祁連山青海云杉林線樹木生長(zhǎng)、更新的影響因素研究.pdf

1、林線作為郁閉森林和高山草甸之間的生態(tài)過渡帶，對(duì)自然環(huán)境因子變化和人為干擾異常敏感。目前，雖然熱量（溫度)控制、環(huán)境脅迫、生長(zhǎng)受限、繁殖更新障礙、碳平衡失調(diào)等假說能解釋一定地域的高山林線現(xiàn)象，但并不能作為普遍適應(yīng)的林線理論。本論文通過對(duì)祁連山陰坡建群種青海云杉林線自然更新和人工更新研究，探索影響祁連山林線更新的主要因素，以及人工更新對(duì)林線位移的影響和氣候變暖條件下林線的變化趨勢(shì)。
　　本論文主要研究了祁連山地區(qū)近50年來的氣候變化、

2、西水林區(qū)不同海拔的青海云杉幼苗更新、樹年輪和枝條生長(zhǎng)，以及在林線海拔以上青海云杉播種試驗(yàn)和幼苗移栽，分析了青海云杉林線樹木生長(zhǎng)、更新的影響因素，主要研究結(jié)果如下：
　　1.祁連山西水林區(qū)周邊氣象臺(tái)站氣象資料分析顯示，52年來該地區(qū)年均溫升高顯著；降水略有增加，全年降水主要分布在5、6、7、8、9月份，占到全年降雨量的82％。實(shí)驗(yàn)區(qū)不同海拔5或6月份-10月份大氣溫度和土壤溫度都在0℃以上，大氣和土壤溫度都隨著海拔升高而降低，每升高

3、100m溫度降低0.44℃左右。林線海拔3300m最熱月平均溫度13.60℃高于全球林線海拔最熱月平均溫度10℃，林線根際溫度6.22℃與全球林線根際溫度6.7±0.80℃相同。
　　2.土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效磷和速效鉀含量隨著土層加深而減?。籶H值隨著土層加深而增大；全磷含量在各土層中變異性較小。有機(jī)質(zhì)和全氮含量隨著海拔升高而降低，全鉀含量和pH值隨著海拔的升高而減??；而速效磷和速效鉀含量隨著海拔的升高沒有明顯的規(guī)律。
　

4、　3.隨著海拔升高，青海云杉的生長(zhǎng)表現(xiàn)為從水分制約向熱量制約轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。低海拔處的青海云杉年生長(zhǎng)量較高海拔處大。水分是下限林線青海云杉的制約因子，而隨著海拔的升高熱量條件逐漸成為主要的制約因子。生長(zhǎng)季的秋季結(jié)束時(shí)間對(duì)青海云杉的生長(zhǎng)制約較大。
　　4.海拔2900m和3000m的青海云杉種群林木生長(zhǎng)呈現(xiàn)近倒“J”型結(jié)構(gòu)，種群林木生長(zhǎng)處于穩(wěn)定狀態(tài)；海拔3100m的種群發(fā)展呈現(xiàn)線性結(jié)構(gòu)，種群開始出現(xiàn)衰退的現(xiàn)象；海拔3200m和3300m

5、種群林木生長(zhǎng)較年輕旺盛，無(wú)衰老的苗木出現(xiàn)，3200m處為波浪形變化，說明此海拔區(qū)段青海云杉種群發(fā)展波動(dòng)較大。
　　5.隨著海拔梯度的增加，青海云杉林更新幼苗數(shù)量呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，海拔3200m以下的更新幼苗以中低高度級(jí)（<25cm、25～55cm、>105cm）為主，且海拔越低幼苗數(shù)量越多，85～105cm高度級(jí)的幼苗缺少，而海拔3300m各高度級(jí)幼苗數(shù)量相差不大且更新情況較差，甚至某些高度的幼苗缺失。
　　6.隨著海拔的

6、升高，更新幼苗的分布格局由隨機(jī)分布向集群分布變化。海拔2900m，＜25cm的幼苗僅為弱聚集性，表現(xiàn)為隨機(jī)分布；85cm～105cm的幼苗為均勻分布；在海拔3000m上，85cm～105cm和＞105cm兩個(gè)高度級(jí)的幼苗表現(xiàn)為隨機(jī)分布；3100m，3200m和3300m三個(gè)高海拔內(nèi)，幼苗均呈現(xiàn)集群分布。不同海拔高度<25cm的幼苗的生長(zhǎng)主要與海拔梯度、土壤含水量、有機(jī)質(zhì)、總地表覆蓋度、活地被物蓋度存在顯著正相關(guān)，而與全鉀、大氣溫度顯著負(fù)

7、相關(guān)；影響25cm～55cm和55～85cm的幼苗與土壤pH值、大氣溫度、全鉀呈正相關(guān)，與有機(jī)質(zhì)、活地被物蓋度、總地表覆蓋度呈負(fù)相關(guān)；影響85cm～105cm和﹥105cm的幼苗與大氣溫度、喬木層郁閉度、全鉀呈正相關(guān)，與土壤pH值、土壤含水量、海拔梯度呈負(fù)相關(guān)。
　　7.從林線3300m到海拔3500m，播種試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，青海云杉種子均可發(fā)芽，并隨海拔升高，發(fā)芽率降低，但無(wú)法越冬，而5年左右生青海云杉幼苗移栽，從3300到3700m均

8、能成活，表明在祁連山高海拔地區(qū)種子發(fā)芽和幼苗成活是限制林線更新的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。隨著海拔的升高，人工更新幼苗生長(zhǎng)越來越慢，長(zhǎng)勢(shì)變差，死亡率升高，海拔對(duì)幼苗生長(zhǎng)影響明顯。高海拔低溫可能是限制種子發(fā)芽和幼苗成活的關(guān)鍵因素。
　　8.隨海拔升高青海云杉葉片組織中NSC含量持續(xù)增加狀態(tài)，隨海拔升高溫度降低青海云杉的的生長(zhǎng)并未受到碳限制。
　　在氣候變暖條件下，隨著高海拔地區(qū)溫度升高，祁連山青海云杉生長(zhǎng)加快，低溫對(duì)青海云杉種子發(fā)芽和幼苗