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天山中部不同海拔高度天山云杉林的生态学研究

王婷  
【摘要】:树木的生长和立地环境密切相关并受多种气候因子的影响。一方面,大多数树木年轮的宽窄能够真实地记录下过去的气候变化,树木年轮资料可以用来重建过去几百年甚至上千年气候变化的代用资料;另一方面,一些有关林线动态的研究也证明林线种群的年龄结构也是表示气候变化的指示因子之一。本文应用种群生态学和树木年代学的方法并结合气象资料,研究了中部天山不同海拔高度上天山云杉(Picea schrenkiana)种群的年龄结构以及树木年轮宽度与气候变化的关系。主要结果归纳如下: 1).分上、中、下三个海拔梯度研究了中部天山云杉林的年龄结构和种群动态沿海拔梯度的变化情况。森林下限接近干旱沙漠地带,土壤含水量低,温度比较高且降水量少,降水量可能是影响森林下限天山云杉生长和更新的主要的限制因子;在中海拔林区幼苗和幼树比较多,林内的个体间的竞争引起的自疏作用可能是限制林下更新主要原因;森林上限的天山云杉大多比较老,<60a的天山云杉个体数目仅占上限云杉个体总数的14%;影响幼苗成活的原因如温度等可能是限制高海拔森林上限种群更新的主要原因。 2).分三个不同的海拔梯度研究天山云杉年轮宽度与气候变化的关系,即低海拔森林下限(1600~1700 m a.s.l.),中海拔内部林区(2100~2200 m a.s.l.).高海拔森林上限(2600~2700 m a.s.l.)。研究证明不同海拔高度天山云杉的径向生长都与当年生长季及上年生长季末期的温度负相关,都与降水显著正相关;随着的海拔的降低,月均温升高,降水的重要性也随之加强,低海拔森林下限是树木生长对气候变化的“干旱敏感地带”;海拔越高,树木生长受上一年降水影响作用越大。 3).不同年龄的天山云杉对气候变化的反应特征不相同:幼龄树木对当年生长季的温度和降水的响应比较敏感,而老龄树木则对生长季前期及上年生长 季末期的气候变化比较敏感;年表所包含的样本的年龄组不同,其对气候变化 的响应特征也不同;年表所包含的样本的年龄跨度大,则容易模糊不同年龄树 木对外界气候变化反应的特性。 4).气象资料和树木年代学研究结果都证明天山中部近几十年来的温度有 所升高,但高海拔林线处近几十年来的幼苗和幼树更新反而有所下降;林线处 树木年轮宽度主要和2月份温度正相关,而幼苗的存活则主要受年内或年际间 的温度变化的影响比较大。较高的温度不是引起高海拔林线上升的唯一的气候 因素;如果年季间的温度波动比较大,即使全球气温继续变暖,高海拔林线也 会因更新不良而不会有所明显的上升。在未来的几十年内,如果中部天山高山 林线地带的更新状况不能得到改变,林线将会在较长时间内保持稳定状态或稍 有下降。 5).天山云杉种群的存活曲线基本介于Dee\’e yH和Deet’eyIIl型之间,其 幼苗和幼树的因竞争光、水分和养分等而死亡率较高。70a以前的死亡率很高. 但从7Oa~1 40a之间天山云杉基本上进入稳定阶段,1 40a左右开始出现成熟后 死亡。中部天山上倒一J型的年龄结构分布曲线,以及随年龄增长而降低的密度 和生物量变化趋势,和基本介于DeeveyH和Deeve}’I11型之间的存活曲线.都 表明中部天山的天山云衫种群处于稳定发展和更新的时期。


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