积雪对高山岳桦林线形成的影响及作用机理

全球变化将显著改变高山地区积雪的厚度、覆雪时间和融雪时机，而积雪在高山地区树木生存、分布及种群扩展中有重要的作用，因此研究高山林线形成过程中积雪的作用对于预测气候变化下的林线动态具有重要意义。然而，目前针对该方面的研究还不多见。本项目在已有研究成果的基础上，通过积雪厚度、覆盖时期、融雪时机等的调查和监测，研究土壤温度、湿度、养分状况等随积雪厚度梯度上的变化特征，探究积雪物理化学性质及其环境效应；在对不同积雪覆盖区域岳桦种群的大小、结构、形态、物候及岳桦个体的生理特征详细调查和分析的基础上，借助于实验生态学方法和模拟分析手段，通过与不同海拔岳桦个体生理生态特征对比分析，探讨岳桦繁殖策略、更新方式、存活和生长等的影响，并结合前期的研究成果，揭示长白山岳桦林线的形成机理。并以此为基础，依据气候变化下积雪厚度的可能变化，预测林线的动态。

积雪在长白山高山林线植被分布的空间异质性方面有重要的作用，但是其作用机理却并不清楚。本项目通过研究季节性雪斑的养分状况，对其所覆盖下土壤的物理化学作用等方面分析了积雪对土壤的影响；研究了不同植被的养分利用策略及其与土壤养分的关系，分析了植物对季节性雪斑厚度的响应机理。结果表明，季节性雪斑的厚度与植被的斑块状分布格局有明显的相关关系。积雪中的养分元素对土壤中的养分积累有重要的作用，不同雪斑厚度下土壤的养分状况所以差异；林线上主要的三种群落类型（岳桦和牛皮杜鹃，笃斯越桔和大白花地榆）的养分利用策略有明显差异，但是岳桦和笃斯越桔的养分回收策略基本相同。低温和水分限制是岳桦林线形成的主要原因，低温主要通过生长限制了岳桦向更高海拔分布。积雪的冬季保温和生长季初的水分功能作用，影响了林线上植物群落的分布格局。该研究结果对于揭示局部林线的分布状态和形成机理提出了新的思路。