高山植被

在山地森林線以上到常年積雪帶下限之間的，由適冰雪與耐寒旱的植物組成的植物羣落之總稱。它是山地植被垂直帶中海拔最高的一個植被帶。我國除了典型的熱帶、赤道帶的高山植被類型外，其它各種類型的高山植被都基本具備，這包括：高山凍原、高山 [流石灘]稀疏植被、高山墊狀植被、高寒草原、高寒草甸、高寒灌叢、高寒荒漠等。是指位於山地森林線以上和常年積雪帶以下，由耐寒、耐旱與適冰雪的植物組成的各種植被類型的總稱，包括高山苔原、亞高山草甸和高山草甸、亞高山灌叢和高山灌叢、高山坐墊植被、高山草原、高山荒漠、高山稀疏植叢及高山沼澤等。人們把森林分佈上線以上的山地稱為高山帶。高山帶是山地垂直帶譜中海拔最高的一個生物氣候帶。分佈在高山帶的各種植物羣落,統稱高山植被。高山帶的環境為:氣候寒冷,降水常為固態形式,凍結期長,凍層較厚;日照強烈,日温差變化大;風大;土壤發育比較原始,土層淺薄,質地粗劣等等。在這種環境裏生長的植物,大多具有對寒冷、強輻射、強風、營養物質貧乏的適應性,其形態和體內生理活動已完全適應高山。 ^[1] 

由於高山地區特殊的地理背景和生態條件，高山植被具有以下生態特點；

（1）間斷分佈；

（2）生活型多樣，主要有蘚類、地衣、雜類草、叢生苔草、小灌木、墊狀植物和肉質植物；

（3）植物具有較強的抗寒性和抗旱性，代謝緩慢，生物量低，但生命週期卻很長，常可達數十年至數百年，許多高山植物依靠無性繁殖的方式進行繁殖。

高山植被按照垂直高度的分異還可以進一步劃分為亞冰雪帶、高山帶和亞高山帶。各帶的特徵如下：

（1）亞冰雪帶（或稱上高山帶）：上部是夏季雪線。這裏沒有真正的土壤，只有在岩石縫隙裏生長有個別的高山植物或僅有小片分佈的、不連續的高山先鋒植物羣落。

（2）高山帶（或稱真高山帶）：具有由典型的低矮、寒（旱）生的高山植物構成的、多少是連片的或較密集的植被。

（3）亞高山帶：是高山植被向山地森林或其它山地植被的過渡帶。

高山植被包括以下類型：

（1）高山凍原：種類組成以北極-高山成分為主，與其它類型的高山植被不同，它以蘚類和地衣比較發達為顯著特徵；

（2）高山墊狀植被：分佈在具有大陸性高山氣候的嚴酷生境中，年均温0℃左右，最熱月均温4-5℃。地表晝夜温差20℃以上。年降水量約250-500mm，多為固態降水，冬季有雪被。土壤為強度石質化的原始高山草甸土。高山墊狀植被見於真高山帶的上半部，具有高山先鋒植物羣落的性質，種類貧乏，蓋度為20-50%甚至更低。隨着羣落蓋度的增加，土壤有機質的積累，高山墊狀植被逐漸演化成高寒草甸或高寒草原。

（3）高山流石灘植被：在亞冰雪帶的下半部普遍出現，由適應冰雪耐嚴寒生境的寒旱生或寒冷中旱生多年生雜類草以及墊狀植物等組成，蓋度極低。

（4）高山與亞高山草甸：在草甸植被中已經作了詳細介紹。

（5）高山與亞高山灌叢：按照建羣種的生活型差異，可以進一步分為常綠針葉灌叢、常綠革葉灌叢（主要是高山杜鵑）和高寒落葉闊葉灌叢等幾類。

按垂直高度的差別，高山植被分為：①亞冰雪植叢帶。呈不連續分佈，有人稱為高山冰緣植被。位於雪線與連續高山植被上限之間，岩屑、倒石堆及冰磧物發達，巖隙石縫間有細土物質，為寒凍土，生長着個別高山植物；②高山植被帶。位於高山帶中部，由典型的低矮、寒（旱）生高山植物組成；

③亞高山植被帶。屬山地森林（或其它山地植被類型）與高山植被間的過渡植被帶。

高山植被包括高山苔原、亞高山草甸和高山草甸、亞高山灌叢和高山灌叢、高山座墊植被、高山草原、高山荒漠、高山稀疏植叢及高山沼澤等基本類型。中國高原高山廣佈，高山植被類型極為豐富。

在祁連山西水林區排露溝小流域,與2014年生長季(5~9月)測定5種主要灌叢的冠層、枯枝落葉層、土壤層的多種水文作用,並在此進行了綜合評價。結果表明:各灌叢類型的水文作用差別明顯,冠層截留率變化在24.54%~52.95%,從大到小依次為鮮黃小檗>吉拉柳>金露梅>箭葉錦雞兒>甘青錦雞兒;枯落物層的最大持水量變化在50.40~152.50 t·hm-2,有效持水量變化在37.47~96.66 t·hm-2,其中吉拉柳的最大,甘青錦雞兒最小;0~60 cm土壤層的孔隙度、持水量、入滲速率等水文特性隨灌叢樣地所處海拔降低而減小,依次為吉拉柳>箭葉錦雞兒>金露梅>鮮黃小檗>甘青錦雞兒;不同灌叢的生長季徑流量變化在12.60~143.93 mm,徑流係數變化在3.16%~26.62%,從大到小依次為吉拉柳>箭葉錦雞兒>金露梅>甘青錦雞兒>鮮黃小檗;由於地表覆蓋度較好,土壤侵蝕量均很低,但仍有灌叢類型的明顯差別,變化在2.46~19.15 kg·hm-2,從小到大依次為吉拉柳>箭葉錦雞兒>鮮黃小檗>金露梅>甘青錦雞兒。從各種水文作用的綜合評價來看,由大到小依次為吉拉柳>箭葉錦雞兒>鮮黃小檗>金露梅>甘青錦雞兒。研究結果對深入認識和全面評價祁連山區灌叢的水文作用及科學指導當地的植被建設和水資源管理提供了科學依據。 ^[2] 

為了研究氣温升高、氮素增加和人為干擾對亞高山草甸植物生長和非結構性碳水化合物(NSC)的影響,該研究採用開頂式生長箱(OTC)模擬增温,同時進行施加氮肥和除草處理,對青藏高原東南緣邛崍山脈東坡巴郎山(四川盆地向青藏高原的過渡地帶)的亞高山草甸植物的生長和NSC含量進行測定分析。結果顯示:(1)各處理土壤全磷(P)和全鉀(K)含量與對照均無顯著差異,增温加施肥處理的土壤全氮(N)含量與對照無顯著差異,但增温處理、施肥處理、除草處理、增温加除草處理、施肥加除草處理和增温加施肥加除草處理的土壤全氮含量較對照均顯著降低。(2)增温促進禾本科和雜類草功能羣生長,抑制莎草科功能羣生長,提高禾本科功能羣重要值,降低雜類草功能羣重要值,且對莎草科功能羣重要值的作用受施氮和除草的影響;施肥促進禾本科和雜類草功能羣的高生長,並且促進莎草科功能羣生長;除草促進莎草科功能羣生長,抑制禾草科和雜類草功能羣的生長;而施肥和除草的交互作用有利於禾草科功能羣生長,施肥和除草都提高了莎草科功能羣的重要值,降低了禾草科功能羣的重要值。(3)不同物種NSC含量及分配對於各處理的響應有所不同,紫地榆的NSC含量與物種分蓋度相關性顯著,珠芽蓼的NSC含量與物種高度相關性顯著。研究表明,氣候變暖和土壤氮素增加有利於禾本科和莎草科植物的生長,並使植物改變體內非結構性碳水化合物的分配來抵禦環境壓力。 ^[3] 

森林生態系統的產水量與固碳效益之間存在着一種可交易的平衡關係。基於Wa SSI-C水碳耦合模型和趨勢分析,研究了1982–2006年川西雜古腦河上游22個子流域內不同植被類型空間分佈對水碳平衡的影響並分析了其水碳耦合關係,發現:

1)針葉林主導的流域在生長季增加土壤水分入滲的功能明顯高於其他植被類型,但不足以補償其高蒸散帶來的水分消耗,因而其年平均土壤含水量明顯低於高山草甸和混交林類型;且森林土壤含水量隨着森林覆蓋率的升高而降低。

2)25年的土壤水分蓄變量的平均值,高山草甸流域為–44 mm,混交林為–18 mm,針葉林為–5 mm,説明川西亞高山植被的整體維持穩定產水量及其潛力在下降,其中高山草甸流域下降趨勢尤為顯著。

3)流域產流量和淨生態系統生產力具有顯著負相關性,且不同植被組成對固碳和產水效益的轉化具有重要影響:高山草甸主導的子流域具有較高的產水量和較低的固碳能力,常綠針葉林主導的子流域具有較高固碳能力和較低產水量,且森林覆蓋率越高,產水量越低。三種植被類型的淨生態系統生產力在研究期間均呈現上升趨勢,且高山草甸的上升趨勢顯著。 ^[4]