Page 216 - 《高原气象》2025年第5期
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高     原      气     象                                 44 卷
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                  海拔 2900 m 年平均气温为 0. 32 ℃， 在 0 ℃以              值分别为： 30. 62、 47. 11、 108. 39、 159. 16、 199. 15、
             上， 其余海拔年平均气温均在 0 ℃以下， 分别为                          228. 72、 247. 69和 256. 16 mm·m ·a 。因此， 祁连
                                                                                                 -1
                                                                                             -2
             -0. 73 ℃、 -1. 45 ℃、 -1. 36 ℃、 -1. 57 ℃， 海拔升        山排露沟流域海拔 2600~3300 m 范围内水源涵养量
             高 100 m， 年平均气温平均递减-0. 52 ℃， 气温在                    的最佳变化模型为多项式变化模型， 其模型方程为
                                                                           2
             海拔 2900~3300 m 范围内呈二次多项式变化关系，                      Y=-0. 0003X +2. 1132X-3465. 4， 回 归 决 定 系 数 R 2
             由此可见， 海拔 3000 m 以上年平均气温和土壤年                        为0. 98， 同时经显著性检验P<0. 01， 说明该变化趋
             平均温度均在 0 ℃以下， 生长季较短， 不利于植被                         势非常显著。
             生长， 减弱了植被的水源涵养功能。气温和土壤温                            3. 4 水热因子与水源涵养量的关系
             度的空间变化模型方程为：                                           从影响水源涵养功能的主要水热因子入手， 分
                                     2
             Y 1 = -0.1969X 1 + 2.056， R = 0.9973， P < 0.01 （7）  析降水、 温度、 土壤水分、 蒸散发等多因素对水源
                        2
             Y 2 =0.1769X 2 -1.502X 2 +1.6039， R =0.9687， P<0.01  涵养功能的影响， 图 6 为祁连山排露沟流域温度、
                                           2
                                                                降水、 土壤水分、 林地蒸散发与水源涵养量的关
                                                        （8）
                                                                系。从图 6 中可看出： 土壤温度和林地蒸散量与水
             式中： X 和 X 均表示海拔（单位： m）； Y 表示土壤温                                                               2
                     1
                         2
                                                1
             度（单位： ℃）； Y 表示气温（单位： ℃）。                           源涵养量之间呈现极显著的负相关， 相关系数 R 分
                            2
                  可 以 看 出 两 者 回 归 模 型 R 值 均 接 近 1，  P<          别为 0. 96 和 0. 98， 显著性检验均为 P<0. 01。降水
                                           2
                                                                量和土壤水分与水源涵养量之间呈现极显著的正
             0. 01， 表明土壤温度和气温与海拔均有很强的相关
                                                                相关关系， 相关系数R 分别为0. 994和0. 988， 显著
                                                                                    2
             性和显著性。
                                                                性检验均为 P<0. 01（见下表 2 和图 6）。通过相关系
             3. 3 降水及水源涵养量的空间异质性特征
                                                                数可以看出降水、 土壤水分、 林地蒸散量、 土壤温
                  从图 5 可以看出， 在海拔 2600~3300 m 区间范
                                                                度均是影响水源涵养功能的因子， 与蒸散发和土壤
             围内， 降水随海拔的升高而增大， 水源涵养量也随
                                                                温度相比降水和土壤水分是主要的影响因子， 与水
             海拔的升高而增大， 两者在此海拔段均呈显著的二次
                                                                源涵养量表现为较好的一致性， 祁连山青海云杉分
             函数变化趋势， 年降水量在各海拔的累计值分别为：
                                                                布带降水随海拔的升高而增大， 降水也是土壤水分
             355. 1  mm、  362. 0  mm、  415. 8  mm、  458. 6  mm、
                                                                的直接供给者。因此， 降水、 海拔是影响水源涵养
             490. 1 mm、 510. 7 mm、 520. 2 mm、 518. 7 mm， 体
                                                                量的首要因子， 从图5可以看出， 2600 m单位面积水
             现了明显的波动增加趋势； 在相同海拔区间上单位                                                   -2  -1
                                                                源涵养量为 30. 62 mm·m ·a 最小， 是由于此海拔
                                                 -2
                                                    -1
             面积水源涵养量均值为 159. 63 mm·m ·a ， 介于
                                                                降水量最小所致， 和上述研究结论具有较好的一
                                 -2
                                    -1
             30. 62~256. 16 mm·m ·a ， 水源涵养量在空间的变
                                                                致性。
             化趋势与降水具有一致性， 也呈现出随海拔的升高而
             增大趋势， 不同海拔单位面积年水源涵养量的累计                            4  讨论
                                                                    海拔影响温度， 温度影响植被。本研究表明
                                                                2900 m 为土壤温度正负临界点， 2900 m 以下土壤
                                                                平均温度在 0 ℃以上， 2900 m 以上土壤平均温度在
                                                                0 ℃以下， 此结论回答了为什么 2900 m 以下青海云
                                                                杉林及林下草本、 苔藓等植被生长好的主要原因，
                                                                土壤平均温度在 0 ℃以上， 土壤中的养分、 水分有
                                                                利于植被的充分吸收和利用， 土壤处于冻结或半冻
                                                                结状态， 不利于植被的吸收和利用， 导致植被生
                                                                长、 分布较差， 因此， 降水和温度是决定植被生长
                                                                和水源涵养功能的重要因素。
                                                                    多数研究发现影响水源涵养功能的因素较多，
                                                                主 要 有 气 候 因 子 、  土 地 利 用（Yang  et  al，  2021；
               图5 祁连山排露沟流域降水及水源涵养量的空间变化
              Fig. 5 The change characteristics of precipitation and water   Yang et al， 2019）等， 土地利用变化会改变土壤条
                  conservation value at different altitude in Pailugou   件、 土壤侵蚀和下垫面等情况， 影响入渗、 蒸散、
                         watershed of Qilian Mountains          土壤保水和地表径流等水文过程， 进而影响水源涵
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