高山植被

耐寒、旱与适冰雪的植物

高山植被位于高山带，由耐寒、旱与适冰雪的植物组成的各种群落类型。地生态学上的高山带界于雪线与山地森林上限之间；气候干旱的高山以融冻泥流及频繁的周日融冻交替处为下界。

简介

在山地森林线以上到常年积雪带下限之间的，由适冰雪与耐寒旱的植物组成的植物群落之总称。它是山地植被垂直带中海拔最高的一个植被带。我国除了典型的热带、赤道带的高山植被类型外，其它各种类型的高山植被都基本具备，这包括：高山冻原、高山 [流石滩]稀疏植被、高山垫状植被、高寒草原、高寒草甸、高寒灌丛、高寒荒漠等。是指位于山地森林线以上和常年积雪带以下，由耐寒、耐旱与适冰雪的植物组成的各种植被类型的总称，包括高山苔原、亚高山草甸和高山草甸、亚高山灌丛和高山灌丛、高山坐垫植被、高山草原、高山荒漠、高山稀疏植丛及高山沼泽等。人们把森林分布上线以上的山地称为高山带。高山带是山地垂直带谱中海拔最高的一个生物气候带。分布在高山带的各种植物群落,统称高山植被。高山带的环境为:气候寒冷,降水常为固态形式,冻结期长,冻层较厚;日照强烈,日温差变化大;风大;土壤发育比较原始,土层浅薄,质地粗劣等等。在这种环境里生长的植物,大多具有对寒冷、强辐射、强风、营养物质贫乏的适应性,其形态和体内生理活动已完全适应高山。

生态特点

由于高山地区特殊的地理背景和生态条件，高山植被具有以下生态特点；

（1）间断分布；

（2）生活型多样，主要有藓类、地衣、杂类草、丛生苔草、小灌木、垫状植物和肉质植物；

（3）植物具有较强的抗寒性和抗旱性，代谢缓慢，生物量低，但生命周期却很长，常可达数十年至数百年，许多高山植物依靠无性繁殖的方式进行繁殖。

高山植被的类型

高山植被按照垂直高度的分异还可以进一步划分为亚冰雪带、高山带和亚高山带。各带的特征如下：

（1）亚冰雪带（或称上高山带）：上部是夏季雪线。这里没有真正的土壤，只有在岩石缝隙里生长有个别的高山植物或仅有小片分布的、不连续的高山先锋植物群落。

（2）高山带（或称真高山带）：具有由典型的低矮、寒（旱）生的高山植物构成的、多少是连片的或较密集的植被。

（3）亚高山带：是高山植被向山地森林或其它山地植被的过渡带。

高山植被包括以下类型：

（1）高山冻原：种类组成以北极-高山成分为主，与其它类型的高山植被不同，它以藓类和地衣比较发达为显著特征；

（2）高山垫状植被：分布在具有大陆性高山气候的严酷生境中，年均温0℃左右，最热月均温4-5℃。地表昼夜温差20℃以上。年降水量约250-500mm，多为固态降水，冬季有雪被。土壤为强度石质化的原始高山草甸土。高山垫状植被见于真高山带的上半部，具有高山先锋植物群落的性质，种类贫乏，盖度为20-50%甚至更低。随着群落盖度的增加，土壤有机质的积累，高山垫状植被逐渐演化成高寒草甸或高寒草原。

（3）高山流石滩植被：在亚冰雪带的下半部普遍出现，由适应冰雪耐严寒生境的寒旱生或寒冷中旱生多年生杂类草以及垫状植物等组成，盖度极低。

（4）高山与亚高山草甸：在草甸植被中已经作了详细介绍。

（5）高山与亚高山灌丛：按照建群种的生活型差异，可以进一步分为常绿针叶灌丛、常绿革叶灌丛（主要是高山杜鹃）和高寒落叶阔叶灌丛等几类。

分类

按垂直高度的差别，高山植被分为：①亚冰雪植丛带。呈不连续分布，有人称为高山冰缘植被。位于雪线与连续高山植被上限之间，岩屑、倒石堆及冰碛物发达，岩隙石缝间有细土物质，为寒冻土，生长着个别高山植物；②高山植被带。位于高山带中部，由典型的低矮、寒（旱）生高山植物组成；

③亚高山植被带。属山地森林（或其它山地植被类型）与高山植被间的过渡植被带。

高山植被包括高山苔原、亚高山草甸和高山草甸、亚高山灌丛和高山灌丛、高山座垫植被、高山草原、高山荒漠、高山稀疏植丛及高山沼泽等基本类型。中国高原高山广布，高山植被类型极为丰富。

高山灌丛

在祁连山西水林区排露沟小流域,与2014年生长季(5~9月)测定5种主要灌丛的冠层、枯枝落叶层、土壤层的多种水文作用,并在此进行了综合评价。结果表明:各灌丛类型的水文作用差别明显,冠层截留率变化在24.54%~52.95%,从大到小依次为鲜黄小檗>吉拉柳>金露梅>箭叶锦鸡儿>甘青锦鸡儿;枯落物层的最大持水量变化在50.40~152.50 t·hm-2,有效持水量变化在37.47~96.66 t·hm-2,其中吉拉柳的最大,甘青锦鸡儿最小;0~60 cm土壤层的孔隙度、持水量、入渗速率等水文特性随灌丛样地所处海拔降低而减小,依次为吉拉柳>箭叶锦鸡儿>金露梅>鲜黄小檗>甘青锦鸡儿;不同灌丛的生长季径流量变化在12.60~143.93 mm,径流系数变化在3.16%~26.62%,从大到小依次为吉拉柳>箭叶锦鸡儿>金露梅>甘青锦鸡儿>鲜黄小檗;由于地表覆盖度较好,土壤侵蚀量均很低,但仍有灌丛类型的明显差别,变化在2.46~19.15 kg·hm-2,从小到大依次为吉拉柳>箭叶锦鸡儿>鲜黄小檗>金露梅>甘青锦鸡儿。从各种水文作用的综合评价来看,由大到小依次为吉拉柳>箭叶锦鸡儿>鲜黄小檗>金露梅>甘青锦鸡儿。研究结果对深入认识和全面评价祁连山区灌丛的水文作用及科学指导当地的植被建设和水资源管理提供了科学依据。

亚高山草甸植物

为了研究气温升高、氮素增加和人为干扰对亚高山草甸植物生长和非结构性碳水化合物(NSC)的影响,该研究采用开顶式生长箱(OTC)模拟增温,同时进行施加氮肥和除草处理,对青藏高原东南缘邛崃山脉东坡巴郎山(四川盆地向青藏高原的过渡地带)的亚高山草甸植物的生长和NSC含量进行测定分析。结果显示:(1)各处理土壤全磷(P)和全钾(K)含量与对照均无显著差异,增温加施肥处理的土壤全氮(N)含量与对照无显著差异,但增温处理、施肥处理、除草处理、增温加除草处理、施肥加除草处理和增温加施肥加除草处理的土壤全氮含量较对照均显著降低。(2)增温促进禾本科和杂类草功能群生长,抑制莎草科功能群生长,提高禾本科功能群重要值,降低杂类草功能群重要值,且对莎草科功能群重要值的作用受施氮和除草的影响;施肥促进禾本科和杂类草功能群的高生长,并且促进莎草科功能群生长;除草促进莎草科功能群生长,抑制禾草科和杂类草功能群的生长;而施肥和除草的交互作用有利于禾草科功能群生长,施肥和除草都提高了莎草科功能群的重要值,降低了禾草科功能群的重要值。(3)不同物种NSC含量及分配对于各处理的响应有所不同,紫地榆的NSC含量与物种分盖度相关性显著,珠芽蓼的NSC含量与物种高度相关性显著。研究表明,气候变暖和土壤氮素增加有利于禾本科和莎草科植物的生长,并使植物改变体内非结构性碳水化合物的分配来抵御环境压力。

川西亚高山流域水碳平衡研究

森林生态系统的产水量与固碳效益之间存在着一种可交易的平衡关系。基于Wa SSI-C水碳耦合模型和趋势分析,研究了1982–2006年川西杂古脑河上游22个子流域内不同植被类型空间分布对水碳平衡的影响并分析了其水碳耦合关系,发现:

1)针叶林主导的流域在生长季增加土壤水分入渗的功能明显高于其他植被类型,但不足以补偿其高蒸散带来的水分消耗,因而其年平均土壤含水量明显低于高山草甸和混交林类型;且森林土壤含水量随着森林覆盖率的升高而降低。

2)25年的土壤水分蓄变量的平均值,高山草甸流域为–44 mm,混交林为–18 mm,针叶林为–5 mm,说明川西亚高山植被的整体维持稳定产水量及其潜力在下降,其中高山草甸流域下降趋势尤为显著。

3)流域产流量和净生态系统生产力具有显著负相关性,且不同植被组成对固碳和产水效益的转化具有重要影响:高山草甸主导的子流域具有较高的产水量和较低的固碳能力,常绿针叶林主导的子流域具有较高固碳能力和较低产水量,且森林覆盖率越高,产水量越低。三种植被类型的净生态系统生产力在研究期间均呈现上升趋势,且高山草甸的上升趋势显著。

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