祁連山青海云杉林結(jié)構(gòu)和樹木生長隨海拔的變化.pdf

1、祁連山是黑河的發(fā)源地，該區(qū)的生態(tài)水文過程對黑河流域甚至整個(gè)河西走廊地區(qū)的生態(tài)安全都至關(guān)重要。青海云杉林(Picea crassifolia forest)是祁連山區(qū)重要的水源涵養(yǎng)林類型，其林分結(jié)構(gòu)及生長狀況對山區(qū)生態(tài)水文過程有著重要影響。因此，厘清青海云杉林的結(jié)構(gòu)、樹木生長的海拔變化規(guī)律是分析山區(qū)生態(tài)水文過程的基礎(chǔ)，同時(shí)也是建立分布式生態(tài)水文模型的基礎(chǔ)。
　　本文選取位于祁連山中段的排露溝小流域及其周邊地區(qū)，在青海云杉林的垂直分布

2、范圍內(nèi)(海拔2500-3300 m)，沿海拔梯度設(shè)置樣地，調(diào)查林分結(jié)構(gòu)，并計(jì)算森林生物量。同時(shí)，分別對高海拔(海拔3300m、3200m)和低海拔（海拔2700m、2550m）的林木和孤立木進(jìn)行樹芯取樣，分析樹木生長的海拔差異以及競爭對樹木生長的影響。主要結(jié)論如下:
　　1)研究區(qū)青海云杉林的密度較大但樹木個(gè)體較小，林分密度、胸徑、樹高和冠幅直徑（平均值±SD）分別為1550±628株·hm-2、13.9±6.2 cm、8.1±3

3、.7 m和3.3±1.7 m。森林的徑級組成以小樹(5 cm＜DBH≤12.5 cm)和中樹（12.5 cm＜DBH≤22.5 cm）為主，樹高（H）以6-12 m的樹木為主。
　　林分結(jié)構(gòu)指標(biāo)的海拔變化表現(xiàn)為:隨海拔升高，林分平均胸徑和冠幅直徑增加，林分密度、平均樹高和林分高徑比呈“單峰”變化，峰值均在海拔2800-2900m;徑級組成的海拔變化表現(xiàn)為:隨海拔升高，林內(nèi)幼樹(DBH≤5 cm)比例基本穩(wěn)定，小樹比例略有下降，中樹

4、比例呈“單峰”變化，峰值在2800-2900m，大樹（DBH＞22.5 cm）比例增加;樹高組成的海拔變化表現(xiàn)為:隨海拔升高，林內(nèi)H≤6m樹的比例呈“V”字型變化，在海拔2800-2900m最低，H為6-12m和H＞12 m樹的比例均呈“單峰”變化，峰值分別在海拔2600-2700 m和海拔2800-2900m。
　　2)研究區(qū)青海云杉林的生物量135.32±50.25 t·hm-2。隨海拔升高，森林生物量呈“單峰”變化形式，最大

5、值出現(xiàn)在海拔2800-2900m，為199.78±45.68 t·hm-2，最小值出現(xiàn)在海拔3200-3300 m，為29.43±13.50 t·hm-2。隨海拔升高，小樹和中樹在總生物量中的比例均呈降低趨勢，而大樹所占比例呈增加趨勢。具體表現(xiàn)為，在海拔2500-3000m，中樹占總生物量的比例最大，在40％以上，其次是小樹，為25％左右，大樹比例最小，為20％左右。而在海拔3000-3300 m，大樹成為森林生物量的主要來源，所占比例

6、達(dá)40％以上。中樹成為森林生物量的次要來源，所占比例為20-30％。而小樹在總生物量中的比例降為最低，所占比例不足26％。研究區(qū)森林生物量(B，t·hm-2)與林分密度（d，株·hm-2）、年均溫度(t，℃)、年降水量(p，mm)之間存在以下函數(shù)關(guān)系:B=0.036·d+0.430·p+30.854·t-168.689(R2=0.616)。
　　3)研究區(qū)樹木生長速率的海拔排序?yàn)?海拔3200m＞3300m＞2700m＞2550m

7、。其中，海拔3300 m的樹木生長速率一直保持增加，而其他三個(gè)海拔的樹木生長速率均自1983年之后明顯減緩。競爭會明顯阻礙樹木胸徑和樹高的生長，尤其對胸徑生長的抑制性更強(qiáng)。林分密度越大，樹木間的競爭作用越強(qiáng)，林分密度每增加1000株·hm-2，孤立木的徑向生長速率要比林木大4.5倍。分析表明，樹木間的競爭主要是對于水分條件的競爭，而競爭強(qiáng)度會隨著溫度升高或林分密度增加而增強(qiáng)。
　　4)綜合看來，隨海拔升高，青海云杉林的林分結(jié)構(gòu)和樹