亚高山草甸不同坡位冷箭竹生境特征及对生长的影响_颜科宇.pdf

2023 年 4 月第 2 期林业资源管理FOEST ESOUCES MANAGEMENTApril 2023No.2亚高山草甸不同坡位冷箭竹生境特征及对生长的影响颜科宇1，陈平平2，李建兴2，张丽梅2，刘辉3，陈正发1(1.云南农业大学 水利学院，昆明 650201;2.中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，昆明 650051;3.大唐云南新能源有限公司，昆明 655200)摘要:冷箭竹作为低纬度高原亚高山草甸的优势植物种，明确不同坡位冷箭竹生境特征及关键生长影响因子对其群落保护具有重要的指导意义。以云南寻甸高本山区亚高山草甸冷箭竹为研究对象，通过调查不同坡位冷箭竹生长及生境因子特征，采用相关性热图辨识冷箭竹关键生长影响因子。结果表明:1)空气温度和相对湿度随坡位上升呈降低趋势，风速和太阳辐射强度随坡位上升呈升高趋势。2)不同坡位土壤颗粒组成均以粉粒为主，土壤容重随坡位上升呈升高趋势，土壤含水率、大团聚体含量和土壤化学指标均随坡位上升呈先升高后降低趋势;草甸土壤呈明显的酸性特征，中坡位土壤理化特性反映出土壤质量水平相对更高。3)随着坡位上升，冷箭竹形态和群落特征均呈现出显著的劣化趋势。4)相关性热图分析表明，空气温度、太阳辐射强度、风速、土壤容重和有效磷对冷箭竹相应生长特征影响较大，其中空气温度、太阳辐射强度、风速和土壤容重是影响冷箭竹生长的关键性因子。关键词:亚高山草甸;冷箭竹;坡位;环境因子;生长影响中图分类号:S718.53;S795.2文献标识码:A文章编号:1002 6622(2023)02 0070 09DOI:10 13466/j cnki lyzygl 2023 02 010收稿日期:2023 03 11;修回日期:2023 04 21基金项目:云南省基础研究专项面上项目(202201AT070272);中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司科技项目(H20220308)作者简介:颜科宇(2000 )，男，四川自贡人，硕士研究生，研究方向:水土生态工程。Email:y2803269927126 com通讯作者:陈正发(1985 )，男，云南砚山人，博士，讲师，硕士生导师，研究方向:水土生态工程。Email:chenzhengfa2013126 comHabitat Characteristics and Effects on Growth of Arundinaria faberiin Different Slope Positions of Subalpine MeadowYAN Keyu1，CHEN Pingping2，LI Jianxing2，ZHANG Limei2，LIU Hui3，CHEN Zhengfa1(1 College of Water Conservancy，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China;2 Kunming Engineering Corporation Limited ofPowerchina，Kunming 650051，China;3 Datang Yunnan New Energy Co，Ltd，Kunming 655200，China)Abstract:As a dominant plant species in subalpine meadows on the low-latitude plateau，it is of greatguiding significance to clarify the habitat characteristics and key growth factors of different slope positionsof Arundinaria faberi for its community protection The research object was Arundinaria faberi in thesubalpine meadow of Gaoben Mountain in Xundian，Yunnan By investigating the characteristics of growthand habitat factors of Arundinaria faberi in different slope positions，the key growth factors of Arundinariafaberi were identified by correlation heat map The results showed that:1)The air temperature andrelative humidity tended to decrease with the increase of the slope position，while the wind speed and solarradiation intensity increased with the increase of the slope position 2)The soil particle composition ofdifferent slope positions was mainly composed of silt particles The soil bulk density increased with the第 2 期颜科宇等:亚高山草甸不同坡位冷箭竹生境特征及对生长的影响increase of the slope position The soil moisture content，large aggregate content and soil chemicalindicators all increased first and then decreased with the increase of the slope position The meadow soilwas obviously acidic，and the soil quality level reflected by the physical and chemical characteristics ofthe middle slope soil was relatively higher 3)With the increase of the slope position，the morphology andcommunity characteristics of Arundinaria faberi showed a significant deterioration trend 4)Correlationheat map analysis showed that air temperature，solar radiation intensity，wind speed，soil bulk density andavailable phosphorus had a great influence on the corresponding growth characteristics of Arundinariafaberi among which air temperature，solar radiation intensity，wind speed and soil bulk density were themost influential key factor for growthKey words:subalpine meadow，Arundinaria faberi，slope position，environmental factors，growth effects生物生境作为生物生存和繁殖的场所，是生物保护研究的核心内容1。亚高山草甸地处高海拔区域，由于寒冷、干燥、辐射强、风速大等气候特点，使得植被生长季短、成活率低、生长缓慢2。特别是近年来随着风电、太阳能等新能源开发工程建设项目的不断增加，工程建设扰动导致的亚高山草甸原生植被被破坏，以及植物群落和生态系统功能退化等问题日趋严峻，生物多样性受到了严重威胁。冷箭竹(Arundinaria faberi)作为低纬度高原亚高山草甸的优势植物种及生物多样性的重要组成部分，其不同坡位群落特征呈现显著性差异。因此，明确不同坡位冷箭竹生境特征及关键生长影响因子对亚高山草甸冷箭竹保护具有重要的指导意义。冷箭 竹 系 禾 本 科(Gramineae)、青 篱 竹 属(Arundinaria)植物，主要分布于四川、贵州、云南等地区，是国宝大熊猫的主食竹种之一3，已被列入世界自然保护联盟濒危物种红色名录(IUCN edList of Threatened Species)中的近危(NT)等级物种4。随着研究的不断深入，植物群落生长对生境因子的响应已成为植物群落保护研究的热点，然而对冷箭竹保护的研究还主要停留在原生植被更新复壮技术方面5 6。近年来，有研究7 8 表明，地形是决定环境因子的重要因素，而环境因子与植株生长之间也存在显著的响应关系9 11。苏妮尔等12 研究发现，下坡位更有利于植株生长和土壤养分积累，是适合植株培育的有利坡位条件;李强等13 研究发现，不同坡位土壤理化性质差异显著，土壤容重、全氮和速效磷是影响高寒草甸植被生长的关键影响因子;杜京旗等14 研究发现，土壤含水率和土壤化学因子是影响亚高山草甸植被生长的重要因子。总体而言，不同坡位植物群落生境因子对植株的生长及群落的分布会产生显著的影响，且影响因子会随研究地域、土壤类型、气候条件的不同而发生改变。虽然国内外学者14 16 对亚高山草甸植物群落演替、植物群落生长与其坡位生境特征的响应开展了一定的研究，但在这方面，针对冷箭竹群落的研究却鲜有报道，冷箭竹生长的关键生境因子尚未明确。为此，本研究以云南寻甸高本山区亚高山草甸冷箭竹为研究对象，通过分析不同坡位环境因子空间差异及其与冷箭竹生长的关系，揭示对冷箭竹生长产生关键影响的因子，以期为保护亚高山草甸冷箭竹群落提供科学依据。1材料与方法1.1研究区概况研究区位于云南省昆明市寻甸回族彝族自治县和东川区交界处的高本山区(254750 255426N，1030920 1031159E)，海拔分布在 3 040 3 200 m 之间，属滇中红土高原区和滇东喀斯特高原区的接壤地带，具有典型的低纬度高原亚高山草甸景观特征。该区域为低纬度高原季风气候区，夏秋多雨，冬季干旱，年均日照 2 118.9 h，无霜期316.1 d，年平均气温 14.5，平均风速 8.3 m/s，年平均降雨量 1 020.9 mm(集中在 59 月)，年平均相对湿度 70.0%。主要土壤类型为红壤、亚高山草甸土，主要气象灾害有霜冻、洪涝、干旱、冰雹等。高本山区植物群落主要以羊茅(Festuca ovina L.)群17林业资源管理第 2 期落、萎陵菜(Potentilla chinensis)群落、冷箭竹群落、寒温灌丛、暖温性针叶林为主。1.2土壤采样和冷箭竹生长调查2022 年 7 月 19 日7 月 22 日，根据研究区冷箭竹群落分布的地形地貌特征，分别在坡度 15 20范围、人为干扰少、有典型冷箭竹分布的上坡、中坡、下坡 3 个坡位设置采样区域(采样区域基本信息如表 1 所示;3 个采样区域均处于相同的坡向;因不同采样坡位的坡度差异较小，故不将坡度作为研究重点)，开展土壤采样和冷箭竹生长状况调查。在采样区域选择冷箭竹生长状况较好的地块作为采样点，对其根区 0 30 cm 深度范围的土壤进行采样，共采集土样 19 个。采集的土壤样品用塑料薄膜密封，做好标记带回实验室，用于土壤理化性质的测定。同 时，分 别 采 集 土 壤 铝 盒 样 品、环 刀(100 cm3)样品，用于测定土壤含水率和土壤容重。参照文献 17 进行土壤物理指标的测定，即土壤含水率和容重分别采用烘干法和环刀法、土壤团聚体采用筛分法(干筛法和湿筛法)、土壤机械组成采用吸管法;参照文献 18进行土壤化学指标的测定，即有机质采用重铬酸钾容量法 外加热法、pH值采用电位法(土水比 1 1)、全氮采用半微量凯氏定氮法、有效磷采用 Olsen 法、速效钾采用中性醋酸铵浸提 火焰光度计法。表 1采样区域基本信息Tab.1 Basic information about the sampling area采样区域编号坡位海拔/m经纬度平均坡度/()土壤采样点数/个J1上坡位3129 3134255050N，1031118E17.828J2中坡位3100 3105255052N，1031114E17.875J3下坡位3081 3085255053N，1031111E17.456在采集土壤样品的同时，对应于上坡、中坡、下坡 3 个土壤采样区域，随机设置 3 个 1 m 1 m 样方，共计 9 个样方。对样方中冷箭竹群落的林分密度、株高等数据进行测量记录，据此来对其群落特征进行评价。同时，将采样点挖掘出的冷箭竹植株带回实验室清洗风干，对其地径、鞭根直径、须根数量等形态特征进行测量记录。冷箭竹株高用钢卷尺进行测量，地径和鞭根直径采用游标卡尺进行测量，林分密度采用样地法进行确定，须根数量采用观察记数法进行统计。1.3气象数据与来源不同坡位的气象数据来源于中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司进行高本山风电场规划设计时收集和观测的数据集。气象数据集包括空气温度、空气相对湿度、风速、太阳辐射强度等。1.4数据分析采用 Excel 2010 进行数据整理分析和图形绘制;采用 Origin 2021 进行相关性热图分析;参照文献 19，进行土壤养分丰缺程度的划分。2结果与分析2.1不同坡位的气象特征受地形地貌、海拔等因素的影响，不同坡位的空气温度、空气相对湿度、风速、太阳辐射强度等气象特征参数存在一定程度的变异性。从表 2 中可看出:空气温度和空气相对湿度两项气象指标均随坡位的上升呈降低趋势，风速和太阳辐射强度均随坡位的上升呈升高趋势;空气温度、空气相对湿度和太阳辐射强度变化范围分别为 14.9 15.2，69.9%70.2%，4 434.6 4 450.3 MJ/m2，3 项因子的变化范围均较小。相比而言，风速随坡位的变化最为显著，上坡位的风速相比中坡位和下坡位，高出14.46%，25.00%，且下坡位风速等级达到 4 级，中坡位和上坡位风速均达到 5 级。不同坡位风速的快速增加，可能会对冷箭竹的生长造成影响。从以上分析27中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 昆明市巨龙梁风电场环境影响报告书2017中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司 巨龙梁风电项目(一期)可行性研究报告2021第 2 期颜科宇等:亚高山草甸不同坡位冷箭竹生境特征及对生长的影响可知，亚高山草甸不同坡位的气象因子存在一定的差异性，其中风速随坡位的改变响应更明显。表 2不同坡位气象特征Tab.2 Meteorological characteristics of different slope positions坡位空气温度/空气相对湿度/%风速/(m/s)太阳辐射强度/(MJ/m2)上坡位14.969.99.54450.3中坡位15.170.18.34441.9下坡位15.270.27.64434.62.2不同坡位的土壤理化特征2.2.1土壤水分和容重土壤水分和容重作为表征土壤水分供给能力和结构性能的重要参数，对植被生长具有重要影响。从图1可看出:不同坡位土壤容重分布在 0.67 0.89 g/cm3之间，总体较小，且随坡位的上升呈逐渐升高趋势，上坡位容重相比中坡位、下坡位高出 8.54%，32.84%，差异相对较大;从土壤含水率变化来看，不同坡位的土壤含水率分布在39.3%42.9%之间，且随坡位的上升呈先升高后降低的趋势，中坡位土壤含水率相比上坡位和下坡位高出2.88%，9.16%，差异并不明显。可见，上坡位和中坡位土壤容重无明显差异，与下坡位容重存在一定程度的差异性;上坡、中坡和下坡 3个坡位间土壤含水率差异较小，坡位对土壤容重的影响比含水率更为显著。图 1不同坡位土壤容重及含水率Fig.1 Soil bulk density and moisture content at different slope positions2.2.2土壤机械组成土壤机械组成可以表征土壤组成颗粒的级配特征，与土壤母质及成土过程密切相关，对土壤的肥力特征、理化性质等具有重大影响。从图 2(按照国际制划分的不同坡位土壤颗粒分布情况)可以看出:不同坡位土壤颗粒级配分布基本趋于一致，均以粉粒(粒径 2 20 m)为主要的土壤颗粒组成;不同坡位土壤颗粒组成含量关系为粉粒(粒径2 20 m)黏粒(粒径 2 m)砂粒(粒径20 2 000 m)。一般认为，土壤粉粒和黏粒的含量越大，土壤结构总体上越好20。从研究区土壤颗粒组成来看，不同坡位的土壤黏粒和粉粒含量总体上超过 90.00%，表明研究区土壤结构总体上较好。依据中国土壤质地分类系统，高本山区亚高山草甸冷箭竹生长区域的草甸土均属粉黏土。从不同坡位来看，黏粒土壤颗粒组成含量随坡位的上升大体呈降低趋势，砂粒则与之相反;粉粒作为主要的土壤颗粒组成，质量百分数分布在 57.85%59.61%之间，砂粒土壤颗粒组成质量百分数仅占 5.71%10.87%。可见，上坡、中坡和下坡 3 个坡位间土壤机械组成差异不显著，不同坡位土壤质地类型均为粉黏土，亚高山草甸土壤结构总体上均较好。图 2不同坡位土壤机械组成Fig.2 Soil mechanical composition of different slope positions2.2.3土壤团聚体粒径分布不同坡位干筛和湿筛团聚体粒径分布特征如表 3 所示，其中:干筛法测定的团聚体粒径分布代表土壤机械稳定性团聚体粒径分级特征，而湿筛法测37林业资源管理第 2 期定的团聚体粒径分布代表土壤水稳定性团聚体粒径分级特征。2.2.3.1土壤机械稳定性团聚体粒径分布机械稳定性团聚体表征土壤抵抗外力破坏的能力 21。由表3 可知:不同坡位机械稳定性团聚体分布趋于一致，团聚体质量百分数随着粒径的减小，总体变化趋势表现为先升高后降低，但土壤机械稳定性团聚体各粒级的组成比例在不同坡位下表现出一定的差异性。除上坡位外，中坡、下坡两个坡位机械稳定性团聚体粒径的主要分布范围为 0.5 1 mm，分别占总重量的 24.63%，28.26%;上坡位机械稳定性团聚体粒径的主要分布范围为 2 5 mm，占总重量的 21.05%。一般将 0.25 mm 粒径的团聚体称为大团聚体，该粒级的团聚体含量越高，土壤结构就越稳定 22。不同坡位 0.25 mm 的机械稳定性团聚体含量差异较小，其变化范围为75.47%83.19%，表明研究区土壤团聚体稳定性总体上较好。总体来看，不同坡位土壤机械稳定性团聚体含量无明显差异，说明坡位对土壤机械稳定性团聚体的影响总体上较小。2.2.3.2土壤水稳性团聚体粒径分布土壤水稳性团聚体是指具有抵抗水力分散作用大于0.25 mm 的土壤团聚体23，其数量对土壤的有机碳含量、肥力大小、土壤抗侵蚀性能等特性有显著的影响24。由表 3 可知:上坡、中坡和下坡 3个坡位均以0.25mm 的团聚体含量最高，占总重量的24.72%39.17%;不同坡位水稳性团聚体含量大小关系为中坡位(75.28%)下坡位(68.91%)上坡位(60.83%)，3 个坡位水稳性团聚体的质量百分比均在 60.83%及以上。相比上坡位，中坡位、下坡位水稳性团聚体含量高出 23.75%和 13.28%，其中中坡位水稳性团聚体的含量最高，表明中坡位土壤团聚体稳定性总体上最好，土壤抵抗水力侵蚀的性能最好。表 3不同坡位土壤团聚体组成Tab.3 Composition and grain sizedistribution of soil water-stable aggregates in different slopes土壤团聚体类别坡位不同团聚体粒径分级所占百分比/%10 mm5 10 mm2 5 mm1 2 mm0.5 1 mm0.25 0.5 mm0.25 mm下坡位0.001.118.948.9428.2628.2224.53机械稳定性团聚体中坡位7.6915.379.239.2324.6317.0416.81上坡位5.2211.9321.058.1717.6718.3417.62下坡位0.001.4614.078.3417.8219.1439.17水稳性团聚体中坡位5.6115.5720.267.7316.269.8524.72上坡位6.2111.5718.828.5411.6012.1731.092.2.4土壤化学性质土壤化学指标是表征土壤质量的重要指标。从图3 可以看出，不同坡位土壤 pH 值、有机质、全氮、有效磷和速效钾含量均随坡位的上升呈先升高后降低的趋势。由图3(a)可知，不同坡位土壤 pH 值分布在5.20 5.31 之间，总体差异较小，均呈明显的酸性土壤特征。从图3(b)可知，不同坡位土壤有机质含量、全氮含量分别分布在152.00 254.00 g/kg 和5.35 8.06 g/kg 之间。不同坡位土壤有机质含量和全氮含量均达到丰富等级，表明冷箭竹生长的亚高山草甸土碳汇能力和养分供给能力总体上较强。从坡位变化来看，不同坡位土壤有机质和全氮含量差异较大。总体上，中坡位对应的含量最高，有机质含量分别高出上坡位和下坡位 5.39%，67.11%;而全氮含量比上坡位和下坡位高出18.18%，50.65%。从图3(c)可知，不同坡位土壤速效钾含量分布在 59.00 136.00 mg/kg之间，总体呈现出中坡位速效钾含量最高，达到中等含量水平，而上坡位和下坡位都处于相对较低的水平，且不同坡位速效钾含量差异较大，中坡位速效钾含量高出上坡位和下坡位 37.37%，130.51%;不同坡位土壤有效磷含量分布在 0.75 1.50mg/kg 之间，处于相对较缺乏的含量水平，总体上，呈现为下坡位和47第 2 期颜科宇等:亚高山草甸不同坡位冷箭竹生境特征及对生长的影响中坡位有效磷含量较高，且相比上坡位差异较大，有效磷含量均高出上坡位100.00%。综上分析可知:研究区亚高山草甸土整体上呈酸性特征;中坡位土壤化学特性反映出来的土壤质量水平相对更高;土壤养分中，速效钾含量随坡位的变化响应最为显著。图 3不同坡位土壤化学性质指标Fig.3 Soil chemical properties index of different slope positions2.3不同坡位的冷箭竹生长特征2.3.1冷箭竹分布及群落特征不同坡位典型冷箭竹群落生长及分布特征如图 4 所示。由图 4 可见，不同坡位的冷箭竹群落生长存在较大的差异，总体上，随着坡位上升冷箭竹植株生长状况呈现出明显的劣化趋势，且不同坡位间植株的株高差异也较大。冷箭竹群落样方调查结果显示，上坡位、中坡位和下坡位冷箭竹株高范围分别为0.05 0.35 m，0.22 1.24 m，1.17 2.53 m;平均株高分别为 0.15，0.65，2.10 m;林分密度分别为 4，20，26 株/m2。可见，下坡位平均株高分别比中坡位和上坡位高出 223.08%，1 300.00%;林分密度分别比中坡位和上坡位高出 30.00%，550.00%。结果表明坡位对植株的株高有一定的限制作用。不同坡位冷箭竹群落分布特征也呈现出显著差异，即上坡位林分密度低且分布分散，主要呈零星分布;中坡位分布分散但林分密度较大，呈斑块状分布;下坡位则分布相对集中且分布区域广，呈集中连片分布。综合上述分析可知:随着坡位的上升，冷箭竹群落的平均株高和林分密度逐渐降低，群落分布的疏密程度也更为疏散，总体表现出冷箭竹的生长是随着坡位的上升呈现明显的劣化趋势。2.3.2冷箭竹植株形态特征株高、地径、鞭根直径、须根数量是表征冷箭竹生长形态特征的重要指标。不同坡位冷箭竹植株形态特征参数如表 4 所示。由表 4 可知，不同坡位的冷箭竹植株的形态特征存在较大差异。随着坡位上升，冷箭竹植株各形态指标均呈现下降趋势。下坡位冷箭竹植株的株高显著高于上坡位和中坡位;地径比上坡位和中坡位高出 100.00%，1.59%;鞭 根 直 径 比 上 坡 位 和 中 坡 位 高 出 76.62%，25.49%;而 须 根 数 量 比 上 坡 位 和 中 坡 位 高 出133.33%，75.00%。结果表明:冷箭竹植株生长受坡位的影响程度较为显著，坡位对不同植株形态参数的影响大小关系表现为株高 须根数量 鞭根直径 地径。总体上看，下坡位冷箭竹植株的形态特征更优，说明下坡位的生境条件更适合冷箭竹群落生长。57林业资源管理第 2 期图 4不同坡位典型冷箭竹群落生长及分布特征Fig.4 Growth and distribution characteristics of typical Arundinaria faberi community in different slope positions表 4不同坡位冷箭竹植株形态特征Tab.4 Morphological characteristics of Arundinaria faberiin different slope positions坡位冷箭竹植株形态特征参数均值株高/m地径/mm鞭根直径/mm须根数/根上坡位0.155.104.326中坡位0.6510.046.088下坡位2.1010.207.63143讨论3.1亚高山草甸不同坡位环境因子综合分析气候对于植被分布的影响引发了众多学者的关注。研究表明，由于不同坡位所处的光照强度、风速等气候指标的差异性，会使植物群落出现明显的分层现象25。安德帅等 26 研究表明，亚高山草甸对气候的变化十分敏感，气候的变化与草的生长关系紧密。本研究发现，空气温度和空气相对湿度两项气象指标均随坡位的上升呈降低趋势，而风速和太阳辐射强度两项指标均随坡位的上升呈升高趋势，且风速随坡位的改变响应最强，这与张东杰等 27 研究结果类似。本研究针对高本山区亚高山草甸不同坡位的气候特征进行分析，结果表明，不同坡位的风速和太阳辐射强度两项气候指标都相对较大，容易造成草甸带土壤水分加速蒸发、植株折茎等情况，由此可能会对冷箭竹等植物生长带来不利影响。土壤与植物的根系之间可以通过巨大的接触面进行物质交换，因此土壤是植被生长的重要影响环境因子28，并且土壤质量的优劣可以通过土壤的各种理化性质综合反映出来。土壤含水率和容重是土壤水分供给能力和结构性能的重要参数。本研究表明，土壤容重随坡位上升而升高，土壤含水率随坡位上升先升高后降低，这与刘西刚等29 研究发现的土壤容重变化特征存在差异。这可能与上坡位的土壤在受到土壤侵蚀、人为踩踏等各种外营力作用下表现得更加密实，而下坡位的土壤受外营力的干扰相对较小有关;并且亚高山草甸的土壤容重总体相对较小，说明土粒排列较为疏松，土壤孔隙较多。土壤机械组成和团聚体粒径分布情况可以较好地反映出土壤结构稳定性30。本研究通过对比不同坡位土壤团聚体分布特征发现，中坡位相对上坡位和下坡位，其土壤团聚体稳定性更好，这可能与中坡位植被的截留能力较强、土壤受到人为影响较小有关。此外，土壤 pH 值对土壤养分循环有一定影响31，土壤有机质可以提高土壤保肥能力和缓冲性能32，土壤氮和磷对植物的生长有促进作用33。本研究发现，不同坡位的 pH 值较稳定，均呈酸性土壤特征;中坡位土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾等土壤化学性质指标均高于上坡位和下坡位;并且不同坡位有机质和全氮含量总体较高，说明亚高山草甸冷箭竹分布区域的土壤储碳性能较好，土壤肥力水平总体较高;但有效磷含量总体上比较低，速效钾含量仅中坡位达到中等水平，这一结果可能是研究区降雨充足，土壤有效磷淋失严重造成的。对亚高山草甸不同坡位土壤理化性质指标综合分析得出，中坡位的土壤理化性质反映出其土壤质量水平相对更高，这与苏妮尔等 12 研究的结论存在一定差异性，这可能是研究地域差异造成的。中坡位物种多样性相比上坡位和下坡位可能较为丰富，植被残67第 2 期颜科宇等:亚高山草甸不同坡位冷箭竹生境特征及对生长的影响落物能更快速地被真菌类微生物分解为土壤养分。因此，高本山区亚高山草甸不同坡位的物种丰富度及相互关系可成为下一步深入研究的重点。3.2亚高山草甸冷箭竹生长关键影响因子辨识研究发现，冷箭竹植株在不同立地和气候条件下会有不同的生长趋势。随着坡位的上升，冷箭竹植株的形态特征发生明显改变，群落分布特征也从集中连片分布逐渐向零星分布演化。为进一步辨识不同坡位冷箭竹群落生长的关键性因子，本研究依据实测数据，绘制出不同坡位环境因子与冷箭竹群落生长特征的相关性热图(图 5)。从图 5 可看出，空气温度与地径和鞭根直径呈显著正相关，风速与鞭根直径呈显著负相关，太阳辐射强度与鞭根直径和株高呈显著负相关，土壤容重与鞭根直径、株高和须根数量呈显著负相关，有效磷与地径呈显著正相关;空气温度、风速、太阳辐射强度和土壤容重与冷箭竹各生长特征基本呈高度的相关性。综上分析表明:空气温度、太阳辐射强度、风速、土壤容重和有效磷对冷箭竹群落相应的生长特征影响较大，且空气温度、太阳辐射强度、风速和土壤容重是影响高本山区亚高山草甸冷箭竹群落生长的关键因子。这与李强等 13 研究结果类似。所以，后续需要通过着重关注工程扰动对关键生境因子变化的影响，来进一步开展亚高山草甸冷箭竹群落的保护研究工作。注:“*”表示:|r|0.95，显著性相关;|r|0.8，高度相关;0.3|r|0.5，低度相关;|r|0.3，弱相关。图 5冷箭竹群落生长特征与环境因子相关性热图Fig.5 Heat map of correlation between growth characteristics andenvironmental factors of Arundinaria faberi community4结论1)亚高山草甸气象特征参数中，空气温度和相对湿度随坡位的上升呈降低趋势，而风速和太阳辐射强度随坡位的上升呈升高趋势，且风速随坡位的改变响应最明显，风速和太阳辐射强度两项指标总体较大。2)不同坡位土壤颗粒分布基本趋于一致，都以粉粒为主，土壤结构总体上较好;土壤理化性质中，土壤容重总体较小，且随坡位的上升呈升高趋势，土壤容重对坡位的响应比含水率更明显;土壤含水率、大团聚体含量和土壤化学指标均随坡位的上升呈先升高后降低趋势，均以中坡位含量最高;不同坡位有机质和全氮含量均较高，含水率和有效磷含量均较低，速效钾含量仅中坡位达到中等水平。3)亚高山草甸冷箭竹群落随坡位的上升，其生长状况相对更为劣化;群落分布也随坡位上升，逐渐从集中连片分布向零星分布演变。总体而言，亚高山草甸下坡位冷箭竹的群落和植株形态特征明显优于中坡位和上坡位。4)相关性热图分析表明，空气温度、太阳辐射强度、风速、土壤容重和有效磷对冷箭竹群落相应的生长特征影响较大，其中空气温度、太阳辐射强度、风速和土壤容重是影响亚高山草甸冷箭竹群落生长的关键性因子。参考文献:1 欧阳志云，刘建国，肖寒，等 卧龙自然保护区大熊猫生境评价J 生态学报，2001(11):1869 1874 2 宋词，郑光玉，黄炬斌，等 高寒灌丛草甸区的弃渣体场地生态修复技术研究J 地质灾害与环 境 保 护，2021，32(1):109 112 3 秦自生，艾伦泰勒，刘捷 大熊猫主食竹种秆龄鉴定及种群动态评估 J 四川环境，1993(4):26 29 4 IUCN The IUCN ed List of Threatened Species DB/OL 2023 02 13 https:/www iucnredlist org 5 周世强 更新复壮技术对冷箭竹种群密度及地上部分生物量影响的研究J 竹子研究汇刊，1994(2):26 36 6 周世强 冷箭竹更新复壮技术及生态效益分析J 生态经济，1994(3):53 55 7 马剑，刘贤德，金铭，等 祁连山青海云杉林土壤理化性质和酶活性海拔分布特征 J 水土保持学报，2019，33(2):207 213 8 Edy N，Zakaria E，Anshary A，et al 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