祁连山青海云杉（ Picea crassifolia ）林水源涵养功能空间特征

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2025.00161

摘要/Abstract

摘要：

研究祁连山青海云杉（Picea crassifolia）林水源涵养功能的空间变化特征，确定不同生态系统水文分配效应，对揭示生态系统水源涵养功能有重要的科学意义。本文对祁连山排露沟流域生态水文空间监测数据进行了统计，利用回归、拟合和显著性检验等方法分析表明：（1）降水在2 600~3 300 m随海拔升高而增大，3 300 m达到峰值，3 300 m以上随海拔的升高而降低，整个空间遵循多项式变化关系，海拔2 600~3 200 m的百米递增率为6.91%，3 200~3 800 m的百米递减率为6.53%；（2）青海云杉林平均林冠降水截留率34.41%~48.35%，郁闭度为0.77、0.61、0.85、0.86的林冠降水截留率分别为43.74%、34.41%、46.48%、48.35%，海拔2 600~2 950 m的截留率随林空降水量的增大而增大；（3）灌木林平均降水截留率为55.21%，平均截留量为5.19 mm，平均穿透雨量为5.15 mm；（4）苔藓平均降水截留率为68.66%，降水量达到9.48 mm，大部分区域苔藓截留率为50%左右；（5）降水量与截留量显著线性正相关（R² =0.991，P<0.01），与截留率呈较显著的递增对数函数关系（R² =0.7844，P<0.05）。苔藓截留>灌木层截留>青海云杉林冠层截留，体现了苔藓超强的水源涵养功能。

关键词: 水源涵养功能, 空间变化, 青海云杉林（Picea crassifolia）, 祁连山

Abstract:

It is significant for revealing the water conservation functions of different ecosystems to study the spatial variation characteristics of the water conservation function in Picea crassifolia forests in the Qilian Mountains and to determine the hydrological allocation effects of different ecosystems. This research statistically analyzed ecohydrological spatial monitoring data from the Pailugou watershed in the Qilian Mountains， using regression， fitting， and significance testing methods. The results showed that：（1）Precipitation increases with elevation between 2 600-3 300 m， peaking at 3 300 m before decreasing above this altitude， which presented as a polynomial correlation in the entire space. The increase rate at every 100 meters is 6.91% from 2 600-3 200 m， while the decrease rate at every 100 meters is 6.53% from 3 200-3 800 m. （2） For P. crassifolia forest， the average interception ratio was between 34.41% and 48.35%. The interception ratios were 43.74%， 34.41%， 46.48%， and 48.35% when the canopy density were 0.77， 0.61， 0.85， and 0.86， respectively. At the elevation of 2 600-2 950 m， the interception ratio was increased with the increasing of throughfall， presented as a linear increase trend. （3） For shrub， the average interception rate is 55.21%， the average interception amount is 5.19 mm， and the average throughfall amount is 5.15 mm. （4） For moss， the average interception ratio was 68.66%， the precipitation reached 9.48 mm； the interception rate in most areas is around 50%. （5）There was a significant linear positive correlation between precipitation and interception amount （R²=0.991， P<0.01）， while a significant increasing logarithmic relationship with interception rate （R²=0.7844， P<0.05）. The research has found that the order of interception is moss> shrub>Picea crassifolia， highlighting the exceptionally strong water conservation functions of moss.

Key words: water conservation function, spatial change, Picea crassifolia, Qilian Mountains

中图分类号:

S713

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图/表 8

表1 祁连山排露沟流域林冠截留样地环境参数

Table 1 The environmental parameters at the forest canopy interception plot in the Pailugou Catchment of the Qilian Mountains

海拔/m	东经	北纬	坡度/（°）	坡向	郁闭度
2 600	100°17′03.0″	38°33′16.0″	27	EN	0.77
2 700	100°17′10.6″	38°33′20.1″	21	N	0.61
2 780	100°17′07.7″	38°33′10.6″	25	N	0.85
2 950	100°18′10.0″	38°32′32.0″	18	W	0.86

图1 样地及气象站在流域内分布

Fig.1 The distribution map of the plot and meteorological station in the Pailugou Catchment

图2 林冠截留集水桶分布

Fig.2 The distribution of the buckets for collecting water intercepted by forest canopy

图3 祁连山排露沟流域降水空间变化

Fig.3 The spatial change of precipitation in the Pailugou Catchment of the Qilian Mountains

图4 祁连山排露沟流域林空降水量、林冠截留率随海拔的变化

Fig.4 The changes of throughfall and forest canopy interception ratio along with the various elevations in the Pailugou Catchment of the Qilian Mountains

图5 祁连山排露沟流域灌木截留特征

Fig.5 The changes of bush in the Pailugou Catchment of the Qilian Mountains

图6 祁连山排露沟流域降水、苔藓截留变化

Fig.6 The changes of precipitation and moss interception in the Pailugou Catchment of the Qilian Mountains

图7 祁连山排露沟流域降水量与截留量、截留率的关系

Fig.7 The relationship between precipitation， and interception， interception rate in the Pailugou Catchment of Qilian Mountains

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