含量在51.4～69.7之間，平均葉綠素含量66.3；銀邊草葉綠素含量47.7～62.4 之間，平均葉綠素含量54.3；紅景天葉綠素含量38.1～50.9，平均葉綠素含量44.9；火絨草葉綠素含量在48.1～66.4，平均葉綠素指數(shù)57.3。經(jīng)過昆侖山口，海拔高度一度降低，空氣濕度也逐漸減小,在納赤臺附近（海拔3816.6m，東經(jīng)94.35O，北緯35.84O）植被稀疏，物種較少，優(yōu)勢物種主要以人工種植的高山柏和圓柏為主高山柏葉綠素含量介于21.1～41.3，平均葉綠素含量28.3；圓柏葉綠素含量9.9到27.7之間，平均葉綠素含量17.0。

格爾木屬大陸高原氣候，降水稀少，干旱，地勢較為平坦，天氣多以晴好天氣為主，人煙較為稀少，格爾木到都蘭縣之間進(jìn)行了部分路段以怪柳、白刺、苦馬豆等植物為主。怪柳葉綠素含量平均值在1.7；白刺葉綠素含量平均值70.2；苦馬豆葉綠素含量平均值為61.9；白刺葉綠素含量66.1；白刺等灌木葉面積指數(shù)在0.16～2.0之間；怪柳、苦馬豆等灌木葉面積指數(shù)均值在1.2～2.5之間。

都蘭屬于高原干旱大陸性氣候，植被覆蓋少，在這里我們進(jìn)行了尺度化研究；尺度化研究區(qū)域位于98.25OE，36.46ON，海拔3260m的地方；主要優(yōu)勢植物為羊茅、披針葉野決明、濱藜；同樣還存在少量的苣荬菜；100個樣方采集中，羊茅的葉綠素平均值為19.8，披針葉野決明的平均葉綠素為29.945，苣荬菜平均葉綠素為8.21，濱藜葉綠素含量為24.8。

剛察縣人類活動較多，氣候?qū)儆诟咴箨懶詺夂?，地勢較為平坦。我們選擇人煙相對稀少的剛察縣俄云（37.28ON，100.27OE，海拔3183.2m）進(jìn)行了氣象觀測，小型無人機(jī)放飛還有小樣方測量；該地草地不同于高寒草甸，草地生態(tài)良好，該地優(yōu)勢物種為筆管草/狗牙根，長花馬先蒿為主；筆管草葉綠素含量平均為13.14；長花馬先蒿葉綠素含量平均為40.8；筆管草，長花馬先蒿等植物葉面積指數(shù)介于4.6～5.6之間。

3 結(jié)論與討論

通過此次科學(xué)調(diào)查，采集了青藏公路沿線主要優(yōu)勢植被信息和氣象要素，為研究青藏高原西風(fēng)、季風(fēng)變化對植被變化的影響奠定了數(shù)據(jù)支撐；同時，調(diào)查表明：高原亞寒帶季風(fēng)半濕潤區(qū)主要以火絨草、小嵩草、銀邊草、紅景天、草地風(fēng)毛菊為主；高原干旱季風(fēng)區(qū)以怪柳、白刺、苦馬豆、沙松等小葉、針葉植物；高原溫帶半干旱季風(fēng)區(qū)則適宜青稞和玉米等農(nóng)作物的生長。在測量時我們還發(fā)現(xiàn)葉面積指數(shù)大小和植被的密實(shí)程度以及陽光的強(qiáng)弱有關(guān)。

青藏高原地勢廣闊，海拔差異大，氣候差異明顯，不同地區(qū)的優(yōu)勢植物上也不相同；采集時段位于印度季風(fēng)爆發(fā)季節(jié)，采集數(shù)據(jù)能夠表征季風(fēng)對植被的影響，但是存在在季風(fēng)爆發(fā)前采集數(shù)據(jù)還有缺乏，還需加強(qiáng)在季風(fēng)爆發(fā)過程中采集更多時次的數(shù)據(jù)，多時段觀測植被的變化特征。