苔藓植物对急尖长苞冷杉种子萌发及幼苗数量的影响

为探究苔藓植物对冷杉种子萌发及幼苗生长的影响机制,通过野外调查和室内试验,分析了不同处理方式及不同等级苔藓植物厚度对急尖长苞冷杉种子萌发及幼苗数量的影响。野外调查结果表明,对照组种子数量>除去苔藓处理种子数量>除去苔藓并整地处理种子数量;天然更新幼苗数量表现为对照组>除去苔藓并整地处理>除去苔藓处理;苔藓厚度对种子萌发影响表现为Ⅰ级>Ⅱ级>Ⅲ级,对幼苗数量的影响表现为Ⅱ级>Ⅰ级>Ⅲ级。室内试验分析了不同处理方式下苔藓植物对急尖长苞冷杉种子发芽率、发芽势、发芽指数及冷杉幼苗生长的影响,结果表明,新鲜与烘干方式下的苔藓植物对冷杉种子的萌发有较为明显的抑制作用,但烘干状态下的影响较新鲜状态下要小。

雪被厚度对色季拉山急尖长苞冷杉林土壤线虫群落的影响

为了解雪被覆盖对青藏高原高寒森林土壤线虫群落的影响,选取藏东南色季拉山急尖长苞冷杉林为研究区,采用高通量测序技术分析不同雪被厚度0、10、20、30 cm下土壤线虫群落特征。结果表明:随着雪被增厚,有机质和全氮含量显著降低(P<0.05),全钾含量显著升高(P<0.05)。雪被增厚对线虫群落Shannon指数、Simpson指数、Pielou指数以及成熟度指数、线虫通路比值(NCR)均未产生显著影响,但NCR值有升高的趋势。雪被增厚使刺嘴纲(Enoplea)及食细菌性线虫的相对丰度增多,同时使20 cm和30 cm雪被下土壤线虫群落结构发生显著变化(P<0.05)。土壤有机质、全氮和全钾含量是影响土壤线虫群落的最关键的3个土壤环境因子。研究表明雪被厚度会对青藏高原色季拉山急尖长苞冷杉林土壤线虫群落产生影响,雪被增厚意味着较为稳定和温暖的土壤环境,利于土壤细菌数量增加,继而利于土壤有机质分解及钾的释放,为刺嘴纲及食细菌性线虫的增多提供了资源与环境条件。目前仍需对青藏高原地区土壤进行系统调查,以更深入的了解该生态脆弱区土壤线虫分布及其响应环境变化的规律。

色季拉山急尖长苞冷杉林凋落物特征

通过西藏东南部色季拉(山)急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)原始林不同胸径级立木的凋落物调查,以树冠投影面积推算林地凋落物量,分别对凋落物组成、年输入量与月动态变化等特征进行分析。结果表明,色季拉山急尖长苞冷杉林年平均凋落量为3.42T hm^(-2) year^(-1)。凋落物主要由针叶、树枝、球果、树皮、花序和碎屑六种组分构成,其中,针叶凋落量最大2097.15 kg,针叶所占凋落量比率为61.5%,其次是枝682.87 kg占比为20.0%;球果436.48 kg和树皮103.62 kg分别所占比例为12.8%和3%,花序和碎屑68.2 kg的凋落量所占比率约为2%左右。针叶和枯枝是冷杉林凋落物最主要的组分,占凋落物总量81.5%。急尖长苞冷杉林的凋落物年动态总体呈双峰型曲线,10-11月是凋落的高峰期,该期凋落量占全年凋落总量的37%;4月会出现一个小峰期,凋落物量占15%;1-3月、8-9月是凋落的峰谷期,其中1月的凋落量仅占2.7%。不同径级立木的凋落量有显著性差异,凋落量排序依次为:径级Ⅰ>径级Ⅲ>径级Ⅱ>径级Ⅳ>径级Ⅴ;立木不同方位的凋落物量东侧>南侧>北侧>西侧,不同方位的凋落量有显著性差异。

西藏色季拉山急尖长苞冷杉原始林粗木质残体空间格局分析

粗木质残体(Coarse woody debris,CWD)的空间格局反映了森林群落的死亡格局和干扰格局,在一定程度上体现了群落内林木的死亡过程。采用相邻网格法对色季拉山急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)原始林1 hm^2固定样地内CWD进行调查,从CWD类型、腐烂等级、径级3个方面对CWD空间分布格局进行分析。结果表明:样地内CWD总密度为582株/hm^2,倒木占55.33%,是CWD的主要输入形式。CWD密度在腐烂等级上的分布可用多项式拟合(R^2=0.9973),在径级上的分布可用指数衰减模型拟合(R^2=0.9746),且在不同类型、腐烂等级及径级上的分布差异较大。在50 m尺度内,CWD整体表现为小尺度的集群分布和中、大尺度的随机分布。在3种CWD分类中,仅有大枯枝、Ⅰ级腐烂、径级ⅠCWD在小尺度或中尺度表现为较强的集群分布,其余则均以随机分布为主,只是在个别尺度达到或接近集群分布。不同类型CWD间整体关联不显著,只有枯立木与大枯枝在0—21 m尺度内达到显著负关联。CWD空间分布格局是急尖长苞冷杉原始林的重要结构特征,在很大程度上决定着林下植物群落及林型自然更新格局。

西藏色季拉山东坡急尖长苞冷杉林的结实特性

通过野外观察和样地调查,分析和比较藏东南色季拉山急尖长苞冷杉林的结实状况、球果和种子的基本性状在不同海拔间及其与冷杉属其他树种的差异。结果表明:急尖长苞冷杉的结实属于有明显间隔周期的类型,天然林通常3年为1个结实丰年轮回期。不同海拔间结实母树的比例和数量差异较大,结实母树比例在25%～80%之间,平均为45%;结实母树数量128～483株·hm-2,平均为230株·hm-2;单株结实球果数量24～366个,平均为157个。林分及树冠空间结实特点为:林冠层树木结实,下层和林内母树不结实;单株树冠上层结实,下层不结实;树冠南面结实较多。与冷杉属其他树种相比,急尖长苞冷杉的球果长度略短,宽度居中;种子长度、宽度和厚度均小,单果种子数量较高。不同海拔间的比较表明,急尖长苞冷杉林垂直分布的中、低海拔球果和种子发育程度较高,反映在球果和种子较大,千粒质量、出种量以及饱满度均优于高海拔。

色季拉山急尖长苞冷杉种群不同龄级立木的空间分布格局

植物种群空间分布格局是种群个体在水平空间的分布、配置状况,是种群对环境适应的生存策略及适应机制的反映。以色季拉山急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)原始林为研究对象,在色季拉山东坡设置100 m×100 m固定样地,采用相邻网格法将样地划分为25个20 m×20 m的调查单元,对样地内所有基径≥0.1 cm的急尖长苞冷杉进行调查,记录林木的坐标、胸径、基径、冠幅等信息。依据基径和胸径两个指标将林木划分为12个径级和6个龄级(幼苗、幼树、小树、中树、大树、老树),对种群的径级特征及空间分布格局进行分析。结果显示:(1)急尖长苞冷杉种群在不同径级上的分布成倒"J"型。(2)种群整体、幼苗、幼树随空间尺度的增大依次呈现集群分布、随机分布和均匀分布,小树、中树、大树、老树在所研究尺度内均为随机分布。(3)幼树与幼苗在小尺度上接近或达到负关联,在中、大尺度无显著关联;小树、中树、大树、老树在空间分布上与幼苗、幼树的关联性符合Janzen-Connell假说,但小树、中树、大树、老树之间无显著关联。上述结果表明:色季拉山急尖长苞冷杉种群为稳定增长型种群,小径木以集群方式相互庇护以提高自身适应环境的能力,大径木在小、中尺度抑制林下更新,在大尺度则促进更新。该结果有助于揭示色季拉山急尖长苞冷杉种群的现状与动态规律,可为深入研究该种群维持机制提供理论依据。

濒危植物急尖长苞冷杉种群生命表分析

急尖长苞冷杉是我国二级保护植物,处于易危状态。在西藏色季拉山,对急尖长苞冷杉种群全面调查的基础上,以种群生命表及生存理论为基础,编制色季拉山阳坡、阴坡及总体急尖长苞冷杉种群特定时间生命表,分别绘制存活曲线、死亡率曲线、亏损率曲线,以及积累死亡率函数、死亡密度函数和危险率函数曲线,并分析种群动态变化。结果表明:生长在阳坡、阴坡及总体的急尖长苞冷杉种群各龄级个体数量均随年龄增长呈直线下降趋势,生境对种群的结构和动态有较大影响,幼苗死亡率阴坡大于阳坡,老龄个体死亡率阳坡大于阴坡;生长在阳坡种群的存活曲线属Deevey-Ⅱ型中的B3亚型,生长在阴坡种群的存活曲线属Deevey-Ⅲ型,总体种群的存活曲线也属Deevey-Ⅲ型;三个生命表中引入的几个函数都能较好地说明了种群的结构和动态变化。研究结果可为该资源的管理及持续利用提供理论依据。

藏东南色季拉山急尖长苞冷杉(Abies georgei var. smithii)林线的生态气候特征

高山林线因其对气候因子的敏感性和自身结构的不稳定性而被视为气候变化的"监视器",通过自动微气象站对藏东南色季拉山急尖长苞冷杉(Abies georgeivar.smithii)林线气象因子的连续监测,探讨了色季拉山高山林线的生态气候特征。结果表明:在色季拉山急尖长苞冷杉林线处,年平均温度为1.3℃,年平均相对湿度为79.4%,全年降水量为892.6 mm,主要集中在6、7、8、9月4个月份。林线最热月平均温度为9.4℃,最冷月平均温度为-6.4℃,年生物温度为3.1℃,温暖指数是11.6℃月,寒冷指数是-55.9℃月,生长季内平均温度为7.7℃,生长季长度为133d,大陆度指数为34.0,湿润指数为217.5。其温暖指数与我国两种山地森林树种祁连圆柏和喜马拉雅冷杉的分布上限较为接近。林线的最热月温度、年生物学温度和生长季平均温度与全国高山林线的平均值十分接近。从全球范围来看,色季拉山林线最热月平均温度9.4℃与全球均值10℃很接近。生长季内10cm深度的土壤均温为6.22℃,接近Krner观测的(6.7±0.8)℃全球均值。

色季拉山急尖长苞冷杉叶片及细根性状随海拔的变异特征

叶片和细根是植物对环境变化响应的主要功能器官,在气候变化趋势下,研究其随环境梯度的变化,对理解植物对环境的适应策略具有重要意义。本文是在色季拉山急尖长苞冷杉分布区,按海拔梯度(3800、3900、4000、4100、4200、4300、4400m)选择7个典型样地,在样地内对其叶片基本特征、叶绿素含量、比叶重和细根特征(0—60cm)等参数进行了测量。结果表明:(1)随海拔梯度升高,急尖长苞冷杉叶片叶面积减小、叶片厚度增加、叶绿素含量逐渐降低、比叶重显著增大。3900m处急尖长苞冷杉的叶片形态特征表现最好,叶片长度、宽度和面积均显著优于其他海拔,海拔4200m叶片厚度达到最大值,叶片面积、叶绿素含量随海拔升高呈下降趋势,但在4200m处出现第二峰值。(2)随海拔梯度增加,细根各性状与海拔表现出非线性关系,其中细根生物量和细根体积在3900m和4200m处出现两次峰值,3900m处细根生物量达到最大值,4200m处细根体积达到最大值,4400m处细根生物量和细根体积均显著少于其他海拔。细根根长密度在海拔3900、4200、4300m较高,三者之间差异不显著,但显著高于其余海拔,4400m海拔细根根长密度最小。细根表面积在3900m海拔处达到最大值,显著高于其他海拔,4200和4300m次之,3800、4000和4400m海拔下细根表面积相对较小。4400m处细根比根长达到最大值。各海拔上细根均主要分布在0—20cm土层。随土层厚度增加,各海拔细根生物量和根系体积在0—60cm土层范围内均逐渐减小;细根根长密度、表面积在20—40cm和40—60cm显著提高;同一海拔细根比根长随土层深度增加呈明显的增加趋势。各海拔40—60cm土层细根比根长显著高于20—40和0—20cm土层。(3)综合叶片及细根特征,海拔3900m为急尖长苞冷杉的最适宜生长区域;随海拔升高,环境因子逐渐恶劣,环境胁迫加剧,急尖长苞冷杉最终形成在4400m处为其分布上限的海拔梯度格局。

西藏色季拉山西坡急尖长苞冷杉林物种多样性及群落结构的垂直分布格局

沿海拔梯度3600～4300m设置8个样地,对西藏色季拉山西坡急尖长苞冷杉林的物种组成、物种丰富度、Shannon-Wiener指数(H′)、均匀度指数(E)、Jaccard指数(Cj)、Cody指数(βc)和群落结构沿海拔梯度的变化进行比较研究。结果表明:(1)在调查的8个急尖长苞冷杉林样地内共有植物58种,分属于36科53属,其中植物较多的科有蔷薇科8种、百合科5种、杜鹃花科5种、毛茛科3种、菊科3种、柏科2种、忍冬科2种、伞形科2种,其余的28科各只有1个种;(2)物种科、属、种数、Margalef指数(DM)与海拔存在显著的负相关性(P<0.05),在分布急尖长苞冷杉最低海拔3600m处出现物种丰富度的最大值;(3)多样性指数(H′)与海拔之间有极显著的负相关性(P<0.01),并且在3700～4100m之间多样性指数(H′)保持稳定;均匀度指数(E)与海拔梯度之间存在负相关性,但不显著;(4)Jaccard指数(Cj)在海拔3600～4100m随海拔的升高而升高,在生境过渡带的4100～4200m之间Jaccard指数(Cj)较低;Cody指数(βc)随海拔的升高呈下降的趋势,但在4000～4100m和4200～4300m海拔区间出现2个低谷;(5)最大树高(Hmax)和最大胸径(DBHmax)与海拔之间存在显著负相关性(P<0.05);胸高断面积之和(BA)和立木密度(N)与海拔之间存在负相关性,但不显著。

高山林线急尖长苞冷杉不同器官的稳定碳同位素组成分布特征

通过分析青藏高原东南部色季拉山林线物种急尖长苞冷杉不同年龄叶片、嫩枝、枝条、树干及根系的稳定碳同位素比值(δ13C)及其空间分布特征,研究了植物光合作用后稳定碳同位素分馏及其影响因素.结果表明:植物不同器官1δ3C值差异显著(P<0.001),为树干(-24.19‰)>枝条(-24.56‰)>根部(-25.05‰)>嫩枝(-25.12‰)>叶片(-27.25‰),说明从光合作用器官到非光合作用器官有明显的碳同位素分馏,且非光合作用器官之间也存在差异.随着急尖长苞冷杉叶片或嫩枝年龄的增加,叶片1δ3C值降低,而嫩枝1δ3C值升高(P<0.01).冠层上部叶片1δ3C值明显高于冠层下部(P<0.01),嫩枝δ13C值则无显著性差异(P>0.05).远离树干2.5 m的枝条δ13C值有明显的高度变化(P<0.01),而离树干较近(1.5或0.5 m)的枝条及树干在不同高度之间无差异(P>0.05).在同一冠层高度,随着与树干距离加大,枝条1δ3C值降低,且在中部和下部枝条尤为明显.说明林线地区冷杉光合作用后存在明显的碳同位素分馏;特定冠层高度树干与枝条生长所需的碳并不是全部来源于同高度的叶片光合作用合成的碳.

西藏色季拉山急尖长苞冷杉林地的物种多样性与土壤养分特征

利用西藏色季拉山东西坡急尖长苞冷杉林15个样方的数据,对该林分物种多样性及土壤营养元素含量进行了分析,结果表明,两坡土壤pH值呈酸性,西坡不同海拔的土壤pH值变化大于东坡,土壤有机质、全氮、碱解氮等含量也大于东坡,东西坡有效钙含量均远远大于其它有效元素含量,但两坡有效钙平均值有较大的差异.对西坡多样性指数H′具有较大影响的因子是土壤有效铁的含量,而对东坡均匀度指数E具有较大影响的因子是土壤有机质的含量.

色季拉山东坡急尖长苞冷杉种群结构与动态

[目的]研究西藏色季拉山急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)种群的结构动态及演替趋势,为该种群的保护与恢复提供参考依据.[方法]在色季拉山东坡海拔3800 m处设立100 m×100 m的典型样地,对固定样地内所有基径≥0.1 cm的乔木树种进行调查,记录树高、基径、胸径、生长状况等信息,对于基径<0.1 cm的幼苗采用抽样调查统计其数量.采用基径和胸径2个指标将急尖长苞冷杉种群划分为13个龄级,分析该种群的龄级结构;利用种群动态量化方法计算相邻龄级种群数量动态变化指数(Vn)和种群结构对随机干扰的敏感性指数(Pmax)等;采用种群静态生命表、生存分析等方法,分析种群结构特征;采用时间序列预测模型对种群未来数量动态变化趋势进行量化预测.[结果](1)色季拉山急尖长苞冷杉种群呈典型的"金字塔"型,1龄级幼苗储备丰富.(2)种群数量动态变化指数显示该种群为增长型种群,但对外界干扰具有较高的敏感性.(3)种群林龄结构完整,1龄级阶段存在强烈的环境筛选作用,种群存活曲线趋向于直线型(Deevey-Ⅱ型)B3亚型,种群死亡率与消失率随龄级的增大先降低后升高再降低.(4)生存分析表明,随龄级的增大,种群生存率逐渐降低,累积死亡率与生存率为互补关系,死亡密度与危险率总体呈降低趋势,但危险率曲线波动较大.(5)时间序列预测模型结果表明,急尖长苞冷杉种群在未来一段时间内呈增长趋势,与种群结构及数量动态变化指数分析结果一致.[结论]虽然各种指标均表明急尖长苞冷杉种群目前处于稳定增长期,但结合生境及气候条件认为,该种群目前处于以地形、风、雪为主导的一种多元演替顶级的稳定期,今后一段时间其种群数量虽有波动,但不会偏离目前整体状态.考虑该种群对外界干扰具有较高的敏感性,建议进一步加强生境的保护,防止生境破坏引起种群衰退.

不同时间尺度上西藏色季拉山急尖长苞冷杉林下倒木空间格局分析

【目的】分析西藏色季拉山急尖长苞冷杉(Abies georgei var.smithii)原始林下倒木在不同时间尺度上的空间分布格局及其相关性,探讨该森林生态系统内倒木的分布规律。【方法】在研究区内设置100 m×100 m固定样地,采用相邻网格法对样地内倒木进行调查,获取倒木的大小头直径、长度、腐烂程度、植被覆盖状况、坐标等基本信息,用腐烂等级表征倒木的时间尺度,分析倒木在不同时间尺度上的空间分布格局。【结果】倒木总体空间分布格局随空间尺度的增大依次呈现集群分布、随机分布和均匀分布,且以随机分布为主要特征;在各个时间尺度上的倒木均呈现显著的集群分布;不同时间尺度上的倒木在空间分布上虽无显著关联,但时间尺度间隔越近,越趋于正关联,越远则越趋于负关联。【结论】色季拉山急尖长苞冷杉原始林下倒木在空间分布上具有明显的时间特征,这与当地异常气候密切相关。

西藏色季拉山急尖长苞冷杉林生态系统的元素降水输入研究

20 0 0— 2 0 0 1年在西藏色季拉山对急尖长苞冷杉林生态系统进行了大气降水的连续观测 ,并对降水的元素和离子含量进行了常规分析。结果表明 :急尖长苞冷杉林生态系统的大气降水中化学元素输入量的大小顺序为 :Zn >N >Mg >Fe >Ca >P >Na >K ,各元素的输入量分别为 2 5 1、2 3 3、8 1、4 1、1 9、0 4、0 0 2 6、0 0 0 7kg·hm- 2a- 1 ;SO42 - 、HCO3- 和Cl- 的输入量分别为 74 2 6、74 3和 5 1 6kg·hm- 2 a- 1 ;养分的输入以降雨为主。林冠淋溶是以Na元素为主 ,而树干淋溶则是以P元素为主。林冠对Fe、Zn、HCO3- 、Cl- 、N、SO42 - 等元素和离子有吸收作用。

玉龙雪山不同海拔急尖长苞冷杉遗传多样性分析

利用4对SSR引物对玉龙雪山内5个海拔梯度的急尖长苞冷杉居群进行遗传多样性和遗传结构的研究。在物种水平上,Shannon信息指数(I)和Nei基因多样性(He)分别为0.971 9和0.556 7,表现出较高的遗传多样性;玉龙雪山不同海拔梯度上急尖长苞冷杉居群的遗传多样性有差异,且随着海拔梯度的递增,居群的遗传多样性除海拔3 350 m外,其他居群的遗传多样性随海拔的增加而增加,并在海拔3 700 m处达到最大值;急尖长苞冷杉居群间的基因流(N_m)为4.778 0,群体分化系数(Fst)为0.049 7,且基于AMOVA软件分析结果显示有3.55%的变异发生在居群间,表明急尖长苞冷杉群体间分化低,且大部分变异存在于居群内。研究结果表明海拔梯度对急尖长苞冷杉遗传多样性影响甚微。

藏东南急尖长苞冷杉林空气负离子浓度特征及其与气象因子的关系

以色季拉山国家森林公园急尖长苞冷杉林为对象,基于2018—2019年自动观测数据,采用单因素方差分析、多重比较、安培空气离子评价系数、Pearson相关性分析及通径分析等方法研究其空气负离子浓度(NAIC)的动态变化、空气质量及影响因素。结果表明:不同季节的日变化呈“单峰”型,春、夏、秋、冬各季峰值出现时间分别为14:00、14:00、12:00、11:00,日间显著高于夜间(P<0.05)。急尖长苞冷杉林NAIC月变化呈现为“N”字型,8、12月出现峰值,8、11、12月显著高于1—5月(P<0.05),其他月份之间差异不显著(P>0.05)。急尖长苞冷杉林NAIC在各季节表现为:夏(1577个·cm^(-3))>秋(1568个·cm^(-3))>冬(1428个·cm^(-3))>春(1217个·cm^(-3)),夏秋季显著高于春季(P<0.05);湿季略高于干季,无显著性差异(P>0.05)。全年各月空气质量评价指数(C_(i))值均>1,空气质量属于A等级,最清洁水平。结合单极系数q值,后半年空气质量更佳。急尖长苞冷杉林NAIC与空气温度、空气湿度、水汽压、时平均风速、时平均风向、地表温度、土壤热通量、日照时间、降水量、大气压、总辐射、紫外辐射等13个气象指标均为显著或极显著相关性。通过逐步回归,剔除空气湿度、时平均风向、总辐射3个指标后,水汽压、时平均风速、地表温度、土壤热通量、日照时间、降水量、大气压主要通过空气温度和紫外辐射发挥作用,剩余通径系数为0.694。急尖长苞冷杉林全年空气负离子浓度较高,空气质量较好,主要受空气温度和紫外辐射的控制,同时还需考虑除气象指标以外的因素。

色季拉山急尖长苞冷杉天然更新影响因素

为了弥补高原高山森林天然更新研究的不足,促进急尖长苞冷杉Abies georgei var. smithii种群更新和恢复,通过野外样方调查,分析了海拔与坡向、种子质量、林隙等对急尖长苞冷杉种子特性和幼苗数量的影响,进而分析了林分郁闭度、种子带翅长度、种子质量、苔藓厚度、凋落物厚度与幼苗数量的相关性等。结果表明:由于海拔与坡向的不同,急尖长苞冷杉种子带翅长度、种子去翅长度、种子宽度、种子厚度均存在差异性,尤其是阴坡与阳坡种子带翅长度均表现为显著差异;阴坡种子千粒重分布范围为3.32~12.86 g,阳坡为3.72~14.68 g,阳坡种子质量要优于阴坡;在海拔3 800与3 900 m处千粒重表现为显著差异,阴坡与阳坡亦然。在阴坡与阳坡,种子带翅长度、种子去翅长度、种子宽度、种子厚度、种子千粒重随着海拔的升高均呈先升高后下降的趋势,幼苗数量亦然。林隙研究结果为天然更新幼苗数量林隙>林缘>林下。林分郁闭度、种子带翅长度、种子质量、凋落物厚度均呈显著正相关,苔藓厚度呈极显著正相关,说明这些因素可能有利于急尖长苞冷杉天然更新,其中苔藓厚度是影响其天然更新最重要的因子。

急尖长苞冷杉4种林型土壤养分特征

【目的】分析急尖长苞冷杉林土壤养分分布特征,阐明其养分循环机制,为色季拉山急尖长苞冷杉林的可持续经营管理提供理论依据。【方法】以色季拉山花楸+忍冬-冷杉林、苔癣-冷杉林、杜鹃-冷杉林和方枝柏+冷杉混交林为对象,分别设置3个30 m×30 m标准样地,每个样地随机挖取3个土壤剖面,按0~10、10~20、20~40、40~60、60~100 cm分层采集土壤样品,测定土壤pH值、有机碳、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾含量并计算C、N、P的化学计量比,采用单因素方差、化学计量比及冗余分析等方法,基于全国第二次土壤普查标准,对4种林型的土壤pH值和7种土壤养分元素进行研究。【结果】1)4种林型土壤pH值均小于7.0,为酸性,pH值随土层深度增大而增加,其中,在0~10 cm与60~100 cm土层中差异显著(P<0.05)。2)4种林型土壤有机质、全氮、水解氮随土层深度的增大而减少,除杜鹃-冷杉林外,其它3种林型0~10 cm与60~100 cm土层差异显著(P<0.05),20~100 cm各土层中,土壤有机质含量均表现为:杜鹃-冷杉林>方枝柏+冷杉林>苔藓-冷杉林>花楸+忍冬-冷杉林,土壤全氮、水解氮含量均表现为:方枝柏+冷杉林>苔藓-冷杉林>杜鹃-冷杉林>花楸+忍冬-冷杉林。4种林型土壤全磷、速效磷、全钾、速效钾含量随土壤深度的增加而呈现不同的垂直分布特征,0~100 cm各土层中,方枝柏+冷杉混交林土壤全磷含量显著高于其它3种林型(P>0.05);花楸+忍冬-冷杉林土壤速效磷含量最高,方枝柏+冷杉混交林土壤速效磷含量最低,且两者差异显著(P<0.05)。0~100 cm各土层中,4种林型间土壤全钾含量差异均不显著;方枝柏+冷杉混交林土壤速效钾含量最高,杜鹃-冷杉林土壤速效钾含量最低,且两者差异显著(P<0.05)。3)各林型土壤生态化学计量比随土壤深度的增加无一致的规律,各林型土壤C∶N、C∶P、N∶P均高于中国陆地土壤平均值,结合全国第二次土壤普查标准,土壤磷、钾是急尖长苞冷杉林生长的限制性元素。4)土壤养分在低海拔阴坡高于阳坡(苔癣-冷杉林>花楸+忍冬-冷杉林),在高海拔则相反(方枝柏+冷杉>杜鹃-冷杉林)。【结论】急尖长苞冷杉林土壤养分分布受海拔、林型、坡度和坡向等因素影响而呈现空间异质性,磷和钾是急尖长苞冷杉林土壤的限制性元素。

西藏色季拉山急尖长苞冷杉林粗木质残体的持水特性

粗木质残体是森林生态系统非常重要的结构性和功能性单元,对生态系统的水源涵养功能具有重要作用。为了解西藏色季拉山急尖长苞冷杉(Abies geoegeti var.smithii)林粗木质残体的持水特性,用典型样地法对生态系统内的粗木质残体进行调查并取样,用浸泡模拟法测定其吸水率、吸水速率及持水潜力。结果表明:(1)粗木质残体的吸水率、吸水速率及其持水能力在其吸水过程中基本表现为高腐烂等级高于低腐烂等级,其吸水率与浸水时间的关系可用对数函数y=alnx+b拟合,吸水速率与浸水时间的关系可用幂函数y=ax^(-b)拟合,二者均达到极显著水平(p<0.01);(2)粗木质残体的密度随腐烂等级的增高而减小,饱和吸水率则随腐烂等级的增高而升高,饱和吸水率随密度的减小而升高,3种关系分别服从二项式y=-0.004 7x^2-0.034 3x+0.443 6、二项式y=0.393 2x^2-1.569 3x+2.070 5以及幂函数y=0.153x^(-1.661)分布,前两者显著性水平p>0.05,后者达到显著性水平(p<0.05);(3)粗木质残体储量为60.363 t/hm^2,最大储水量为98.420 t/hm^2,有效储水量为83.657 t/hm^2,相当于8.366 mm的降雨。该成果为进一步开展色季拉山急尖长苞冷杉林粗木质残体的水文生态功能奠定了基础。