Spatio-temporal dynamics of two alpine treeline ecotones and ecological characteristics of their dominate species at the eastern margin of Qinghai-Xizang Plateau

热量匮乏是高山树线的主要成因,在全球变暖趋势下对高山树线及其建群种的生态学过程及特征的研究具有重要意义。该文以青藏高原东缘的折多山和剪子弯山两处高山树线(海拔分别为4 265 m和4 425 m)作为研究对象,通过设置垂直样带,同时结合区域温度、降水的长时间序列分析,探究两处树线的时空动态过程,并明确了建群种冷杉(Abies spp.)的生态学特征。结果表明: 1)折多山和剪子弯山区域的气温在过去58年均存在显著的上升趋势(分别上升了0.72和0.91 ℃),而折多山和剪子弯山区域降水均存在微弱的降低趋势。2)折多山的峨眉冷杉(A. fabri)龄级结构呈反J形,剪子弯山的鳞皮冷杉(A. squamata)龄级结构呈双峰形,二者种群结构均相对稳定。3)在小尺度上,种子扩散限制使得两处树线的冷杉聚集分布。在大尺度上,折多山峨眉冷杉亦呈聚集分布,而剪子弯山鳞皮冷杉受生长环境以及种内或种间关系的影响呈随机分布。4)两处样地建群树种的树高和基径均随海拔升高而降低,位于树线交错带上部的冷杉均呈现树高生长大于径向生长的异速生长关系,而位于样地中、下部位的冷杉大部分呈等速生长关系。5)相比10年前,折多山和剪子弯山的树线及树种线位置均无明显变化,剪子弯山鳞皮冷杉种群的树木密度亦无明显变化,而折多山的树木个体数提高了约25%;相比20年前,折多山和剪子弯山的树种线分别上移了50和30 m,树线位置分别升高了75和40 m,树木个体数亦明显增加,分别提高了约220%和100%。树线及其建群种在较大时空尺度上主要受热量的控制,而在较小时空尺度上受温度及生长环境共同作用的影响