牛赟 ，劉賢德 ，王立，趙永宏，常博

1. 甘肅省祁連山水源涵養(yǎng)林研究院，甘肅省森林生態(tài)與凍土水文水資源實(shí)驗(yàn)室，甘肅 張掖 734000；2. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，甘肅 蘭州 730070

森林土壤是森林生態(tài)系統(tǒng)發(fā)揮水源涵養(yǎng)功能的主要載體，直接影響系統(tǒng)的水文過(guò)程（潘明亮等，2011）。林分結(jié)構(gòu)不同，其土壤水熱生態(tài)特征存在一定差異（黨宏忠等，2006；吳家勝等，2009）。土壤水熱是氣候–植被–土壤屬性等綜合因素的影響結(jié)果（Porporato A D等，2002），也是決定植被水分供給的關(guān)鍵因素。

近年來(lái)，關(guān)于祁連山林地土壤水特征已有較多研究(姜林等，2013；成彩霞等，2007)，對(duì)山區(qū)土壤水變化過(guò)程有了一定認(rèn)識(shí)。在祁連山淺山區(qū)不同植被類型的土壤水分在典型生長(zhǎng)季期間時(shí)間異質(zhì)性研究中，發(fā)現(xiàn)山區(qū)土壤水分時(shí)間變異系數(shù)最大值并不在表層（劉鵠等，2008）；在祁連山主要樹種下土壤水分特征的研究中，根據(jù)土壤水分的動(dòng)態(tài)變化將其分為易變層-利用層-調(diào)節(jié)層3個(gè)層次（牛赟，2002）；在祁連山北坡水熱狀況與植物垂直分布關(guān)系的研究中，發(fā)現(xiàn)水熱狀況在水平、垂直方向都有明顯的差異（王金葉等，2001）；在西北內(nèi)陸河流域山區(qū)水文過(guò)程綜述中，提出了后續(xù)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于研究山區(qū)森林草地生態(tài)系統(tǒng)在山區(qū)水文循環(huán)中的作用以及在維持和保護(hù)山區(qū)生態(tài)和環(huán)境中的作用和意義（Kang E等，2008）。目前大多數(shù)學(xué)者集中在土壤水分過(guò)程方面（王曉東和劉惠清，2011；唐振興等，2012；趙磊磊等，2012；黃承標(biāo)等，2009），或者林分結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行研究（李金良等，2012；白尚斌等，2012），但是將林分結(jié)構(gòu)、土壤水分及其溫度等同步實(shí)地監(jiān)測(cè)來(lái)研究其生態(tài)特征還較少，特別是在祁連山區(qū)，由于凍土的存在，關(guān)注土壤水的同時(shí)，一定要重視土壤溫度的關(guān)注，因?yàn)橥寥罍囟日{(diào)節(jié)著土壤水的形態(tài)（凍土水或消融水）及其植物的生長(zhǎng)。長(zhǎng)期對(duì)這些問(wèn)題的忽視，制約了對(duì)林分結(jié)構(gòu)及其水源涵養(yǎng)功能的深入理解，對(duì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)林分結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)水和熱兩方面的生態(tài)機(jī)理缺乏科學(xué)依據(jù)。

祁連山地處青藏、蒙新、黃土三大高原的交匯地帶?！度珖?guó)生態(tài)功能區(qū)劃》和《全國(guó)主體功能區(qū)規(guī)劃》分別將祁連山地區(qū)作為 50個(gè)國(guó)家重要生態(tài)功能區(qū)和 25個(gè)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)之一，甘肅省制定的《甘肅省“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》明確提出將“水資源合理利用與環(huán)境治理”作為重大科技專項(xiàng)和優(yōu)先項(xiàng)目，將開發(fā)祁連山水源涵養(yǎng)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)作為專項(xiàng)重點(diǎn)之一。又加之青海云杉是祁連山建群種，發(fā)揮著十分重要的水源涵養(yǎng)功能；又由于祁連山冰川是一個(gè)“固體水庫(kù)”，水源涵養(yǎng)林則是“綠色水庫(kù)”，高山冰雪帶的多年凍土層與中低山區(qū)的季節(jié)性凍土層成為連接“固體水庫(kù)”、“綠色水庫(kù)”和河川水系的紐帶（牛赟等，2013a，2013b，2013c；劉思敏等，2013），由于這種特殊的水熱性質(zhì)，對(duì)土壤溫度的關(guān)注必將成為熱點(diǎn)。為此，選擇大野口流域?yàn)樵囼?yàn)流域，對(duì)青海云杉林分結(jié)構(gòu)及其土壤水熱特征進(jìn)行研究，旨在為下一步探索林分結(jié)構(gòu)及其土壤水源涵養(yǎng)功能，植被與土壤水資源承載力等研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和參考資料。

1 研究區(qū)概況

祁連山（36°30′～39°30′N，93°30′～103°E）是我國(guó)西北地區(qū)著名的高大山系之一，屬典型大陸性氣候特征。一般山前低山屬荒漠氣候，年均溫6 ℃左右，年降水量約150 mm；中山下部屬半干旱草原氣候，年均溫2～5 ℃,年降水量250～300 mm；中山上部為半濕潤(rùn)森林草原氣候，年均溫0～1 ℃，年降水量400～500 mm。高山屬寒冷濕潤(rùn)氣候，年均溫-5 ℃左右，年降水量約800 mm；山地東部氣候較濕潤(rùn)，西部較干燥。

試驗(yàn)區(qū)是祁連山比較典型中山氣候區(qū)域，位于祁連山大野口流域（38°16′～38°33′N，100°13′～100°16′E），行政上隸屬于甘肅省肅南裕固族自治縣馬蹄區(qū)，是祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)西水自然保護(hù)站的管護(hù)區(qū)。大野口流域東至馬鬃梁、西至西溝梁、北鄰正南溝、南含排露溝，發(fā)源于肅南縣境內(nèi)的野牛山，主要有東岔、西岔、頭灘溝、西溝梁、觀臺(tái)溝和深溝6條較大支流匯集于大野口水庫(kù)；水庫(kù)以上河流長(zhǎng)18 km，面積約80 km2，控制了流域98%的集水區(qū)，是典型的閉合流域。試驗(yàn)區(qū)海拔2400~4000 m，中低山區(qū)域較平緩，坡度20°~30°，高山區(qū)域較陡，坡度約40°；屬高寒干旱半干旱氣候，年均氣溫約5.4 ℃，月均最低氣溫–12.5 ℃，月均最高氣溫約 19.6 ℃；平均年降水量300~500 mm，多集中在6—9月份，年水面蒸發(fā)約為1488 mm。由于區(qū)內(nèi)海拔變化區(qū)間較大，水熱條件有較大差異，形成了垂直梯度和水平差異的植被和土壤類型，是祁連山區(qū)較為典型且尺度較大的的流域。海拔由低到高，植被類型依次為山地荒漠植被、山地草原植被、山地森林草原植被、亞高山草甸植被、高山冰雪植被；土壤類型依次為山地灰鈣土、山地栗鈣土、山地灰褐土、亞高山灌叢草甸土、高山寒漠土。在各類土壤中山地灰褐土和亞高山灌叢草甸土是生長(zhǎng)森林的土壤，分別分布在海拔2400~3300 m和3300~4000 m區(qū)域內(nèi)。建群種青海云杉呈斑塊狀或條狀分布在試驗(yàn)區(qū)海拔2400~3300 m 陰坡和半陰坡地帶，與陽(yáng)坡草地交錯(cuò)分布；祁連圓柏Sibina przewal skii呈小塊狀分布于陽(yáng)坡、半陽(yáng)坡；灌木優(yōu)勢(shì)種有金露梅Potentilla fruti-cosa Linn.、箭葉錦雞兒Caragana jubata (Pall.)Poir、吉拉柳Salix gilashanica C.Wang et P.Y.Fu等；草本主要有珠芽蓼Polygonum viviparum Linn.、黑穗苔Carex heterostachya Bge.和針茅Stipa capillata Linn.等。

2 樣地設(shè)置及其數(shù)據(jù)分析

2.1 樣地設(shè)置及調(diào)查

2.1.1 林分結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)

按照森林生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期定位觀測(cè)方法，結(jié)合目前國(guó)際上森林生態(tài)學(xué)的最新研究方法（國(guó)家林業(yè)局，LY/T1952—201l），于2013年7月植被生長(zhǎng)季期間，在大野口河流域內(nèi)建設(shè)了49塊25 m×25 m的林分結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)樣地，喬木林主要是青海云杉林，土壤為山地森林灰褐土，水熱條件較好，空氣濕度相對(duì)較大。樣地調(diào)查內(nèi)容包括：活立木木本植物的胸徑、樹高、冠幅、枝下高、年齡以及樣地內(nèi)物種組成、生長(zhǎng)狀況等，同時(shí)記錄胸徑小于1.0 cm的活立木木本植物株數(shù)和高度及草本植物物種組成、生長(zhǎng)狀況等。

2.1.2 土壤水熱監(jiān)測(cè)

土壤剖面設(shè)置在代表性較廣的地形部位上，在固定樣地外下方選擇土壤水熱監(jiān)測(cè)樣地與林分結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)同步進(jìn)行。一般挖成1 m×(1.5～2) m的長(zhǎng)方形土坑，其深度因土而異。祁連山由于存在凍土，土壤通常深不到1 m；先自上而下按0~10、10~20、20~40、40~60、60~80 cm劃分層次，接著用針式土壤溫度測(cè)量?jī)x測(cè)量各層土壤溫度，每層土壤測(cè)3次重復(fù)，取平均值；然后在各層次用土壤環(huán)刀取樣，每層取2次重復(fù)，將各層土樣帶實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行土壤質(zhì)量含水率測(cè)定。

2.2 數(shù)據(jù)分析方法

2.2.1 林分結(jié)構(gòu)、土壤水熱特征描述統(tǒng)計(jì)

主要引用平均值、標(biāo)準(zhǔn)誤差、中位數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、方差、峰度、偏度、區(qū)域、最小值、最大值、觀測(cè)數(shù)、置信度等參數(shù)對(duì)林分結(jié)構(gòu)、土壤質(zhì)量含水率及溫度等生態(tài)特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.2.2 林分結(jié)構(gòu)多度分析

多度是某指標(biāo)范圍內(nèi)的植株個(gè)數(shù)與所有樣方內(nèi)植株總數(shù)的百分比。主要引用與水源涵養(yǎng)功能密切相關(guān)的樹木徑級(jí)、高度級(jí)、冠長(zhǎng)級(jí)、冠幅級(jí)4個(gè)指標(biāo)，比如徑級(jí)1~5 cm是指胸徑Ф為1 cm≤Ф＜6 cm范圍的植株個(gè)數(shù)，上限不包括本數(shù)值，下限包括本數(shù)值，其他依此類推。

2.2.3 林分結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)境、土壤水熱因子相關(guān)系數(shù)分析

應(yīng)用相關(guān)系數(shù)分析法對(duì)林分結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)境、土壤質(zhì)量含水率及溫度等因子進(jìn)行相關(guān)系數(shù)分析，其計(jì)算公式如下：

式中xσ、yσ分別為林分結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)境、土壤質(zhì)量含水率及溫度等因子各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差，n為數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 青海云杉林分結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)分析

3.1.1 生態(tài)環(huán)境及其林分結(jié)構(gòu)特征統(tǒng)計(jì)分析

從表1可見(jiàn)，海拔從中山到亞高山(2733~3123 m)，海拔梯度區(qū)域390 m，是青海云杉主要垂直分布區(qū)；坡向主要集中在陰坡和半陰坡，坡度以緩坡為主，最陡坡為38.7°；25 m×25 m的固定樣地內(nèi)喬木株數(shù)和郁閉度分別為（57.53±2.77）株和（0.62±0.0199），樣地內(nèi)樹木最少是15株，最多是116株，郁閉度最小為0.269，最大為0.884。祁連山大野口流域49塊固定樣地中，對(duì)2819株青海云杉的結(jié)構(gòu)特征參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，胸徑、樹高、冠長(zhǎng)、冠幅、胸徑斷面、冠幅面積、樹齡分別為(18.37±0.18) cm、(11.97±0.11) m、(7.76±0.09) m、(3.54±0.02) m、(0.034±0.001) m2、(2.779±0.020) m2、(63.84±2.17) a；胸徑、樹高、冠長(zhǎng)、冠幅、冠幅面積的分布比正態(tài)分布平緩，樹齡、胸徑斷面的分布比正態(tài)分布劇烈，其中樹齡分布變化最劇烈，其峰值為3.17；從分布區(qū)域看，樹齡區(qū)域最大，胸徑斷面區(qū)域最小，這說(shuō)明青海云杉群落為次生林演替。從水平結(jié)構(gòu)看，胸徑斷面和冠幅投影與占地面積比值為0.31%和25.58%，從垂直結(jié)構(gòu)來(lái)看，單位面積上青海云杉群落樹高、冠長(zhǎng)分別為 1.10 m·m-2和0.71 m·m-2，這 4個(gè)指標(biāo)對(duì)降水的林冠截留和樹干莖流影響十分強(qiáng)烈，也是評(píng)估祁連山森林水源涵養(yǎng)功能的重要指標(biāo)。

3.1.2 林分結(jié)構(gòu)多度分析

如圖1a所示，以5 cm等級(jí)排列，徑級(jí)與多度符合 3次多項(xiàng)式關(guān)系（y=0.1273x3–2.5109x2+12.388x，R2=0.9752，p＜0.05），徑級(jí)從 1~5 cm到26~30 cm，青海云杉株數(shù)為420±27.95，變化區(qū)間為304~482；徑級(jí)從31~35 cm到36~40 cm，青海云杉株數(shù)急劇下降，從183降到90，徑級(jí)41~45 cm和≥46 cm更少，分別為16株和10株。這說(shuō)明青海云杉徑級(jí)從1~10 cm到21~30 cm，其多度變化平緩，出現(xiàn)水平分布趨勢(shì)，占89.4%；徑級(jí)≥31 cm的青海云杉多度僅占10.6%。如圖1b所示，高度級(jí)小于 2 m的青海云杉多度僅為 0.46%，高度級(jí)從14~16 m到16~18 m的多度最大，分別占14.97%、14.76%，總計(jì)占29.73%；高度級(jí)從2~4 m到12~14 m以及18~20 m，其多度變化平緩，出現(xiàn)水平分布趨勢(shì)，平均占 9.23%，總計(jì)占 64.63%；高度級(jí)從20~22 m到28~30 m，其多度較小，僅占5.64%。如圖1c所示，以2 cm等級(jí)排列，冠長(zhǎng)級(jí)與多度符合 3 次多項(xiàng)式關(guān)系（y=0.0399x3–1.0682x2+7.1165x，R2=0.9344，p＜0.05），冠長(zhǎng)級(jí)從0.1~1 m到2~4 m，青海云杉多度較小，從2.87%到8.87%；冠長(zhǎng)級(jí)從2~4 m到4~12 m，其多度為（12.97±0.65）%，變化區(qū)域?yàn)?.47%；冠長(zhǎng)級(jí)從14~16 m到22~24 m，其多度急劇下降，從6.67%下降到0.07%，青海云杉從188株、64株下降到11株、4株，冠長(zhǎng)級(jí)22~24 m的僅有2株。如圖1d所示，冠幅級(jí)2~4 m的青海云杉多度48.49%，將近占一半，冠幅級(jí)4~6 m，其多度34.2%，占三分之一；冠幅級(jí)1~2 m，其多度占13.69%，其他冠幅級(jí)僅占3.62%。

表1 祁連山大野口流域林分結(jié)構(gòu)及其生態(tài)環(huán)境特征統(tǒng)計(jì)（2013年）Table 1 Feature statistics of environmental factors and stand structure in Dayekou basin of Qilian Mountains (2013)

圖1 祁連山大野口流域林分結(jié)構(gòu)多度分析（2013）Fig.1 The abundance analysis of stand structure in Dayekou basin of Qilian Mountains（2013）

3.2 土壤水熱條件統(tǒng)計(jì)分析

祁連山大野口流域49塊固定樣地中，在40~80 cm的土壤層次中，能采土樣的樣地只有 9塊，能監(jiān)測(cè)溫度的只有14塊（表2），這是由于該區(qū)域表土層和心土層都較薄（一般40 cm左右）以及凍土存在的原因。正是由于土壤的這種水熱特性，適應(yīng)了青海云杉淺根性的生長(zhǎng)。0~10、10~20、20~40、40~60、60~80 cm各土層的土壤質(zhì)量含水率平均值分 別 為 (66.24±4.22)% 、 (57.62±3.23)% 、(48.44±3.21)%、(42.81±6.48)%、25.89%，而土壤溫度平均值分別為(7.2±0.26) ℃、(5.2±0.27) ℃、(2.8±0.29) ℃、(2.0±0.61) ℃、(1.6±0.95) ℃。從這些數(shù)據(jù)可以看出，在青海云杉林區(qū)，土壤含水率在垂直結(jié)構(gòu)上變異較小，土壤溫度變異較大，從7.2 ℃降低到1.6 ℃以下。正是由于土壤溫度影響著土壤水的有效利用，在存在季節(jié)性或永久性凍土現(xiàn)象的地區(qū)，在林分結(jié)構(gòu)和土壤物理性質(zhì)關(guān)系的研究中，必須要將水熱結(jié)合起來(lái)同時(shí)考慮。

表2 祁連山大野口流域土壤水熱條件特征統(tǒng)計(jì)（2013年）Table 2 Feature statistics of soil moisture content and temperature in Dayekou basin of Qilian Mountains(2013)

3.3 林分結(jié)構(gòu)及其土壤水熱特征相關(guān)分析

3.3.1 林分結(jié)構(gòu)及其生態(tài)環(huán)境因子相關(guān)分析

一般地，相關(guān)系數(shù)|r|>0.95，存在顯著性相關(guān)；|r|≥0.8高度相關(guān)；0.5≤|r|<0.8中度相關(guān)；0.3≤|r|<0.5低度相關(guān)；|r|<0.3關(guān)系極弱，認(rèn)為不相關(guān)。從表 3可以看出，青海云杉胸徑與其他因子相關(guān)性從大小依次為樹高、冠幅、冠長(zhǎng)、樹齡，其均為中度正相關(guān)，這說(shuō)明胸徑是主成因子；樹高與冠長(zhǎng)中度正相關(guān)、與樹齡和冠幅低度正相關(guān)；冠長(zhǎng)與冠幅、樹齡均低度正相關(guān)。

根據(jù)以上分析，在 49塊固定樣地中選擇 147株有代表性的青海云杉進(jìn)行結(jié)構(gòu)回歸分析，胸徑Ф與樹高h(yuǎn)、冠幅d、冠長(zhǎng)l、樹齡y之間的回歸方程為：Ф=0.651 h+0.15 l+1.776 d+0.053 y–0.362 (R2=0.6688，p<0.05，標(biāo)準(zhǔn)誤差 εi=3.44，自由度F=71.679)。

從表4可以看出，在祁連山大野口流域從2733~3123 m的海拔梯度范圍內(nèi)，海拔與樹高中度正相關(guān)，也就是說(shuō)，隨著海拔升高，青海云杉的高度隨之增大，而且有中度的依賴性，與冠長(zhǎng)低相關(guān)，與其他因子不相關(guān)。在陰坡或半陰坡的青海云杉分布區(qū)域，坡向與冠幅、冠長(zhǎng)、樹高低相關(guān)，其中，與冠幅相關(guān)性最大。坡度對(duì)青海云杉空間結(jié)構(gòu)影響很小。

表3 祁連山大野口流域林分結(jié)構(gòu)因子相關(guān)系數(shù)分析Table 3 Correlation analysis of stand structure factor in Dayekou basin of Qilian Mountains（2013）

3.3.2 林分結(jié)構(gòu)與土壤質(zhì)量含水率特征相關(guān)分析

從表5可以看出，郁閉度和林木密度與土壤含水率成負(fù)相關(guān)，也就是說(shuō)在沒(méi)有土壤徑流補(bǔ)給水分的區(qū)域，郁閉度或者林分密度與土壤含水率成反比。因此，在植被調(diào)控水資源過(guò)程中，要充分考慮植被與土壤水資源承載力的關(guān)系。林分胸徑和樹高生長(zhǎng)與40~60 cm深處的土壤含水率相關(guān)性最大，與0~10 cm和10~20 cm的相關(guān)性最小，其主要原因是青海云杉林是淺根性樹種，根系主要集中在土壤的40~60 cm區(qū)域范圍內(nèi)。冠長(zhǎng)和冠幅生長(zhǎng)與各層土壤含水率相關(guān)性差別不大，其主要原因是青海云杉冠長(zhǎng)和冠幅生長(zhǎng)主要由林分的郁閉度和密度決定；另外，主要決定林冠截留率的冠長(zhǎng)和冠幅因子，對(duì)降水影響的同時(shí)，對(duì)土壤蒸發(fā)也形成影響，也就是說(shuō)冠長(zhǎng)和冠幅較大的青海云杉對(duì)降水截留較大，同時(shí)對(duì)土壤蒸發(fā)的滯留也較大，這種現(xiàn)象的相互作用形成了冠長(zhǎng)和冠幅對(duì)土壤含水率影響較小的原因。

表4 祁連山大野口流域林分結(jié)構(gòu)與環(huán)境因子相關(guān)系數(shù)分析（2013）Table 4 Correlation analysis between stand structure factors and environmental factors in Dayekou basin of Qilian Mountains（2013）

表5 祁連山大野口流域林分結(jié)構(gòu)與土壤含水量相關(guān)分析（2013）Table 5 Correlation analysis between stand structure and soil moisture content in Dayekou basin of Qilian Mountains（2013）

表6 祁連山大野口流域林分結(jié)構(gòu)與土壤溫度相關(guān)分析（2013）Table 6 Correlation analysis between forest stand structure and soil temperature in Dayekou basin of Qilian Mountains（2013）

3.3.3 林分結(jié)構(gòu)與土壤溫度特征相關(guān)分析

從表6可以看出，郁閉度、冠長(zhǎng)和冠幅對(duì)40~60 cm深處的土壤溫度影響最大，主要原因是這些結(jié)構(gòu)因子與太陽(yáng)輻射對(duì)土壤溫度的影響成反比，而土層越深，其影響越大。林分胸徑和樹高生長(zhǎng)與土壤溫度成相反，因此，加強(qiáng)森林資源的保護(hù)和建設(shè)，是減緩?fù)寥雷兣挠行緩健?/p>

4 結(jié)論

（1）海拔、坡度、坡向等不同環(huán)境條件下，青海云杉的密度和郁閉度差別較大，隨著海拔升高，青海云杉的高度隨之增大，而且相互依賴性較強(qiáng)，但對(duì)冠長(zhǎng)影響一般，與其他因子不相關(guān)；在陰坡或半陰坡的青海云杉分布區(qū)域，坡向與冠幅、冠長(zhǎng)、樹高都有影響，但與冠幅影響最大；坡度對(duì)青海云杉林分結(jié)構(gòu)分布幾乎沒(méi)有影響。

（2）祁連山大野口流域青海云杉在垂直方向上有顯著的層次現(xiàn)象，可劃分為喬木層、灌木層、草本層和苔蘚層，其中苔蘚層的高度和蓋度優(yōu)勢(shì)較為明顯，在水源涵養(yǎng)林功能發(fā)揮中起著重要作用。青海云杉在群落位置在水源涵養(yǎng)功能中占主導(dǎo)地位，空間分布也表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，其胸徑、樹高、冠長(zhǎng)、冠幅、冠幅面積的分布比正態(tài)分布平緩，樹齡、胸徑斷面的分布比正態(tài)分布劇烈。從水平結(jié)構(gòu)來(lái)看，胸徑斷面和冠幅投影面積與所在陸面面積比值為0.31%和25.58%，從垂直結(jié)構(gòu)來(lái)看，樹高、冠長(zhǎng)分別為1.10 m/m2和0.71 m/m2，青海云杉這4個(gè)指標(biāo)對(duì)降水的林冠截留和樹干莖流影響十分強(qiáng)烈，也是評(píng)估祁連山森林水源涵養(yǎng)功能的重要指標(biāo)。

（3）祁連山大野口流域青海云杉林分結(jié)構(gòu)徑級(jí)從1~5 cm到26~30 cm、高度級(jí)從2~4 m到18~20 m、冠長(zhǎng)級(jí)從2~4 m到12~14 m、冠幅級(jí)從2~4 m到4~6 m，其多度分別為89.4%、94.4%、77.8%和82.7%。由于在這幾個(gè)級(jí)別區(qū)間范圍內(nèi)多度占主要部分，因此，在研究水源涵養(yǎng)功能林冠截留和樹干莖流過(guò)程中，要更多地關(guān)注青海云杉的這些林分結(jié)構(gòu)級(jí)別多度問(wèn)題。從相關(guān)系數(shù)分析來(lái)看，徑級(jí)與多度、冠長(zhǎng)與多度均符合3次多項(xiàng)式關(guān)系，胸徑與樹高、冠長(zhǎng)、冠幅、樹齡均中度正相關(guān)，符合線性多元回歸函數(shù)(R2=0.6688，P<0.05，標(biāo)準(zhǔn)誤差 εi=3.44，自由度F=71.679)。

（4）祁連山大野口流域青海云杉林分結(jié)構(gòu)與土壤水熱條件有一定的相關(guān)性。在沒(méi)有土壤徑流補(bǔ)給水分的區(qū)域，郁閉度或者林分密度與土壤含水率成反比。林分胸徑和樹高生長(zhǎng)與40~60 cm深處的土壤含水率相關(guān)性最大，與0~10 cm和10~20 cm的相關(guān)性最?。挥糸]度、冠長(zhǎng)和冠幅對(duì)40~60 cm深處的土壤溫度影響最大，胸徑和樹高生長(zhǎng)與土壤溫度成反比。

總之，本研究的著眼點(diǎn)在于流域林分結(jié)構(gòu)特征與土壤水源涵養(yǎng)功能機(jī)理研究，重點(diǎn)分析了與水源涵養(yǎng)功能密切相關(guān)的林分結(jié)構(gòu)及其土壤水熱特征，隨著生態(tài)監(jiān)測(cè)科技的進(jìn)一步發(fā)展，利用土壤含水量和溫度監(jiān)測(cè)儀對(duì)土壤水分和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，在將來(lái)的研究工作中，要重點(diǎn)研究林分結(jié)構(gòu)與土壤水熱的動(dòng)態(tài)變化耦合關(guān)系，為森林生態(tài)學(xué)水文學(xué)的發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和參考資料。

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