朱永鵬

（青海省海東市互助縣土族故土園景區(qū)管理委員會 青海海東 810599）

海拔梯度、坡向、坡度等地形的復(fù)雜因素，對高山植被祁連圓柏既有一定的影響還有特定的生態(tài)促進作用。研究表明，不同環(huán)境下祁連圓柏對氣候也會產(chǎn)生影響，造成了坡度海拔的差異性。因此，對祁連復(fù)雜高原環(huán)境特征下的高山祁連圓柏的研究十分必要。

1 研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究地區(qū)概況

祁連圓柏在青海全省各林區(qū)均有分布，通常分布于海拔2 600～4 300 m的陽坡、半陽坡或半陰坡，具備極強的抵抗高寒及高溫天氣的能力，在干旱貧瘠土壤中也能生長，但不耐蔭濕積水，對土壤及氣候條件要求不嚴(yán)，有很強的適應(yīng)性。本研究采樣區(qū)位于阿尼瑪卿山地東部的河北林場，區(qū)域性降水的性質(zhì)非常有益于祁連圓柏的生長。在黃河兩岸及附近支流上生長的天然樹木，具有樹木更新不頻繁的特征，對生長環(huán)境要求較簡單[1]。但不同海拔決定了生長環(huán)境的區(qū)別，雨水量、溫度及濕度等，都會對祁連圓柏的生長環(huán)境產(chǎn)生水熱差異，在不同的環(huán)境中各氣候要素對樹木生長造成的影響程度也不一樣。

1.2 研究方法

1.2.1樣點設(shè)置

為研究影響祁連圓柏生長環(huán)境的因素，采用隨機采點，對連續(xù)上坡進行定點，并設(shè)置5 個采樣點：坡度最高點、中間地帶、與公路連接的平緩區(qū)、最高點與中間連接上坡地帶、公路與中間地帶連接的下坡點，由采集取樣分析出：在中間地帶往上的三點特點表現(xiàn)為土壤濕度較大，公路附近人為或非人為干擾因素過多，因此除上限樹木稀疏外，其余兩點樹木較為密集。因此，要規(guī)范遵循基本的采樣原，樣本應(yīng)選擇樹齡較長且健康的樹，且在每個采樣地點進行20 株以上樹木胸徑附近1 ～2 芯取樣。

1.2.2樹輪寬度年表的數(shù)據(jù)建立

對樣品進行分析研究，采取國際通用法（Stokes&Smiley，1968），對祁連圓柏進行風(fēng)干晾干、樹木固定打磨并測量樹輪的寬度，最后通過COFECHA 程序?qū)徊娑昱c測量結(jié)果進行分析檢驗。為了避免疊加因素，保留更多數(shù)輪的環(huán)境及各方面信息，并考慮到進行此項研究的基本目的，針對坡度的不同及不同海拔梯度生長的祁連圓柏的差異進行各方面比較，得出三類樹輪寬度年表：標(biāo)準(zhǔn)化年表（STD）、差值年表（RES）與自回歸年表（ARS），對于STD，其中包含較多的高頻度與豐富的低頻度信息，能多尺度反映氣候變化[2]。通過采用祁連圓柏STD 的研究數(shù)據(jù)進行詳細分析，并在研究中采納子樣本信號強度（subsample signal strength，SSS；Cook&Kairiukstis，1990）＞0.8 的樣本量作為標(biāo)準(zhǔn)化年表的起始研究點，認(rèn)為高于樣本量的年表序列是可靠地（圖1）。從土壤含水量及分布產(chǎn)量曲線可知，當(dāng)土壤含水率為50%～60%時，含水量降低，產(chǎn)量就相對減少。

圖1 5 個采樣點海拔樹輪寬度標(biāo)準(zhǔn)年表與樣本數(shù)量

2 祁連圓柏年輪現(xiàn)象的分析

由圖2 可知，7、8 月氣溫對上限祁連圓柏的限制較大且影響效果顯著，而下限樹木主要受當(dāng)年6 月與前一年11 月氣溫的制約限制影響。隨著海拔梯度的逐漸上升，祁連圓柏樹輪的生長與前一年8 月與當(dāng)年5 月降水量的相關(guān)性又呈遞減趨勢。綜合分析，整個坡面的圓柏生長主要受7、8 月的影響最大，而5 月的降水則十分利于圓柏的生長與樹苗萌發(fā)，因此，不同海拔的坡面與氣溫、降水量的作用都十分顯著。

圖2 樹輪序列的第一主成分與月平均氣溫和月降水量之間的相關(guān)系數(shù)

在氣溫、水分等環(huán)境較好的條件下，氣溫偏高，利于圓柏吸收養(yǎng)分以及寬年輪的形成，形成的木質(zhì)部也比較稀疏，植物色度相對較淺，生長較快。而在氣溫、水分等環(huán)境比較惡劣的條件下，溫度多用于融化凍土，形成的木質(zhì)部相對較密，色度較深，形成了窄輪。樹木的年輪不僅體現(xiàn)植物的生長狀況，也反映在生長中環(huán)境條件是否對植物的生長起促進作用。

3 討論

3.1 不同海拔梯度及坡度對祁連圓柏的影響

要使整個年輪分析中的環(huán)境及氣候信息含量最大，樣品就要表現(xiàn)出對群體的代表性（或是序列的共性越強）。此項數(shù)據(jù)研究中的5 個采樣點的樹輪序列特征值的SNR 與EPS 都相對較高，由此可表明，在此地區(qū)樹輪研究中，樹輪里包含豐富的環(huán)境及氣候信息，下限樹輪中包含的環(huán)境信息更加明顯，但仍會表現(xiàn)出遞增或遞減的垂直變化規(guī)律。海拔梯度中間地帶以上的3 個圓柏樹數(shù)據(jù)取樣點中樹輪序列特征值MS、SD 和表征樹輪當(dāng)年的樹輪寬度與前一年相比，其特征表現(xiàn)為AC 差異性不大，且不同采樣點樹輪序列中的MS 相比較，有且只有中間下限樹輪高于中間地帶以上的3 個數(shù)據(jù)采樣點，且AC 值也遠小于其他取樣數(shù)據(jù)年表。樹輪的寬窄與年份影響通過較高的MS 與較低的AC 體現(xiàn)，若是樹輪的寬窄變化相對差異性較大，那MS 值也會相對較高，反之，若AC 值較低，那前一年比當(dāng)年影響小。因此，年輪的巨大差異表明了坡度及海拔梯度對祁連圓柏生長的影響。

3.2 光照及溫度對坡度祁連圓柏樹的影響

土壤的含水率造成祁連圓柏的生長分布，其高山降水量也會對坡度祁連圓柏的生長造成影響，降水量偏多，會導(dǎo)致氣溫與地溫的降低，限制性作用也就越強。還有太陽輻射、空氣溫度、空氣相對濕度、風(fēng)速等影響因素對干莖的影響，由于氣溫與地溫的降低，降水量也相對增加，對樹木生長的限制性及作用也會隨之增強，也間接造成樹木的生長[3]。通過數(shù)據(jù)及分析研究，隨著海拔梯度的逐漸升高，祁連圓柏在當(dāng)年7 ～8 月的月均溫度相關(guān)值也會逐漸增高，且上限呈顯著相關(guān)（p ＜0.05），因此表明夏季溫度對青藏高原東北地區(qū)的森林上限樹木的生長有非常顯著的制約作用；但對于下限樹木生長，低海拔樹木與7 月溫度呈負相關(guān)。通過對前一年的數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，高海拔地區(qū)冬季溫度對樹木生長的影響也較大，溫度對祁連圓柏樹木生長影響較大的月份是在當(dāng)年11 月至次年3 月，且隨著海拔升高而逐漸增強。在往期研究溫度數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，此現(xiàn)象的出現(xiàn)還可能是由于當(dāng)年1 ～3 月，當(dāng)?shù)販囟绕咭鸬臉淠据^早結(jié)束“休眠”，且地溫隨著氣溫的升高，更有利于根系吸收水和無機鹽。間接促進祁連圓柏的生長期提前，年輪加寬。窄輪的形成多是由于樹木生長期縮短，而春季溫度回升是間接因素。各項影響環(huán)境的因素都會導(dǎo)致各方面發(fā)生差異性變化，例如，山地植物生理生態(tài)適應(yīng)性、分布界限及地域性等。氣候及植物生長分布也會造成不小的影響。

4 結(jié)語

阿尼瑪卿山地是位于黃河源的高山，森林帶幅度較寬，森林幅度與跨度較大，為各種植被的生態(tài)年輪采樣抽查與進行系統(tǒng)研究提供了非常有利的環(huán)境。本研究表明，在連續(xù)坡面不同梯度的海拔高度上生長的樹木與氣候，會產(chǎn)生相互作用性，既呈現(xiàn)一定規(guī)律性又有一定區(qū)域整體性，5 個采樣點的土壤含水率及空氣濕度等環(huán)境作用也會產(chǎn)生不同的作用力，對祁連圓柏的生長做出一定程度的影響。不論是樹木生長的年表特征值，還是海拔梯度與年表的數(shù)據(jù)關(guān)系或是年表與氣候因素及含水率的相關(guān)數(shù)據(jù)分析，都說明坡向變化對樹輪及氣候的影響相對較大。