目前,在祁连山森林生态系统监测体系中,大多监测水文功能、机理和效益[31-35],而对森林生长环境等诸多因子的监测重视不够,对与森林健康相关的重要生态环境因子很少或没有监测。祁连山位于青藏高原东北部的边缘山系,由于全球气候变化和人类活动的长期干扰,祁连山区森林生态系统退化严重,服务功能降低,逆向演化显著,进程加快,给区域生态环境建设和经济发展带来了负面影响。分布于其上的地带性植被寒温性针叶林和灌木林,由于所处地理位置、气候的特殊性和地质结构及成土过程等作用要素的限制,其土壤有其独特的物理、化学及生物特性,对环境的变化比较敏感,并且对整个生态系统的影响比较强烈。尤其在土壤剖面深度较浅的祁连山林区,加上受地形和小生境的影响,青海云杉林地和灌木林地土壤和植被具有较高的空间异质性。针对祁连山土壤和植被养分在森林健康中的重要性,很多学者从不同角度对青海云杉林和灌木林的土壤和植被养分进行了一些研究。刘贤德等对祁连山排露沟流域青海云杉林林下土壤养分、pH在海拔梯度上和不同土层深度的变化规律以及它们间的相互关系进行了研究,研究表明土壤pH和土壤有机质是影响青海云杉群落养分供应的首要限制因子[36]。胡启武等对祁连山青海云杉林叶片氮、磷含量随海拔变化特征进行了研究,研究表明青海云杉生长更多地受到氮素限制[37]。张涛等对祁连山不同海拔梯度上青海云杉林土壤碳、氮、磷等养分的垂直变异性进行了研究,研究认为气候因子对有机碳和全氮在垂直带上的空间分布起决定作用[38]。但是这些研究较为零散,特别是有关祁连山区亚高山灌丛林养分方面的研究也刚刚开始,对亚高山灌丛林养分研究缺乏深入的研究。应用化学计量比来阐述祁连山森林养分限制的研究也较少。
祁连山林区总面积2.72×106 hm2,森林覆被率21.3%,活立木蓄积量2.17×107 m3。森林处于“冰源水库”和河川水系之间,起着调蓄、涵养水源的重大作用,每年有7.26×109 m3的出山水通过石羊河、黑河、疏勒河三大内陆河水系。祁连山灌木林面积大,分布广,分布面积约有4.13×105 hm2,约占祁连山区林业用地面积的68%[39],是祁连山水源涵养林的主要组成部分,对环境的影响范围大、深度广,与青海云杉林相比是更大的一座“绿色水库”,有效涵蓄水量在3×108m3以上。因此,在全球变暖和人类活动影响强烈的背景下,深入了解祁连山区青海云杉林和亚高山灌丛林养分特征,不仅为确定干旱区森林生态系统养分循环特征提供直接的实验支持,对评价祁连山区青海云杉林和亚高山灌丛林养分生态功能在整个物质和能量循环中的地位也具有重大的价值。(www.xing528.com)
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