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青藏高原是世界的“第三极”,平均海拔在4000m以上,巨大的山体阻隔了南来的印度洋暖湿气流,使得高原内部广大地区形成了特有的干旱半干旱植被景观。总体呈东西走向的雅鲁藏布江,为暖湿气流向高原内部输送提供了一条独特的天然水汽通道,使得植被由藏东南的湿润森林向干旱半干旱的灌丛和草地过渡。然而,在这一通道的南北两侧山坡,植被的组成及结构均具有很大差异,形成明显的不同植被在不同坡面相对分布的现象。在色季拉山口附近,阴坡(北坡)主要分布着以急尖长苞冷杉为主的高山林线,而阳坡(南坡)则形成以方枝柏为主的林线,形成一个独特的林线植被对坡分布现象,然而目前对其成因仍缺乏较深入的机理认识。为此,本文利用色季拉山阴坡和阳坡林线过渡带10余年的气象观测数据,通过比较两个坡面辐射、积雪、土壤温度和土壤体积含水量等要素的差异,旨在从微气象角度理解不同植被相对分布的原因,主要结论如下: (1)阴坡与阳坡的辐射特征差异最为明显,尤其是白天(8:00-20:00)的大气逆辐射表现为阳坡明显强于阴坡。辐射的差异进一步导致两面坡的积雪深度及持续时间、土壤温湿度等也存在明显差异。另外,由于大气逆辐射的降低程度与低温事件的发生(集中在凌晨)有关,就阴坡而言,林线以上的地区由于空气稀薄,大气逆辐射的降低将导致低温事件增加,这为解释阴坡冷杉林线在过去200年没有明显上升趋势提供了新的研究思路。 (2)近十年阴坡最大积雪深度在55cm-110cm之间,积雪持续时间在90-186天,明显高(长)于阳坡。 (3)阳坡生长季地下5cm土壤温度高于阴坡0.8-1℃左右,土壤水分则偏低(50%vs75%)。阳坡强列的辐射使得土壤温度日振幅较大,可能引起较频繁的冻融交替事件。此外,由于阴坡积雪存留时间较长,植被厚度较大,土壤温度明显滞后于气温(一个月左右)。基于土壤温度估算的生长季开始时间表现为阴坡较阳坡滞后一个月左右,因此阳坡植被在生长季早期将面临更多的低温事件。 上述结果表明,不同坡面辐射、积雪特征的差异及其对土壤温度、湿度的影响,使得两面坡在土壤冻融交替、低温事件特征上表现出明显差异(阳坡土壤冻融交替更频繁、低温事件更多),导致以种子繁殖为主的急尖长苞冷杉只能分布在阴坡林线以下地段,无法在阳坡以及阴坡林线以上地段存活,而以营养繁殖为主的方枝柏则可以占据阳坡,甚至在阴坡林线以外也有分布。