貢嘎山高山林線樹種生理特性比較研究.pdf

1、低溫、干旱、養(yǎng)分不足、鹽脅迫、水分脅迫或強(qiáng)風(fēng)等都可能限制森林的分布，從而形成各種森林分布限界。高山林線是劃分高山區(qū)景觀類型的一條重要生態(tài)界線。高山林線在小范圍內(nèi)包含了多個(gè)環(huán)境梯度，受到人為的干擾少，且對(duì)氣候變化十分敏感，使其越來越成為世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)。 對(duì)高山林線的研究歷經(jīng)近百年，在區(qū)域和全球尺度曾提出五類假說，分別是：(1)熱量(溫度)控制假說；(2)環(huán)境脅迫假說；(3)干擾假說；(4)更新繁殖障礙假說；(5)碳平衡失調(diào)假

2、說。但至今沒有一種可以普遍解釋全球高山林線現(xiàn)象的假說與理論。我國山地面積占國土面積的70％，而西南山地面積占本地面積的95％以上，但我國對(duì)于高山林線的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。 本研究以青藏高原東南緣高山林線為研究對(duì)象，選擇溫暖濕潤的東北坡(磨西山谷)和干熱的兩南坡(康定山谷)兩個(gè)地域，冷杉(Abies fabri)、云杉(Picea likiangensis var．hirtella)、鐵杉(Tsuga dumosa)三個(gè)林線主要構(gòu)成樹種

3、，從低海拔至林線附近連續(xù)分布的海拔剖面，綜合運(yùn)用植物生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)和植物生理生化的理論和方法，比較研究林線樹種從低海拔至低溫分布上限之間的環(huán)境因子梯度變化，及其相應(yīng)的葉片LMA、組織可溶性碳水化合物含量等生理指標(biāo)。分析研究貢嘎山林線樹種各項(xiàng)生理指標(biāo)，及其與不同生長(zhǎng)環(huán)境、不同生長(zhǎng)季節(jié)的關(guān)系，以及這些生理指標(biāo)隨海拔升高變化的規(guī)律，并以此檢驗(yàn)“碳水化合物不足導(dǎo)致高山林線形成”的假說。 主要研究結(jié)果如下： 1、對(duì)貢嘎山林線地

4、區(qū)的兩個(gè)坡向?qū)Ρ妊芯?，得知溫暖濕潤的東北坡(磨西山谷)比干熱的西南坡(康定山谷)更適于林線樹生長(zhǎng)，這使得生長(zhǎng)在東北坡的樣樹，葉片LMA、各組織NSC、總氮、可溶性蛋白含量和基于葉面積的葉片單位面積NSC、葉片單位面積總氮含量、葉片單位面積可溶性蛋白等生理指標(biāo)總體明顯大于生長(zhǎng)在西南坡的樣樹。 2、對(duì)不同生長(zhǎng)季節(jié)間數(shù)據(jù)的比較研究，相同樣樹LMA、組織NSC含量、組織總氮含量、組織可溶性蛋白含量和基于葉面積的葉片單位面積NSC、葉片單

5、位面積總氮含量、葉片單位面積可溶性蛋白等生理指標(biāo)都不同程度地表現(xiàn)為休眠末期大于生長(zhǎng)旺盛期。不同區(qū)域間，這種趨勢(shì)在溫暖濕潤的東北坡(磨西山谷)生長(zhǎng)的樣樹中表現(xiàn)更為明顯。相同樣地不同樹種間，這種趨勢(shì)在更具生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的冷杉中表現(xiàn)更為明顯。 3、綜合對(duì)貢嘎山地區(qū)高山林線樹種不同區(qū)域、不同生長(zhǎng)季節(jié)、不同海拔高度各生理指標(biāo)的比較研究。對(duì)于環(huán)境、季節(jié)、海拔等生長(zhǎng)條件變化的反映，林線樣樹葉片LMA、各組織NSC、總氮、可溶性蛋白含量和基于葉面積的

6、葉片單位面積NSC、葉片單位面積總氮含量、葉片單位面積可溶性蛋白等生理指標(biāo)數(shù)值大的樹種，其變化的差異也更為明顯，對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境的變化反映更為顯著。即更適宜植物生長(zhǎng)的地域和生長(zhǎng)具優(yōu)勢(shì)的樹種中的變化，更能代表外界環(huán)境對(duì)植物的影響。 4、通過對(duì)兩個(gè)樣地、三個(gè)樹種生理特性的比較研究，兩個(gè)坡向冷杉的各項(xiàng)生理指標(biāo)都顯著表現(xiàn)為隨海拔高度升高而增大，且生長(zhǎng)季節(jié)比休眠期更為明顯。生長(zhǎng)在磨西山谷的鐵杉的葉片LMA、組織可溶性碳水化合物、組織含氮量等指標(biāo)