高山林线形成机理及植物相关生理生态学特性研究进展

高山林线作为极端环境条件下树木生存的界限,由于其对气候变化的敏感性,在全球变化研究中得到了广泛关注。研究高山林线形成机理以及林线地带植物相关生理生态学特性成为预测未来气候变化条件下植被动态变化的出发点。对于高山林线形成机理研究主要关注两方面问题：（1）林线地带外界环境如何限制乔木生长和分布,其内在机理如何;（2）灌木及草本相对于乔木在林线地区有哪些生存优势,从乔木到灌木及草本生活型演变的功能及意义如何。综述了当前高山林线形成机理及相关生理生态特性的国内外最新研究成果,指出尽管温度（尤其是生长季低温）在全球尺度上能解释大部分高山区域林线的分布,但树木生长和生存受限的内在机理并没有弄清楚,目前主要存在“碳受限”以及“生长受限”假说两大争论焦点。另外,理论上受温度控制的高山林线对气候变化的响应表现出不同的模式,表明全球变化对林线分布和植被生长影响的复杂性和不确定性。因此,未来的研究应该关注影响林线地区植被生长的多种生理生态学过程,比如水分及养分利用过程,以及从乔木到灌木及草本生活型演变的功能意义,从而为林线形成机理以及对气候变化的响应提供更好的解释。     

西藏紫花针茅叶功能性状沿降水梯度的变化

植物叶功能性状与环境因子的关系是近10年来植物生态学的研究热点。该文以广泛分布于青藏高原干旱、半干旱草地的优势植物种紫花针茅(Stipa purpurea)为研究对象, 沿降水梯度(69-479 mm)系统测定了日土、改则、珠峰、当雄和纳木错5个调查地点紫花针茅比叶面积(SLA)、单位重量和单位面积叶氮含量(N_mass, N_area)、叶密度和厚度等叶功能性状以及土壤全氮含量等因子, 试图验证干旱胁迫地区同一物种内SLA-N_mass关系沿降水梯度的策略位移现象是否具有普遍性, 并对是否出现策略位移现象提出可能的解释。研究结果表明: 1) SLA和N_mass与生长季温度和降水以及土壤全氮含量均没有显著关系, SLA与N_mass的关系在干旱半干旱区(年降水/蒸发比< 0.11)与半湿润区(年降水/蒸发比> 0.11)之间并没有出现典型的位移现象; 2)叶密度是决定半湿润区SLA变化的主导因子, 而叶厚度则是干旱半干旱区SLA变化的控制因子, 两者与SLA均呈负相关, 随着温度增加或降水减少, 叶厚度增加而叶密度降低, 导致SLA随温度和降水变化不明显; 3)半湿润区的叶密度增加引起N_area增加, 而干旱半干旱区的叶厚度增加并没有造成N_area的显著变化, 导致N_area沿降水梯度没有显著变化; 4)紫花针茅地上生物量与N_area具有显著正相关关系, 表明N_area的增加有助于提高植被生产力。结果表明, 在干旱胁迫下, 植物通过增加叶厚度来维持不变的N_area可能有助于保持与较湿润地区相似的光合生产和水分利用效率。叶厚度和叶密度对比叶面积的相对影响在干旱半干旱区与半湿润区之间发生转变, 这为进一步检测高寒草地植被的水分限制阈值提供了新思路。     

云南松林的根系生物量及其分布规律的研究

利用平均标准木机械布点法测定了云南省永仁林业局云南松不同龄组林分的根系生物量及其沿土壤剖面深度的分布规律.结果表明,林分根系总生物量随林龄而增加,幼龄林(15～17年)的根系生物量为8.50 t·hm^-2,中龄林(30～32年)为11.70 t·hm^-2,成熟林为(>62年) 18.91 t·hm^-2.在不同龄组林分中,粗根(>10mm)生物量差异最大（1.5～12.3 t·hm^-2）,而中根（5～10 mm）（1.4～1.6 t·hm^-2）及小根（<5 mm）（5.3～6.2 t·hm^-2）的生物量差异最小.根系生物量沿土壤深度迅速减少,约93%的根系生物量集中分布在0～30 cm土层中,深土层(30～115 cm)的根系生物量仅占7%左右.     

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 georgei var. 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Krner观测的(6.7±0.8)℃全球均值.