Page 213 - 《高原气象》2025年第5期

5 期 车宗玺等：水热要素对祁连山青海云杉水源涵养功能影响 1331
VEST 模型的黑河流域上游 1990 -2018 年产水量模 源涵养功能， 忽略了水源涵养功能的时空变化及水
拟， 上述研究的共性就是采用模型模拟研究单因子 热要素的影响研究， 导致不同生态系统水源涵养功
对水源涵养功能的影响（Gao et al， 2021）， 多因子 能底数不明， 区域或局域尺度产水量不清， 对下游
的协同影响研究较少， 其次， 缺乏长序列的定位监 的调水、 用水造成被动局面。因此， 研究水热要素
测数据进行研究。本文利用长序列的定位监测数 对祁连山青海云杉林水源涵养功能的影响对评估
据， 对祁连山青海云杉林水源涵养功能进行研究， 祁连山青海云杉林涵养水源能力及水资源管理提
阐明水热要素对青海云杉林水源涵养功能的影响 供科学理论依据。
机制。 2 资料与方法
目前， 水源涵养功能的评估方法主要有水量平
衡法、 林冠截留剩余量法、 降雨储存量法、 地下径 2. 1 研究区概况
流增长法和多因子回归法等多种方法（王晓学等， 实验区位于甘肃祁连山国家公园中部西水自
2012）， 水量平衡法是被广泛应用的方法之一（王玉 然 保 护 站 辖 区 的 排 露 沟 流 域 ， 地 理 坐 标 100°
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纯等， 2018； 王耕等， 2018）， INVEST 模型是水量 17′59″E， 38° 32′47″N， 总 面 积 2. 95 hm ， 海 拔
平衡法的一种典型应用， 主要弊端是需要基础数据 2400~3400 m， 流域阳坡为山地草原， 阴坡为青海
多， 有些数据难以获取（马良等， 2015； 王金叶等， 云杉林， 森林植被空间分布格局明显， 从高到低依
2008； 苑跃等， 2020）， 本文采用一般的水量平衡 次为高山草甸带（分布草本和灌木）、 灌木林带、 青
法， 其优点是对森林生态站长期连续观测的降水 海云杉林带、 半干旱草原带、 荒漠草原带， 森林覆
量、 径流量、 蒸散量等数据利用水量平衡模型估算 盖率 28. 6%； 年均气温 0. 7 ℃， 7 月份平均气温 10~
水源涵养量， 这样可以估算祁连山排露沟流域水源 15 ℃， 年降雨量 433. 6 mm， 年蒸发量 1081. 2 mm，
涵养量的空间变化特征， 阐明水源涵养功能的空间 相对湿度 60%， 年日照时数 1892. 6 h， 日辐射总量
变化特征及与水热要素的互作关系。 110. 28 J·m （车宗玺等， 2018）。研究区内以青海
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祁连山是西部重要生态安全屏障， 河西走廊的 云杉为主要建群种， 呈斑块状分布在海拔 2400~
生命线和母亲山， 是黑河、 疏勒河、 石羊河三大内 3400 m 的阴坡或半阴坡； 阳坡、 半阳坡主要为山地
陆河的水源产流地， 是我国重要的水源涵养功能 草原， 伴生有小灌木。乔木林主要有青海云杉（Pi‐
区， 对维护下游额济纳旗的生态平衡具有举足轻重 cea crassifolia）和祁连圆柏（Sabina przewalskii）； 灌
的作用。近年来， 该区部分湿地干化， 草场退化严 木优势种有金露梅（Potentilla fruticosa）、 箭叶锦鸡
重， 土地沙化范围扩大， 灌木林线后移， 青海云杉 儿（Caragana jubata）、 吉 拉 柳（Salix gi-lashanica）
林分质量下降， 水源涵养功能减弱（熊远清等， 等 ； 草 本 植 物 主 要 有 苔 草（Cavex ）、 针 茅（Stipa
2011； 王辉源等， 2023）引起了一系列生态问题。 ssp）、 黄芪（Hedysorum）、 火绒草（Leantopotium）、 白
国内大部分学者从森林水文的过程机理研究了水 藜（Chenopodium album）、 委陵菜（Poten-tilla）等。

表1 不同海拔梯度样点主要环境要素参数
Table 1 The main environmental factors parameters of the sample plots at different altitudinal gradients
海拔/m 东经（E） 北纬（N） 年均温/℃ 地温/℃ 降水/mm 土壤类型
2600 100°17′3. 0″ 38°33′16. 0″ 1. 25 1. 09 361. 8 森林灰褐土
2700 100°17′10. 6″ 38°33′20. 1″ 0. 86 0. 65 368. 9 森林灰褐土
2800 100°17′7. 7″ 38°33′10. 6″ 0. 47 0. 15 423. 6 森林灰褐土
2900 100°18′10. 0″ 38°32′32. 0″ 0. 32 -0. 065 467. 1 森林灰褐土
3000 100°17. 971′ 38°32. 588′ -0. 73 -0. 575 499. 1 森林灰褐土
3100 100°18. 106′ 38°32. 334′ -1. 45 -0. 96 520. 3 森林灰褐土
3200 100°18. 103′ 38°32. 242′ -1. 36 -1. 305 530. 0 森林灰褐土
3300 100°18. 265′ 38°32. 152′ -1. 57 -1. 66 528. 5 高山草甸土

2. 2 观测方法 套土壤温度自动记录仪（HOBO Pro V2， 型号： U12）
气温、 土壤温度梯度监测： 沿海拔梯度在青海 共 8 套， 埋入土层深 10 cm 处， 长期测定土壤温度，
云杉林分布带 2600~3300 m 范围内， 100 m 布设一 测量范围为-20~70 ℃， 精度±0. 4 ℃； 气温采用空