【目的】研究不同地形青海云杉林的土壤阳离子交换量（Soil cation exchange capacity,CEC）和有机碳（Organic carbon,OC）含量，特别是土壤交换性盐基K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量及比例的分布规律，有助于深入了解青海云杉林土壤特性及其土壤肥力特征。【方法】在祁连山东段（哈溪林区）、中段（西水林区）和西段（祁丰林区）3个典型林区青海云杉林内，采集0～10、10～20、20～40、40～60、60～100 cm土层样品，测定CEC、OC、K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量。【结果】1）在哈溪林区和西水林区，土壤CEC和OC含量均随土层深度增加而减小，而在祁丰林区却随土层深度增加变化不明显；0～60 cm深度同一土层CEC和OC含量均呈从东至西逐渐下降的变化趋势，而60～100 cm深度同一土层CEC和OC含量却呈从东至西逐渐升高的变化趋势；2)3个林区土壤交换性盐基组成含量均表现为：Ca~(2+)>Mg~(2+)>Na~+>K~+；交换性盐基K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)在土壤剖面上和不同林区之间存在较大差异，交换性盐基离子总量（Soil exchangeable base,SEB）的变化规律取决于Ca~(2+)含量的变化规律；3）土壤Ca/K、Mg/K、Ca/Mg值在土壤剖面上和不同林区亦存在较大差异，而(Ca+Mg)/SEB和K/SEB值在土壤剖面上和不同林区的差异性不明显。【结论】研究结果可为祁连山青海云杉林土壤研究和可持续管理提供数据支撑，并为氮沉降背景下的碱性土壤交换性盐基离子研究提供基础数据。

The effects of soil temperature on soil respiration in natural forest of Picea crassifolia were evaluated by using the Li-6400-09 soil respiration rate apparatus. The results indicated that during the growth phase of P. crassifolia, both the soil respiration and temperature were all in a single apex...

【目的】探明青海云杉林分结构与环境因子之间的关系,找出影响青海云杉林分结构的主导因子,为祁连山青海云杉林的科学经营、可持续利用以及生态系统稳定与修复提供理论依据。【方法】选择分布于祁连山排露沟流域的青海云杉为研究对象,通过对15个20 m×20 m青海云杉固定样地进行植被因子和环境因子的调查,运用描述性统计法研究了青海云杉林分结构和立地因子分布特征,并采用冗余分析法分析了林分结构与立地因子之间的关系。【结果】青海云杉径级结构、树高结构、冠长结构和冠幅结构均呈左偏分布状态;径级、高度级、冠长级、冠幅级和多度之间均呈3次多项式关系,径级1～5 cm到21～25 cm、高度级2～4 m到14～16 m、冠长级1～2 m到8～10 m、冠幅级2～4 m到4～6 m的多度分别为93.10%、91.56%、80.23%、83.42%;海拔、坡度分别与胸径、冠长、冠幅的相关性较大;坡向与胸径、冠幅、冠长、林龄相关性较小;20～40 cm土层温度与树高相关性较大,0～10 cm土层温度与郁闭度相关性较大;土壤体积含水量与胸径、冠长和冠幅呈正相关,与树高、郁闭度呈负相关;40～60 cm土层水分含量很好地解释了青海云杉林分结构的变异。【结论】40～60 cm土层水分含量是影响祁连山排露沟典型流域青海云杉林分结构的主要因子。

【目的】青海云杉是我国青藏高原东北边缘的特有树种，研究其天然更新对土壤物理性质的响应，从而为祁连山青海云杉次生林的恢复和管理及可持续利用提供基础理论依据。【方法】通过对分布在祁连山排露沟流域的青海云杉林设置海拔梯度固定样地，进行天然更新苗调查和土壤容重、水分、pH、有机碳、氮磷钾全量及其速效养分等理化性质的取样和测定，分析青海云杉林天然更新苗对土壤理化性质的响应。【结果】各海拔区段的青海云杉林更新指数从大到小依次为2 800～2 900 m（0.63）>2 700～2 800 m（0.58）>3 100～3 300 m（0.57）>2 900～3 100 m（0.56），其中更新状况最好的海拔区段是2 800～2 900 m。土壤质量含水量、有机碳、全氮、水解氮含量在海拔区段H₁和H₂处显著小于海拔区段H₃和H₄（P<0.05）；土壤容重、pH、全钾和速效钾的含量在不同海拔区段之间的差异性不显著（P>0.05），土壤全磷和速效磷含量在海拔区段H₂显著大于其他海拔区段（P<0.05），其他海拔区段全磷差异性不显著（P>0.05），速效磷在海拔区段H₄含量最小，海拔区段H₁和H₃速效磷差异性不显著（P<0.05）。相关性分析表明，海拔区段2 800～2 900 m的更新指数仅与土壤容重、全磷、速效磷呈显著正相关（P<0.05），更新指数与土壤理化性质之间相关系数绝对值的最大值主要集中在该海拔区段。更新指数与土壤剖面不同土层的质量含水量、有机碳、全氮、水解氮均呈显著负相关（P<0.05），与容重、全磷含量均呈显著正相关（P<0.05）；与20～40 cm土层的速效磷呈显著正相关（P<0.05）。主成分分析表明，土壤有机碳、速效磷和全磷含量是影响青海云杉林天然更新的主要因子。【结论】祁连山青海云杉林天然更新与土壤理化性质之间的相互作用是密切的，特别是土壤中的有机碳累积和磷素养分的释放。

采用特征描述统计、多度分析、相关系数分析等方法,对祁连山大野口流域49块样地的青海云杉群落和林分结构进行研究。结果表明:(1)海拔对树高影响较大,对冠长影响较小,与其它因子不相关;坡向对冠幅影响最大,对冠长、树高影响较小;坡度对这些因子几乎没有影响。(2)从水平结构来看,胸径断面和冠幅投影面积与所在陆面面积比值为0.31%和25.58%,从垂直结构来看,树高、冠长分别为1.10 m·m-2和0.71 m·m-2,从群落位置来看,优势木和被压木占78.08%,占主导位置。(3)径级从1~5 cm到26~30 cm、高度级从2~4 m到18~20 m、冠长级从2~4 m到12~14 m、冠幅级从2...

利用EM50土壤水分监测仪,在样地尺度上,测定了祁连山青海云杉天然林、无间伐和间伐强度为20%的人工林地生长季节的土壤水分,对比分析间伐对人工林土壤水分的影响。结果表明:未间伐人工林林地表层(10 cm)土壤含水量显著高于间伐强度为20%的人工林和天然林,间伐导致了人工林林地表层土壤水分下降;而对于深层土壤含水量而言,间伐措施又显著提高了深层60 cm处的土壤含水量。与天然林地土壤含水量相比,无间伐人工林深层60 cm和80 cm处的土壤体积含水量仅为天然林的49.7%和52.1%,深层土壤已经出现旱化现象,间伐措施能够减缓这种旱化现象。

以祁连山青海云杉林为研究对象,以采伐干扰事件后形成的次生林的林分密度、林龄结构特征、空间分布格局以及树木年轮等为数据基础,采用地统计和树木年轮生态学方法,从空间和时间尺度上反演采伐干扰事件和森林群落的演替恢复过程。结果表明:采伐干扰事件后,林分密度呈指数曲线增加(y=237e0.14x,R2=0.97),采伐30a后,林分密度从256株.hm-2增加到1.697万株.hm-2;恢复过程中并无其他树种出现,只是青海云杉林的密度、空间分布格局和林木生长速度发生变化,这表明对于祁连山青海云杉林来说,采伐干扰事件并不会为其他树种成功入侵创造机会;树木年轮分析表明,在9～20a的时间尺度上,采伐干扰事件...

以正交试验好气培养土壤方法分析了祁连山青海云杉林和高寒草甸下土壤N矿化及其与温度、湿度、土层和海拔的关系。结果显示:以土壤N矿化量极差计,土层和温、湿度交互作用对土壤N矿化影响最大,其次是温度,湿度影响较小;以土壤N矿化比例极差计,温度和温、湿度交互作用对土壤N矿化影响最大,其次是湿度,土层影响较小。温度和温、湿度交互作用对土壤N矿化量影响显著,对土壤N矿化比例影响却不显著(P<0.05)。35℃下土壤N矿化量比5℃和15℃下高,而25℃与5℃和15℃下差异不显著;35℃下土壤N矿化比例比15℃下高,15℃与5℃和25℃差异不显著(P<0.05)。不同湿度下土壤N矿化量差异不显著,土壤含水量为...

森林种群结构与空间分布格局研究是生态恢复和生态水文研究的重要组成部分。采用空间代替时间将祁连山排露沟流域青海云杉林分布区划分为4个海拔区段,并在不同区段内设置样地进行调查,分析青海云杉种群结构与空间分布格局。结果表明:青海云杉种群垂直结构表明,不同海拔区段乔木层中层木均最多,海拔2 900～3 100 m和3 100～3 300 m上层木居中,海拔2 700～2 800 m下层木居中。种群径级结构表明,小树和中树所占总体比例均达到76.3%以上,大树个体较少,青海云杉种群更新较好,处于恢复阶段。种群空间分布格局表明,海拔2 700～2 800 m、2 900～3 100 m和3 100～3 300 m的青海云杉种群呈聚集分布格局,海拔2 800～2 900 m的青海云杉种群呈泊松分布格局,2种分布格局可能分别受制于气候因子和自身的生物学特性的影响。

祁连山位于西北干旱、半干旱地区,不仅是黑河发源地,也是黑河流域主要产流区和水量供应区之一,对黑河流域水资源可持续开发利用具有决定性影响。青海云杉林(Picea crassifolia forest)作为当地重要的水源涵养林类型,其森林结构和生长变化对祁连山甚至整个黑河流域十分重要。然而森林与水之间存在复杂的相互关系,尤其是西北半干旱地区林水矛盾严重,水作为主要载体参与并影响森林生态系统的物质循环和能量流动,是森林生态系统中最活跃的因子,决定着森林的存在、恢复、经营、稳定和发展;坡面不仅是森林植被和水资源互

以祁连山排露沟流域青海云杉林为研究对象,2013年5—9月份测定了33场大气降水、穿透雨和树干茎流的TOC、N、P、K、Ca和Mg等化学元素的浓度,分析了青海云杉林对降水化学特征的影响。结果表明:(1)生长季穿透雨和树干茎流与大气降水化学元素浓度相比,除穿透雨N和P浓度比值变小或没明显的变化外,其他化学元素浓度增加的倍数明显大于大气降水,其中K、Ca和Mg元素表现尤为明显;(2)生长季大气降水TOC、N、P、K、Ca、Mg等元素浓度大小分别为22.25、12.06、0.76、1.00、1.91、0.43

【目的】研究青藏高原东部祁连山地区青海云杉中龄林混交度对各土层细根生物量和形态特征的影响,以期为当地森林恢复和林分经营提供理论依据。【方法】选择混交度分别为0、0. 2、0. 4和0. 6的青海云杉天然中龄林样地,调查混交度对0～20和20～40 cm土层各树种细根生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的影响。【结果】混交度为0. 4的青海云杉林以10～25 cm径级(63. 72%)、24～32 m高度级(48. 72%)和16～20 m高度级(11. 18%)乔木占比最大,且均显著高于其他3个混交度的林分;青海云杉林总细根生物量密度主要分布在0～20 cm土层,占细根总量的68. 31%～83. 49%,其数值随混交度增大呈现先升后降趋势,混交度0. 4时最大,为616. 26 g·m~(-3); 20～40 cm土层总细根生物量密度随混交度增大而增大,在混交度0. 6时最大,为227. 17g·m~(-3);在0～20 cm土层,细根根长密度和根表面积密度表现为混交度0. 4>混交度0. 2>混交度0>混交度0. 6,比根长和比表面积表现为混交度0. 4>混交度0. 2>混交度0. 6>混交度0;在20～40 cm土层,根长密度、根表面积密度和比根长均表现为混交度0. 6>混交度0. 4>混交度0. 2>混交度0,比表面积表现为混交度0. 6>混交度0. 2>混交度0. 4>混交度0;随混交度增大,云杉对0～40 cm土层林分细根生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的贡献逐渐减小,而白桦对0～40 cm土层林分细根生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的贡献持续增大;混交度对细根根长密度和根表面积密度的影响主要表现在0～1 mm径级细根上。【结论】与其他混交度林分相比,混交度为0. 4的青海云杉中龄林具有更合理的径级结构和高度级结构,异龄、复层的林分结构可以减小相邻植株间生态位竞争重叠范围,优化林分空间利用效率,提高群落稳定性,细根生物量密度及细根形态特征如比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度达到最大。在未来青海云杉中龄林经营中,合理控制混交度在0. 4左右,可促进群落细根发育,利于森林持续健康发育。

【目的】研究青海云杉林更新苗和成树的两个重要参数密度和高度的空间异质性程度与变异尺度，并分析其空间分布格局及其与生态学过程之间的内在联系。【方法】利用国家级祁连山森林生态站已建立的340 m×300 m青海云杉林动态监测样地，进行更新苗和成树数量和高度的调查，采用经典统计学和地统计学方法研究密度和高度的空间变异特征。【结果】1）样地更新苗和成树密度的均值分别是5 762和2 016株·hm-2，对应的高度均值分别是0.30和8.79 m。更新苗密度和高度的变异属强变异，而成树密度和高度的变异属中等变异。2）样地更新苗和成树密度的变异函数值可用球状模型和指数模型描述，变程分别为73.10和45.60 m。更新苗密度空间依赖性较强，而成树密度空间依赖性较小。东北—西南方向上是更新苗密度分布的优势格局，全方位上是成树密度分布的优势格局。更新苗密度斑块之间的连接程度低，成树密度斑块间的连接程度较高。3）样地更新苗高度的变异函数值可用指数模型描述和球状模型描述，变程分别为47.40和23.90 m。东北—西南方向上是更新苗高度分布的优势格局，南北方向上是成树高度分布的优势格局。更新苗高度斑块之间的连接程度低，成树高度斑块间的连接程度较高。【结论】青海云杉林更新苗和成树密度和高度的空间变异性研究有助于解释青海云杉林种群动态背后的潜在规律性，有望为青海云杉林生态系统的可持续管理提供理论依据，也可为退化的青海云杉林生态系统植被生态恢复提供参考。

为了探讨青海云杉林水文特征与生态因子变化关系,选择大野口流域为试验流域,充分利用历史监测资料以及现有生态监测设施仪器的优势,通过降水、林冠及树干截留、苔藓枯落物截留、土壤水分及温度、积雪消融、冻土冻融、土壤蒸发、河川径流、林分立地条件、林分气象因子、林分结构、苔藓枯落物结构、土壤特性等指标监测,采取特征参数统计、多元函数回归和相关系数等分析方法,研究了水文特与生态因子之间的相互关系。研究结论为:(1)建立了水位与河川径流量之间的回归关系,探讨了祁连山大野口流域河川径流量变化规律;(2)建立了气温、降水、土

研究祁连山林线区域青海云杉种群结构、年轮生长及林线位置对气候变化的响应。结果表明:在区域气候变暖的背景下,青海云杉林线种群1～30龄的幼龄个体数量最多,占总数的80.9%;100年来林线种群密度大约增加了23倍,但林线位置并没有发生明显变化;年轮分析得出,气候变暖导致近30年来林线树木径生长明显增加,青海云杉树木年轮指数与当年夏季、秋季以及上一年夏季平均气温显著正相关,与上一年秋季及当年6月份的平均气温呈极显著正相关。