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藏东南色季拉山林线植被生理生态学特征实验与调查获得新进展
2008-10-21      

 

藏东南地区是全球林线分布海拔最高的地区之一,作为全球重要的高山生态过渡带,该区高山林线及其及其生理生态特性对全球变化具有敏感的反映。中国科学院青藏高原研究所生态与环境变化课题组在藏东南站的支持下,于2008年植物生长季节对该区林线的乔、灌木开展了深入的系统观测,以期进一步了解气候、土壤要素对林线过渡带植被生长的机制。

急尖长苞冷杉和方枝柏是色季拉山地区林线的主要乔木树种,它们分别分布在阴坡和阳坡。20088月—9月,课题组分别测定了色季拉山西坡急尖长苞冷杉和阳坡方枝柏林线交错带地区的多种植被类型的叶面积指数和根系生物量。

叶面积指数测定样地包括:阴坡沿海拔梯度选定的2个森林样地(急尖长苞冷杉林线),2个高灌丛样地(黄杯杜鹃),1个矮灌丛样地(雪层杜鹃)和1个草甸样地;阳坡沿海拔梯度选定的2个森林样地(方枝柏林线)1个矮灌丛样地(雪层杜鹃)和1个草甸样地。测定方法为统一的叶面积指数测定法,即实测叶生物量和比叶面积(单位重量的叶面积,cm2/g),进而换算为单位土地面积上叶面积(m2/m2)。森林植物比叶面积的测定分叶龄和冠层高度采摘新鲜的叶样并测定其叶面积,然后置于烘箱内48小时在75下烘干。森林叶生物量测定是通过已有的相对生长方程估算,灌丛和草地叶生物量测定是通过样方收获法(灌木:2×2m,草本:0.5×0.5m) 

高山灌丛及草地的根系生物量测定

林线过渡带不同植被类型根系生物量的测定样地包括:在阴坡分别选取了急尖长苞冷杉林线、高灌丛(黄杯杜鹃)、矮灌丛(雪层杜鹃)和草甸等四种类型;在阳坡则选取了方枝柏林线、矮灌丛(雪层杜鹃)和草地等三种类型。在0.5×0.5m样方内(每种植被类型有3个重复),挖掘到根系的最大深度处并将所有的根系按径级(粗根:d1cm,中根:0.2<d<1cm,细根:d0.2cm)进行分类称重,对于土壤中的须根重量我们采用称总土重并取一部分土壤过筛按比例求算的方法来获得。将所有根系样品称完鲜重后,取一部分测含水率进而得到根系总干重。

常绿灌木黄杯杜鹃(Rhododendron wardii)是藏东南色季拉山林线林下灌木的主要物种,也是林线的重要组成部分。,黄杯杜鹃在色季拉山地区分布范围广,便于对比研究海拔、坡向等变化对植物生理生态学特征造成的影响。20088月,课题组针对黄杯杜鹃进行了采样工作,主要包括以下方面:

1、光合生理的对坡实验观测:对坡实验的采样基于色季拉山口附近的高山林线观测场进行。观测场所处的位置为N29°36¢E94°36¢,海拔范围约41504650m。因坡面朝向的不同分为阴坡、阳坡两个坡面。对坡实验的内容包括最大净光合速率和相对生长速率两项指标。

最大净光合速率测定利用LI-6400便携式光合作用系统进行。将两坡面划分不同海拔,利用LI-6400的环境条件控制对叶片进行光响应曲线的测定,测定后利用SPSS结合Farquhar模型得出最大净光合速率,并可进一步根据叶氮含量得出光合氮素利用效率。测定地点包括阳坡4个海拔,阴坡6个海拔(林内、林外各3),每个林内样点区分强光环境和弱光环境两种具体生境,对当年叶和一年叶各进行3个重复的光响应曲线测量,林外样点不区分光环境。用于测定的植株的相关叶片采样作比叶面积和叶氮含量等测定。

光响应曲线测量

相对生长速率与比叶面积、同化率和叶生物量比例相关,为研究海拔高度与水汽条件对植被生长的影响,本次考察在阳坡设置4个海拔,阴坡共9个海拔,在每个样点内选取生长处于平均水平的黄杯杜鹃植株,采集所有叶片及当年枝条,通过烘干、称重等处理,计算比叶面积、当年生枝条及各年龄叶生物量。树干横向生长的当年生物量通过树轮解析获得。通过以上手段得到相对生长速率所需的相关指标,并进行分析比较。

2、色季拉山东、西坡样带采样调查:不同坡面的样带采样调查是以色季拉山口为界,分为东、西两坡,沿318国道,由黄杯杜鹃分布下限开始,每隔海拔约100m采样直至分布上限。黄杯杜鹃在西坡采样由4000m4640m,共设置7个海拔梯度;东坡采样由4100m4500m,共设置5个海拔梯度。主要采集叶样,用于比叶面积、叶氮含量等指标的比较,以说明东、西两坡不同的水汽条件对黄杯杜鹃相关叶性状造成的影响。

 

图·文/刘新圣、孔高强、罗天祥)

 

 
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