祁连山中段青海云杉林分空间结构分析
齐鹏1，赵维俊2，刘贤德2，张仁陟1
【摘 要】摘要：为了研究祁连山青海云杉空间结构特征，于2010~2011年在祁连山自然保护区大野口流域设置1 hm2(100 m×100 m)大样地，调查了25个样格内胸径(DBH)≥1.0 cm的1 460株青海云杉的胸径、树高及个体相对坐标(x，y)，并运用点格局理论，分析不同径级树木在不同尺度下的空间分布格局及不同径级树木间的空间关联性.结果表明：青海云杉林木相对胸径频率分布呈反“J”形曲线，结合胸径累计频率分布及年龄结构分析，青海云杉符合天然异龄林的分布规律.在研究尺度内，青海云杉种群整体在39 m半径内呈聚集分布，之外呈随机分布；幼苗呈聚集分布；幼树、中树和大树分别在30、19、31 m半径内呈聚集分布，之外呈随机分布.青海云杉径级间空间关联性在0～30 m均呈显著正关联，随尺度的增大关联性逐渐降低. 【期刊名称】甘肃农业大学学报 【年(卷),期】2015(000)004 【总页数】7
【关键词】森林空间结构；点格局分析；青海云杉；祁连山
第一作者：齐鹏(1980-)，男，博士，讲师，主要从事环境科学方面的研究.E-mail:gsauqip@163.com
青海云杉(Picea crassifolia)是中国青藏高原东北边缘特有树种，耐寒、耐旱、耐贫瘠，在中国西北地区分布广泛，在高山地区常见大片的纯林，形成西北高原区暗针叶群落，对维系林区生物多样性、涵养水源、保持水土起着非常重要的生态作用[1-3].在祁连山脉，由于人类及其他因素的干扰，青海云杉分布区呈
逐渐缩小趋势，且林分空间结构不尽合理[4-7].林分空间结构能反映树木之间的竞争势及其空间生态位，很大程度上决定林分的稳定性、发展的可能性和经营空间的大小.因此，研究青海云杉种群空间分布结构，对青海云杉种群保护及祁连山水源涵养林的可持续经营、群落恢复和重建具有重要的理论和现实意义. 国内空间格局的研究开始于20世纪60年代，葛剑平等[8]，李海奎等[9]，臧润国[10]，李俊清[11]对红松林种群更新格局、分布格局及其动态做了研究；有学者[12-15[16-18]，此方法能有效地利用空间点的信息，描述不同尺度的空间格局.贾国栋等[19]运用点格局理论对北京山区典型流域不同海拔椴树种群的空间点格局进行了分析，结果表明各物种聚集分布的尺度随海拔升高有逐渐较小的趋势，种间关系随着海拔的增加，物种间的正相关尺度有增加的趋势；李文良等[20]对湘鄂皖连香树种群的年龄结构和点格局进行分析，得出了相似的结论.目前，已有专家和学者应用聚集指数、分形几何和点格局方法对祁连山青海云杉空间分布格局进行了研究.刘建泉[21]对祁连山保护区青海云杉种群分布格局进行了研究，结果表明青海云杉种群处于稳定发展阶段，种群分布呈聚集分布，并向随机分布发展；张立杰等[22]对青海云杉种群格局的分形特征及其影响因素进行了研究，发现研究尺度不同，聚集程度亦不同；赵丽琼等[23]对祁连山大野口青海云杉种群的空间分布格局进行了研究，得出研究区青海云杉种群空间分布格局符合纽曼A型分布的结论.
本研究基于祁连山青海云杉1 hm2(100 m×100 m)大样地调查资料，以点格局分析方法为基础，将林分按径级划分[24-25]进行点格局分析，描述林分不同径级空间结构，最大限度地利用树木的空间信息，为祁连山青海云杉种群的可持续经营提供理论和数据基础.
1 研究区概况
研究区位于甘肃祁连山国家级自然保护区北麓中段西水林区的大野口河流域，流域面积68.06 km2，海拔2 650～4 600 m，平均海拔为3 330 m，低山地带坡度在11.1°～16.67°之间，高山地带坡度在22.22°左右.属大陆性高寒半湿润山地气候，年平均气温为5.4 ℃，最低月平均气温-12.5 ℃，最高月平均气温在19.6 ℃左右；年降水量为300～500 mm，多集中在6～9月份，年蒸发量为1 488 mm[26](图1).区内自然条件复杂，水热条件差异大，形成了具有明显垂直地带性分布的植被类型和土壤类型，是个较为理想的研究区.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森林土壤，山地灰褐土分布在海拔2 400～3 300 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3 300～4 000 m亚高山地带，是湿性灌木林的主要分布带.乔木有分布在阴坡和半阴坡地带呈斑块状或条状分布的青海云杉，阳坡、半阳坡以呈小块状分布的祁连圆柏(Sabina przewalskii)；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 heterostachya)和针茅(Stipa sp.)等.祁连山青海云杉林监测样地位于大野口流域关台相对平坦的阴坡林地，大小为100 m×100 m，面积为1 hm2，地理位置为E 100°15′0.4″、N 38°32′1.7″，平均海拔2 835 m，坡度3°，坡向WN.
2 材料与方法
祁连山中段青海云杉林分空间结构分析
