祁连山研究区概况-祁连山及山前绿洲荒漠区生态水文研究

2.1.1　研究区概况

研究区位于祁连山国家级自然保护区北麓中段西水林区的大野口流域，流域面积68.06 km2，海拔2650～4600 m，平均海拔为3330 m，低山地带坡度为20°～30°，高山地带坡度在40°左右。流域年均气温5.4℃，最低月平均气温-12.5℃，最高月平均气温19.6℃，年降水量为300～500 mm，多集中在6—9月，年蒸发量为1488 mm［96］，属大陆性高寒半湿润山地气候。海拔从低到高，植被类型依次为山地荒漠植被、山地草原植被、山地森林草原植被、亚高山草甸植被、高山冰雪植被，土壤类型依次为山地灰钙土、山地栗钙土、山地灰褐土、亚高山灌丛草甸土、高山寒漠土。在各类土壤中山地灰褐土和亚高山灌丛草甸土是生长森林的土壤。山地灰褐土分布在海拔2400～3300 m地带，是乔木林的主要分布带；亚高山灌丛草甸土分布在海拔3300～4000 m的亚高山地带，是湿性灌木林的主要分布带［97］。建群种青海云杉呈斑块状或条状分布在海拔2400～3300 m的阴坡和半阴坡地带，与阳坡草地交错分布；祁连圆柏（Sabina przewalskii）呈小块状分布于阳坡、半阳坡；灌木优势种有金露梅（Potentilla fruticosa）、箭叶锦鸡儿（Caragana jubata）、吉拉柳（Salix gilashanica）等；草本主要有珠芽蓼（Polygonum vivipamm）、黑穗苔（Carex atrata）和针茅（Stipa capillata）等［98］。

2.1.2　样地概况

（1）青海云杉林动态观测大样地概况

青海云杉林动态观测大样地位于祁连山自然保护区中段西水林区的大野口流域［99-100］，2010—2011年建设了一块面积为340 m×300 m的青海云杉林动态观测大样地（图1），样地位于阴坡青海云杉林相对平坦的林地中（100°15′00″E，38°31′48″N），平均海拔2 835 m，坡度13°，坡向WN。林分起源为天然次生林，土壤为山地森林灰褐土，年均降水量368 mm，年均气温0.5℃，平均相对湿度60.0％（1994—2004年），水热条件较好，空气湿度较大［101］，样地内乔木树种组成单一，只有青海云杉，DBH≥1 cm的木本植物活个体数有19927株，群落成熟稳定，林木更新良好，郁闭度为0.67，林下光照不足。灌木层生长发育不良，种类较少，主要由蔷薇科金露梅和银露梅（Potentilla glabra）等落叶灌木组成。草本层主要有披针苔草（Carex lanceolata）、珠芽蓼、马先蒿（Pedicularis reaupinanta）等典型高山草甸植物，物种较为丰富。苔藓层发育良好，盖度达到80％以上，厚度约10 cm，主要由山羽藓（Abietinella abietina）、欧灰藓（Hypnum cupressiforme）、提灯藓（Mnium cuspidatum）等组成［102］。(www.xing528.com)

图1　祁连山大野口流域植被类型分布及青海云杉林动态观测大样地位置

a.针叶林；b.水体；c.稀疏植被；d.草地；e.高山草甸；f.灌丛；g.裸土；h.裸岩；i.动态观测大样地

（2）海拔梯度青海云杉林样地概况［103］

海拔梯度青海云杉林样地位于祁连山自然保护区中段西水林区的排露沟流域，该流域是大野口流域嵌套小流域（100°17′E，38°24′N）（图2），流域总面积2.85 km2，长4.25 km，纵坡比降1∶4.2，海拔2 600～3 800 m。年均气温-0.6～2.0℃，年均日照时数1 893 h，日辐射总量均值为110.3 kW/m2，多年平均降水量430 mm，年均蒸发量1 080 mm，年均相对湿度为60％，属高寒半干旱山地森林草原气候［104］。流域自然条件复杂，水热条件差异大，受水分和热量制约形成了多种具有明显垂直梯度的植被类型和土壤类型，海拔从低到高，植被类型依次为山地草原植被、山地森林草原植被、亚高山灌丛草甸植被、高山冰雪植被；与之对应的土壤类型依次为山地栗钙土、山地森林灰褐土、亚高山灌丛草甸土、高山寒漠土。在各类土壤中山地森林灰褐土和亚高山灌丛草甸土是生长森林的土壤，山地森林灰褐土分布在海拔2 600～3 300 m的地带，是乔木林的主要分布带；亚高山灌丛草甸土分布在海拔3 300～3 800 m的亚高山地带，是湿性灌木林的主要分布带。建群种青海云杉呈斑块状或条状分布在实验区海拔2 600～3 300 m的阴坡和半阴坡地带，与阳坡草地犬齿交错分布；灌木优势种有金露梅、箭叶锦鸡儿和吉拉柳等，草本主要有珠牙蓼、黑穗苔和针茅等。苔藓层平均厚度约5 cm，主要种有山羽藓、毛尖藓、对叶藓（Distichium capillaceum）、黄色真藓（Bryum pallescens）等。