祁连山北坡青海云杉中龄林生物量随海拔的变化

第５１卷第８期　２　０　１　５年８月　林　业　科　学　

ＳＣＩＥＮＴＩＡ　ＳＩＬＶＡＥ　ＳＩＮＩＣＡＥ　Ｖｏ１．５１．Ｎｏ．８　

Ａｕｇ．，２　０　１　５　

ｄｏｉ：１０．１１７０７／ｊ．１００１—７４８８．２０１５０８０１　

祁连山北坡青海云杉中龄林生物量随海拔的变化术　张　雷　于澎涛　王彦辉　王顺利　刘贤德　（１　中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所　国家林业局森林生态环境重点实验室　北京１０００９Ｉ：　２．甘肃省祁连山水源涵养林研究院　张掖７３４０００）　

摘要：　【目的】研究祁连山区重要的水源涵养林——青海云杉林的生物量随海拔（２　７００～３　３００　ｍ）的变　化规律，为预测祁连山区的产水能力和实施黑河流域植被一水的综合管理提供科学依据。【方法】在祁连山　中段北坡的排露沟小流域，沿海拔梯度，选取生长状况良好、具有代表性的林分布设样地，进行植被调查。在　２　７００～２　８００，２　８００～２　９００，２　９００～３　１Ｏ０和３　１００—３　３００　ｍ　４个海拔区段共设置１５块２０　ｍ×２０　ｍ样地。　利用已有的青海云杉生物量估算方程，计算研究区森林生物量的平均值、各海拔区段内的森林生物量以及不　同径级树木对总生物量的贡献量，据此分析森林生物量的大小及其随海拔变化规律的主要影响因素。【结　果】研究区青海云杉林的生物量为（１２８．６１±５０．２５）ｔ・ｈｍ～，中树（１２．５　ｃｍ＜ＤＢＨ≤２２．５　ｃｍ）和大树（ＤＢＨ＞　２２．５　ｃｍ）是森林生物量的主要来源，二者所占比例分别为４４％和３５％，小树（５　ｔｉｎ＜ＤＢＨ≤１２．５　ｃｍ）的生物量较　少，仅占２１％。随海拔升高，青海云杉林生物量呈“单峰”变化，在海拔２　７００～２　８００　ｍ为（１３５．４３±２１．２５）ｔ・ｈｍ～，　在海拔２　８００～２　９００　ｎｌ达到最大为（１５２．３３±７３．叭）ｔ・ｈｍ　，在海拔２　９００—３　１００　ｍ为（１２４．２８±３９．５４）ｔ．ｈｍ～，　在海拔３　１００～３　３００　ｉｎ最小为（１００．４８±６５．６９）ｔ・ｈｍ～。不同海拔区段内，森林生物量的主要来源不同，在海拔２　７００～２　８００　ｍ，以中树生物量最多，为６３．５４　ｔ・ｈｍ。（占该海拔区段内森林生物量的４８％）；在海拔２　８００～２　９００　ｍ，　中树生物量继续增加，达到９０．５３　ｔ・ｈｍＩ２（占该海拔区段内森林生物量的５９％），在海拔２　９００～３　１００　ｍ，大树成为　森林生物量的主要来源，其生物量为５４．４６　ｔ・ｈｍＩ２（占该海拔区段内森林生物量的４５％）；在海拔３　１００—３　３００　ｉｎ，　大树生物量继续增加，达到７１．４６　ｔ・ｈｍＩ２（占该海拔区段内森林生物量的７１％）。与附近地区相比，研究区青海云　杉林的生物量（１２８．６１　ｔ・ｈｍ　）与祁连山哈溪林场（１３２．９０　ｔ・ｈｍ　）、祁连山平均值（１６９．８０　ｔ－ｈｍ　）和全国平均值　（１５６．６６　ｔ・ｈｉｎ　）相近，但比甘肃省肃南县（２８２．５４　ｔ・ｈｍＩ２）、祁连山寺大隆林区（２１７．４１　ｔ・ｈｉｎ　）和祁连山北坡山　区的平均值（２０９．２４　ｔ・ｈｉｎ。）小。【结论】林分密度、温度和降水共同决定了森林生物量的大小及其海拔变化规律，　海拔２　８００～２　９００　Ｉｎ是本研究区青海云杉林生长的最适宜场所。　关键词：　祁连山；青海云杉林；生物量；海拔；树木径级　中图分类号：￥７１８．５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—７４８８（２０１５）０８—０００１—０７　

Ｂｉｏｍａｓｓ　Ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　Ｍｉｄｄｌｅ　Ａｇｅｄ　Ｆｏｒｅｓｔ　ｏｆ　Ｑｉｎｇｈａｉ　Ｓｐｒｕｃｅ　ａｌｏｎｇ　ａｎ　Ａｌｔｉｔｕｄｉｎａｌ　Ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｎｏｒｔｈ　Ｓｌｏｐｅ　ｏｆ　Ｑｉｌｉａｎ　Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ　

Ｚｈａｎｇ　Ｌｅｉ　Ｙｕ　Ｐｅｎｇｔａｏ　Ｗａｎｇ　Ｙａｎｈｕｉ　Ｗａｎｇ　Ｓｈｕｎｌｉ　Ｌｉｕ　Ｘｉａｎｄｅ　（Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｅｃｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｓｔａｔｅ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔ　Ｅｃｏｌｏｇｙ，Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ＣＡＦ　Ｂｅｌｔｉｎｇ　１０００９１；２．Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆＷａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ　Ｆｏｒｅｓｔｓ　ｉｎ　Ｑｉｌｉａｎ　Ｍｏｕｎｔａｉｎ　ｏｆＧａｎｓｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　Ｚｈａｎｇｙｅ　７３４０００）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：　【Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ】Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ，ｂｉｏｍａｓｓ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｉｎ　Ｑｉｎｇｈａｉ　ｓｐｒｕｃｅ（Ｐｉｃｅａ　ｃｒａｓｓｉｆｏｌｉａ）ｆｏｒｅｓｔｓ　ａｌｏｎｇ　ａｎ　ａｌｔｉｔｕｄｉｎａｌ　ｇｒａｄｉｅｎｔ（ｆｒｏｍ　２　７００—３　３００　ｍ）ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｈｅｌｐｆｕｌ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｙｉｅｌｄ　ｉｎ　Ｑｉｌｉａｎ　Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ，ｓｏｉｌ　ａｎｄ　ｗａｔｅｒ　ｉｎ　Ｈｅｉｈｅ　Ｂａｓｉｎ．【Ｍｅｔｈｏｄ】Ｉｎ　Ｐａｉｌｕｇｏｕ　ｓｍａｌｌ　ｗａｔｅｒｓｈｅｄ，ｌｏｃａｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍｉｄｄｌｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｏｒｔｈｅｒｎ　ｓｌｏｐｅ　ｏｆ　Ｑｉｌｉａｎ　Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ，ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｂｙ　ｓｅｔｔｉｎｇ　ｕｐ　ｓａｍｐｌｅ　ｐｌｏｔｓ　ｉｎ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ　ｓｔａｎｄｓ　ｗｉｔｈ　ｇｏｏｄ　ｇｒｏｗｔｈ　ａｌｏｎｇ　ｔｈｅ　ａｌｔｉｔｕｄｅ　ｇｒａｄｉｅｎｔｓ．Ａ　ｔｏｔａｌ　ｏｆ　１　５　ｐｌｏｔｓ　ｉｎ　ａ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　２０　ｍ　ｘ　２０　ｍ　ｗｅｒｅ　ｓｅｔ　ｕｐ　ａｔ　ｔｈｅ　ａｌｔｉｔｕｄｅｓ　ｏｆ　２　７００—２　８００，２　８００—２　９００，２　９００—３　１００，ａｎｄ　３　１００—　３　３　００　ｍ．Ｔｈｅ　ｆｏｒｅｓｔ　ｂｉｏｍａｓｓ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ａｍｏｎｇ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｉｚｅ　ｃｌａｓｓｅｓ　ｗｅｒｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｅｑｕａｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ａｍｏｎｇ　ｂｉｏｍａｓｓ，ｔｒｅｅ　ｈｅｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｔｒｅｅ　ｄｉａｍｅｔｅｒ　ｏｎ　ｂｒｅａｓｔ　ｈｅｉｇｈｔ（ＤＢＨ），ｗｈｉｃｈ　ｗｅｒｅ　ｂｕｉｌｔ　ｕｐ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　

收稿日期：２０１５—０３—１０；修回日期：２０１５—０７—０６。　基金项目：国家自然科学基金项目（９１２２５３０２，３１３６０２０１，９１４２５３０１）。　于澎涛为通讯作者。　２　林业科学　５１卷　ｓｔｕｄｙ　ａｒｅａ．Ｋｅｙ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｔｔｒｉｂｕｔｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｆｏｒｅｓｔ　ｂｉｏｍａｓｓ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｃｈａｎｇｅｓ　ａｌｏｎｇ　ｔｈｅ　ａｈｉｔｕｄｉｎａｌ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．　【Ｒｅｓｕｌｔ】Ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｏｆ　Ｑｉｎｇｈａｉ　ｓｐｒｕｃｅ　ｆｏｒｅｓｔ　ｗａｓ（１２８．６１±５０．２５）ｔ‘ｈｍ～，ｗｈｉｃｈ　ｃａｍｅ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｍｉｄｄｌｅ—　ｓｉｚｅｄ　ｔｒｅｅｓ（１２．５　ｃｍ＜ＤＢＨ≤２２．５　ｃｍ）ａｎｄ　ｔｈｅ　ｂｉｇ　ｔｒｅｅｓ（ＤＢＨ＞２２．５　ｃｍ）．Ｔｈｅ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｄｄｌｅ—ｓｉｚｅｄ　ｔｒｅｅｓ（１２．５　ｃｍ＜ＤＢＨ≤２２．５　ｃｍ）ａｎｄ　ｔｈｅ　ｂｉｇ　ｔｒｅｅｓ（ＤＢＨ＞２２．５　ｃｍ）ｅｖｅｎｌｙ　ａｃｃｏｕｎｔｅｄ　ｆｏｒ　４４％ａｎｄ　３５％ｏｆ　ｔｏｔａｌ　ｆｏｒｅｓｔ　ｂｉｏｍａｓｓ．ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓａｐｌｉｎｇｓ（５　ｃｍ＜ＤＢＨ＜１　２．５　ａｍ）ｔｏ　ｆｏｒｅｓｔ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｗａｓ　ｌｉｍｉｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　２　１％ｏｆ　ｔｏｔａｌ　ｆｏｒｅｓｔ　ｂｉｏｍａｓｓ．Ａｌｏｎｇ　ｔｈｅ　ａｈｉｔｕｄｉｎａｌ　ｉｎｃｒｅａｓｅ．ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｏｆ　ｓｐｒｕｃｅ　ｆｏｒｅｓｔ　ｓｈｏｗｅｄ　ａｎ“ｕｎｉｍｏｄａｌ”ｃｈａｎｇｅ．ａｎｄ　ｐｅａｋｅｄ　ａｔ　ｔｈｅ　ａｌｔｉｔｕｄｅｓ　ｏｆ　２　８００—２　９００　ｍ．Ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｏｆ　ｓｐｒｕｃｅ　ｆｏｒｅｓｔ　ａｔ　ｔｈｅ　ａｌｔｉｔｕｄｅｓ　ｏｆ　２　７００—２　８００，２　８００—２　９００．２　９００—３　１００，ａｎｄ　３　１００—３　３００　ｍ　ｗｅｒｅ（１３５．４３±２１．２５），（１５２．３３±　７３．０１），（１２４．２８±３９．５４），ａｎｄ（１Ｏ０．４８±６５．６９）ｔ・ｈｍ～，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｌｏｎｇ　ｔｈｅ　ａｌｔｉｔｕｄｉｎａｌ　ｉｎｃｒｅａｓｅ，ｋｅｙ　ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｏｒｓ　ｔｏ　ｆｏｒｅｓｔ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｓｈｉｆｔｅｄ　ａｍｏｎｇ　ｔｒｅｅ　ｓｉｚｅ　ｃｌａｓｓｅｓ．Ａｔ　ｔｈｅ　ａｌｔｉｔｕｄｅｓ　ｏｆ　２　７００—２　８００　ｍ，ｍｉｄｄｌｅ　ｔｒｅｅ　ｓｉｚｅ　ｃｌａｓｓ　ｗａｓ　ｋｅｙ　ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｏｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｏｆ　ｓｐｒｕｃｅ　ｆｏｒｅｓｔ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｏｆ　６３．５４　ｔ・ｈｍ～．ｗｈｉｃｈ　ａｃｃｏｕｎｔｅｄ　ｆｏｒ　４８％ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｆｏｒｅｓｔ　ｂｉｏｍａｓｓ．Ａｔ　ｔｈｅ　ａｌｔｉｔｕｄｅｓ　ｏｆ　２　８００—２　９００　ｍ．ｔｈｅ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｏｆ　ｍｉｄｄｌｅ—ｓｉｚｅｄ　ｔｒｅｅｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ａｎｄ　ｒｅａｃｈｅｄ　９０．５３　ｔ・ｈｍ。（ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ　ｆ０ｒ　５９％ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｏｔａ１）．Ｎｅｖｅｒｔｈｅｌｅｓｓ，ａｔ　ｔｈｅ　ａｈｉｔｕｄｅｓ　ｏｆ　２　９００—３　１Ｏ０　ｍ，ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｏｒ　ｔｏ　ｆｏｒｅｓｔ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｓｈｉｆｔｅｄ　ｔｏ　ｂｉｇ　ｔｒｅｅ　ｓｉｚｅ　ｃｌａｓｓ　ｗｉｔｈ　ａ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｏｆ　５４．４６　ｔ・ｈｍ一　ｆ　４５％ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｏｔａ１）．Ａｔ　ｔｈｅ　ａｈｉｔｕｄｅｓ　ｏｆ　３　１Ｏ０—３　３００　ｍ，ｔｈｅ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｏｆ　ｂｉｇ　ｔｒｅｅｓ　ｒｅａｃｈｅｄ　７１．４６　ｔ．ｈｍ一　（７１％０ｆ　ｔｈｅ　ｔｏｔａ１）．Ｔｈｅ　ｆｏｒｅｓｔ　ｂｉｏｍａｓｓ　（１２８．６１　ｔ－ｈｍ　）ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ａｒｅａ　ｗａｓ　ｃｌｏｓｅ　ｔｏ　ｔｈａｔ　ｉｎ　Ｈａｘｉ　Ｆｏｒｅｓｔ　Ｆａｒｍ　ｏｆ　Ｑｉｌｉａｎ　Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ（１３２。９０　ｔ・ｈｍ　），ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｉｎ　Ｑｉｌｉａｎ　Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ（１６９．８０　ｔ・ｈｍ　）ａｎｄ　ｔｈｅ　ｎａｔｉｏｎａｌ　ａｖｅｒａｇｅ　ｏｆ　ｆｏｒｅｓｔ　ｂｉｏｍａｓｓ（１５６．６６　ｔ・ｈｍ　）．　Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｔ　ｗａｓ　ｌｅｓｓ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｏｆ　ｆｏｒｅｓｔｓ　ａｔ　Ｓｕｎａｎ　Ｃｏｕｎｔｙ，Ｇａｎｓｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ（２８２．５４　ｔ・ｈｍ　），Ｓｉｄａｌｏｎｇ　Ｆｏｒｅｓｔ　Ｆａｒｍ　ｏｆＱｉｌｉａｎ　Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ（２１７．４１　ｔ・ｈｍ　），ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｖｅｒａｇｅ　ｆｏｒｅｓｔ　ｂｉｏｍａｓｓ　ｏｆ２０９．２４　ｔ．ｈｍ　ａｔ　ｔｈｅ　ｎｏｒｔｈｅｒｎ　ｓｌｏｐｅ　ｏｆ　Ｑｉｌｉａｎ　Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ．【Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ】Ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｆｏｒｅｓｔ　ｂｉｏｍａｓｓ　ａｌｏｎｇ　ａｌｔｉｔｕｄｉｎａｌ　ｇｒａｄｉｅｎｔｓ　ｓｔｒｏｎｇｌｙ　ｒｅｌｉｅｓ　ｏｎ　ｓｔａｎｄ　ｄｅｎｓｉｔｙ，　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ａｌｔｉｔｕｄｅｓ　ｏｆ　２　８００—２　９００　ｍ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ａｒｅａ　ｆｏｒ　Ｑｉｎｇｈａｉ　ｓｐｒｕｃｅ　ｆｏｒｅｓｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ａｒｅａ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　Ｂｏｔｒｙｏｓｐｈａｅｒｉａ　ｄｏｔｈｉｄｅａ；Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ　ａｕｒｅｏｖｉｒｉｄｅ；Ｆｕｓａｒｉｕｍ　ｅｑｕｉｓｅｔｉ；ｂｉｏｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｔｒａｉｎｓ；ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ　ｅｆｆｅｃｔ