全 文 ：长白山笃斯越桔群落越冬期温湿度特征研究
乌凤章 , 王贺新 , 陈英敏 , 李根柱
大连大学现代农业研究院 , 大连 116622
摘　要:于 2011 年 10 月至 2012年 4 月对长白山 2 种落叶松林内笃斯越桔群落的大气温度 、空气相对湿度和
土壤温度进行了测定。结果表明:长白山笃斯越桔群落越冬期长达约 7 个月 , 最寒冷的 1 月份平均温度约为
-30 ℃,极端低温达到-40 ℃以下;越冬期相对湿度较低 、空气干燥 ,尤其是仲冬至早春季节湿度偏低;越冬
期土壤上层温度较低且变幅较大 ,下层较高且变幅较小 , 20 cm 土层的极端低温约为-15 ℃。
关键词:笃斯越桔;温度;湿度;长白山
中图分类号:S791.222.02;S663.9　　　文献标识码:A　　　文章编号:1000-5684(2013)06-0662-07
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/ detail/ 22.1100.S.20131119.1509.003.html
引文格式:乌凤章 , 王贺新 ,陈英敏 , 等.长白山笃斯越桔群落越冬期温湿度特征研究[ J] .吉林农业大学学报 ,
2013 , 35(6):662-668.
Temperature and Humidity Characteristics of Vaccinium Uliginosum
Community in Changbai Mountain
WU Feng-zhang , WANG He-xin , CHEN Ying-min , LI Gen-zhu
Institute of Modern Agricultural Research ,Dalian University , Dalian 116622 , China
Abstract:In October of 2011 to April of 2012 , air temperature , air relative humidity and soil tempera-
ture of Vaccinium uliginosum community were measured in two kinds of Larix olgensis forest of Changbai
mountain.The results indicated that:The wintering time was about seven months long , the average tem-
perature and extremely low temperature were about-30 ℃ and-40 ℃, respectively;the relative hu-
midity was low , and air was dry in wintering period , especially lower in midwinter to early spring;the
variety of soil temperature was lower , and amplitude was greater on upper layer , higher and less on lower
layer , extremely low temperature was about-15 ℃in 20 cm soil layer.
Key words:Vaccinium uliginosum;temperature;humidity;Changbai mountain
　　温度和湿度是森林植物生长发育的最基本条
件 ,其通过控制森林生态系统结构和功能而影响
整个森林生态系统的平衡[ 1-5] 。通过对森林越冬
季节温度和湿度特征的研究 ,揭示其控制森林生
态系统结构和功能的途径 ,了解树木越冬生存机
理等具有重要的生态意义 。国内外许多学者对不
同森林群落的温度和湿度特征作了大量的研究工
作。黄海等[ 6]对城市绿地温 、湿度环境进行了研
究。Otterman等[ 7]提出预测森林气温和地温的模
型 ,Paul等[ 8]利用统计资料建立了根据森林气温
预测森林土壤温度的模型 。李海涛等[ 9]和刘文杰
等[ 10]观测了森林温度 ,吴家兵等[ 11]和杜颖等[ 12]
分别对长白山阔叶红松林进行了夏季和全年温度
特征研究 ,刘足根等[ 13]对辽东地区落叶松人工林
不同开阔度的环境效应进行了研究 ,张慧东等[ 14]
进行了寒温带非生长季环境气象要素对兴安落叶

通讯作者
基金项目:国家自然科学基金项目(30972348)
作者简介:乌凤章 ,男 ,博士 ,副教授 ,主要从事森林生态学 、果树栽培及育种研究。
收稿日期:2012-12-03　　网络出版时间:2013-11-19 15:09
吉林农业大学学报　2013 ,35(6):662 ～ 668 http:// xuebao.jlau.edu.cn
Journal of Jilin Agricultural University E-mail:jlndxb@vip.sina.com
DOI :10.13327/j .j jlau.2013.06.015
松影响的研究。
笃斯越桔(Vaccinium uliginosum)属杜鹃花科
越桔属小灌木 ,一般高为 50 ～ 80 cm ,为蓝紫色小
浆果 ,味酸甜爽口 ,营养丰富 ,可制成饮料 、果酱 、
糖果和酿酒 ,是东北地区宝贵的森林资源和重要
的山特产品之一[ 15] 。近年来由于过度采摘等原
因 ,群落的破坏日趋严重 ,资源的合理开发与保护
利用等越来越受到人们的重视 。笃斯越桔在长白
山区多生长在海拔 1 000 ～ 1 500 m 的针阔混交林
或针叶林下的杂木疏林中 、林缘或垂直分布于海
拔300 ～ 900 m 的泥炭藓沼泽草甸中 ,多成片分
布[ 16] 。目前有些关于笃斯越桔生长立地条件方
面的研究报道[ 17-18] ,而对笃斯越桔生长环境的温
度和湿度研究很少 ,仅见张希德[ 19]比较了夏季大
兴安岭地区笃斯越桔林内外气温和土壤温度的简
要报道 ,而对笃斯越桔群落越冬期间温度和湿度
特征的详细研究尚未见报道。
长白山属于温带大陆性山地气候 ,特点是冬
季漫长寒冷 ,年平均气温为-7 ℃～ 3 ℃,极端最
低气温达-40 ℃以下 ,生态环境极为恶劣 。对于
这里的森林生态系统来说 ,越冬期树木的生存环
境更为严峻。因此对笃斯越桔群落而言 ,越冬期
的环境要素才是它们在该地区得以存在的最重要
条件 。通过对该地区越冬期群落温度和湿度的观
测与研究 ,深入了解这一植物越冬期的温湿度特
征 ,可为全面了解笃斯越桔生态系统的生存机理 ,
以及解释笃斯越桔冬季休眠期新陈代谢机理等提
供理论依据 ,同时对于进行群落管理和人工栽培
等都具有重要的理论和实践价值。
1　研究区概况
长白山地区具有显著的中纬度山地气候特
征 ,夏季短暂温和 ,冬季漫长寒冷 ,雨量充沛 ,年平
均降雨量 600 mm 以上 ,大气湿度较大 ,气候垂直
分布明显 。笃斯越桔常生长在苔藓层较厚的落叶
松林下 ,形成笃斯越桔—落叶松林型 ,其植物群落
组成:乔木多为长白落叶松(Larix olgensis ,以下简
称落叶松),大灌木有柴桦(Betula fruticosa),小灌
木除笃斯越桔外主要有细叶杜香(Ledum palus-
tre)、越桔(Vacciniumvitis vitis-idaea)、蓝靛果忍冬
(Lonicera edulis)和山刺玫(Rosa davurica)等。草
本植物大多数是苔草(Carexspp.)和小叶章(Cala-
magrostis angustifolia)。
研究地点位于长白山自然保护区边缘的园池
附近。长白山圆池海拔 1 260 m ,中心点位于北纬
420°2′37″、东经 128°21′36″, 距圆池入口西侧约
10 km 、边防公路北约 2 km 处。试验样地笃斯越
桔群落分 2种类型 ,其中靠近边防公路处为上层
落叶松郁闭度>0.6的林分 ,以下称为密林类型;
远离边防公路处上层落叶松为郁闭度为 0.3 ～ 0.4
的林分 ,以下称为疏林类型。笃斯越桔生长林地
的土壤垂直结构自上而下依次明显分为 4层 ,第
1层为活苔藓层 ,深 0 ～ 6 cm;第 2层是死苔藓层 ,
深6 ～ 12 cm;第 3层由腐殖质层及其下部少量较
薄的淀积层组成 ,此处合并称为泥炭层 ,深 12 ～
18 cm;第4层为火山灰层 ,深>18 cm[ 20] 。
2　研究方法
分别在密林和疏林样地中随机选择 3 个样
点。于 2011年 10月 1日至 2012年 4月 30日在
每个样点利用温湿度自动记录仪(HOBOH08-032
-IS USA)在高 50 cm 处(笃斯越桔冠层以上)测
定大气温度和大气湿度;在苔藓层 5 cm 、土层
10 cm 和20 cm 处设温度传感器测定土壤温度 ,所
有仪器每 2 h记录 1次数据。样地每个指标值为
3个样点的平均值。
3　结果与分析
3.1　大气温度
3.1.1　大气温度日变化　为了解长白山笃斯越
桔群落在不同越冬阶段的大气温度 、湿度日变化
情况 ,分别取秋季(10月 10日)、仲冬(1月 10日)
和春季(4月 10日)的测定值进行比较分析。由
图1可以看出 ,2种群落气温的日变化均表现为
早晚低 、中午高的变化趋势;秋季疏林温度日振幅
为21.0 ℃;密林温度日振幅为 9.9 ℃,即疏林内
气温日变化较密林类型剧烈 ,温度变幅较大;仲冬
疏林和密林日振幅分别为 21.6 ℃和 20.0 ℃,差
异不大;春季疏林和密林日振幅为 12.6 ℃和
11.6 ℃,差异不大。
3.1.2　大气温度月变化　由表 1可以看出 ,长白
山笃斯越桔群落越冬期间较长 ,自 2011年 10月
至2012年 4月 ,长达约7个月。在 12月以及次年
1 、2月份明显低于其他月份。最低气温均出现在
1月 , 月平均温度约为 -30 ℃, 极端低温达到
-40.0 ℃以下。越冬期间 , 2种群落类型的平均
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气温差异不大;最高气温在 12月至次年 2月基本
相同 , 3月份开始疏林气温略高于密林 ,至 4月份
时相差约 4 ℃。可见 ,长白山笃斯越桔群落越冬
期间气温较低 ,极端温度可达 -40 ℃以下 ,表明
笃斯越桔具有较强的耐寒性。
图 1　越冬期间 2种笃斯越桔群落气温的日变化
Fig.1.Diurnal variation of air temperature of Vaccini-
um uliginosum community in overwintering
stage
图 2　越冬期间 2 种笃斯越桔群落空气相对湿度的
日变化
Fig.2.Diurnal variation of air relative humidity of Vac-
cinium uliginosum community in overwintering
stage
3.2　大气湿度
3.2.1　大气湿度的日变化　从图2可以看出 ,秋
季(2011年 10月 10日)密林类型大气湿度基本在
90%以上 ,明显高于疏林;密林夜晚的大气湿度略
高于白天 ,日振幅为 10.1%;而疏林则表现为夜
晚明显高于白天 ,日振幅高达 55.6%。仲冬(2012
年1 月 10 日)的测定结果显示 , 密林日振幅为
6.3%;而疏林日振幅为 21.6%,疏林日振幅度大
于密林 。春季(2012年4 月 10日),2种林内大气
湿度的日变化均呈现较大的波动 ,密林内大气湿
664　　吉林农业大学学报　2013年 12月
Journal of J ilin Agricultural University 2013 , December
度为 58.2%～ 93.9%,日振幅为35.7%;而疏林湿
度为 26.2%～ 57.1%,日振幅为 30.9%。
综上可知 ,越冬期间 2 种群落类型空气相对
湿度的日变化在秋季和春季表现为早晚高 、中午
低的特征 ,仲冬季节表现为湿度偏低且日变化较
为平稳的特征 。越冬期间密林湿度日变化始终大
于疏林。
表 1　长白山 2种笃斯越桔群落气温的月变化
Table 1.Monthly average, maximum , minimum and extremely low temperature of Vaccinium uliginosum community in over-
wintering stage ℃
群落类型
Community
type
温度因子
Temperature
factor
2011年
10月 11月 12月
2012年
1月 2月 3月 4月
平均气温 1.9 -6.6 -20.2 -22.8 -19.5 -9.4 1.7
密林
Thick forest
最高气温 6.4 4.6 -9.0 -13.1 -8.4 0.3 10.7
最低气温 -9.1 -18.2 -26.4 -30.9 -27.5 -20.1 -10.2
极端低温 -18.9 -27.6 -37.0 -40.2 -39.7 -33.7 -22.6
平均气温 2.3 -6.3 -19.7 -22.3 -19.1 -9.1 2.2
疏林
Open forest
最高气温 8.5 4.7 -8.9 -13.0 -8.2 2.0 14.2
最低气温 -7.0 -18.1 -26.0 -30.2 -27.3 -20.8 -10.5
极端低温 -19.6 -29.3 -37.2 -40.6 -40.5 -34.1 -22.6
3.2.2　大气湿度的月变化　由表 2可以看出 , 2
种群落类型均表现为 10 ～ 11月份湿度较高 、12月
至翌年4月湿度较低的特征 。越冬期间 2种类型
相比 ,密林始终能保持较高的空气相对湿度 ,可达
75%以上 ,而疏林湿度为 50%～ 70%;2种群落类
型空气相对湿度最高值相差不大 ,而最低值相差
则达到20%～ 40%。
越桔属植物在北方寒冷地区越冬期间由于空
气相对湿度较低 ,由于生理干旱等原因常表现出
抽条和枯梢现象[ 21-23] 。在北美 ,越桔属植物越冬
期间由于有厚厚的积雪覆盖 ,而不至于造成越冬
伤害[ 24] 。我国长白山区笃斯越桔群落越冬期间
尽管空气相对湿度较低 ,但由于冬季积雪较深 ,而
笃斯越桔的株高约为50 cm ,将完全可以被积雪所
覆盖 ,这可能是确保笃斯越桔安全越冬的重要原
因 ,这一生态现象需要今后进一步研究确认 。
表 2　长白山 2种笃斯越桔群落空气相对湿度的月变化
Table 2.Monthly average , maximum and minimum air relative humidity of Vaccinium uliginosum community in overwintering
stage %
群落类型
Community
type
湿度因子
Humidity
factor
2011年
10月 11月 12月
2012年
1月 2月 3月 4月
平均空气相对湿度 90.7 94.0 85.9 82.1 79.2 75.3 78.4
密林
Thick forest
最高空气相对湿度 97.0 97.0 89.2 84.9 83.1 83.2 91.8
最低空气相对湿度 79.6 89.8 83.0 79.8 74.6 63.1 60.5
平均空气相对湿度 66.7 73.1 60.2 54.5 56.8 58.0 59.5
疏林
Open forest
最高空气相对湿度 86.0 94.6 75.6 67.9 71.0 73.4 87.0
最低空气相对湿度 39.6 53.2 51.2 41.0 42.2 43.0 36.1
3.3　土壤温度
3.3.1　不同土壤层次温度日变化　图 3反映疏
林类型不同土壤层次在越冬期间的温度日变化情
况。从中可以看出 5 cm 苔藓层温度的变化幅度
较大 ,与气温相近;10 cm和 20 cm土层温度变化
幅度较小 ,且比较平缓。
秋季(2011年 10月 10日)疏林土层温度的日
变化幅度呈现由上而下趋于变小的特征 ,5 cm苔
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藓层的温度变化与气温基本一致 ,日振幅较大 ,为
20.3 ℃;10 cm土层温度昼夜变化相对平缓 ,夜晚
高于大气温度 ,白天低于大气温度 , 日振幅为
11.2 ℃;20 cm土层温度昼夜变化不明显 ,日振幅
仅 1.3 ℃。仲冬季节(2012年1月 10日),5 cm苔
藓层温度日变化幅度较大 ,日振幅为 18.3 ℃;而
10 cm 土层的日振幅为 3.1 ℃,20 cm土层的日振
幅为 0.8 ℃。春季(2012年 4 月 10日)5 cm苔藓
层温度日振幅为 10.2 ℃;而 10 cm 和 20 cm土层
温度约为-0.02 ～ -0.06 ℃,日振幅在 0.03 ℃以
内 ,几乎没有变化。
图 3　笃斯越桔群落越冬期间土壤温度的日变化
Fig.3.Diurnal variation of soil temperature of Vaccini-
um uliginosum community in overwintering
stage
3.3.2　不同层次土壤温度月变化　图 4反映了
笃斯越桔疏林类型不同层次土壤温度的月变化。
各土层的温度从10月份开始下降 ,上层土壤温度
的下降幅度较下层大;1 月份各层土壤温度变化
均趋于平缓 ,稳定在一年的最低值附近;2 月份
5 cm苔藓层温度回升较快 ,幅度达 3 ℃,而 10 ～
20 cm土层温度基本维持在 1月份水平;3月份以
后各层次温度上升明显 ,其中苔藓层在 3月份已
达到 0 ℃以上 ,10 ～ 20 cm土层在 4月份达0 ℃以
上 ,即此时疏林类型笃斯越桔土壤已全面解冻。
从不同层次土壤温度的月变化可以看出 ,在
越冬期间 ,表层 5 cm 层次土壤温度的变化幅度较
大 ,而 10 cm 和20 cm土层温度的变化较为平缓;
在仲冬季节的 11月至翌年 2月份 , 10 cm和20 cm
的土层温度明显高于表层 5 cm的土壤温度 ,对于
笃斯越桔群落根系的越冬具有良好的生态作用。
图 4　笃斯越桔群落越冬期间土壤月平均温度
Fig.4.Monthly variation of soil temperature of Vac-
cinium uliginosum community in overwintering
stage
3.3.3　不同类型群落 20 cm 土层的月变化　表 3
显示笃斯越桔 2种群落类型越冬期间 20 cm 土层
温度的变化状况 ,疏林温度变幅为 15.3 ℃;密林
温度变幅为 12.0 ℃。与表 1 所示气温相比 ,
20 cm土层温度的变化较为平缓 ,具有极端低温不
低 、极端高温不高的特点 。
2011年10月和 2012年4月 ,密林 20 cm 土层
平均温度 、极端温度均低于疏林 ,而从 2011 年 11
月至 2012 年 3月 ,密林平均温度 、极端温度均高
于疏林 。除 4月外 ,越冬期密林最低地温始终高
于疏林 ,最低值分别出现在 1月和 2月 ,二者相差
约 3 ℃。
综上所述 ,越冬期 2种不同类型笃斯越桔群
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落的土壤温度指标变化表现出相似趋势 ,在秋季
和春季 ,疏林 20 cm土壤温度略高于密林 ,而在仲
冬期间密林的 20 cm土温略高于疏林 。
与表 1所示的气温相比 ,表 3 所示的 2种类
型群落越冬期间 20 cm 土层温度的变化较为平
缓 ,极端低温分别为-11.5 ℃和-15.2 ℃,远远
高于同期-40 ℃以上极端气温。说明 2种群落
类型在仲冬季节根系所处土壤的温度并不过于低
下 ,而且变动较为平缓。
表 3　越冬期间笃斯越桔群落 20 cm土层的温度状况
Table 3.Monthly average , maximum , minimum and extremely low temperature of Vaccinium uliginosum community under
different canopy density at 20 cm soil layer ℃
群落类型
Community
type
温度因子
Temperature
factor
2011年
10月 11月 12月
2012年
1月 2月 3月 4月
平均地温 3.3 0.8 -1.7 -7.8 -8.7 -4.1 -0.3
密林
Thick forest
最高地温 4.4 2.2 -0.2 -4.9 -6.3 -0.7 0.1
最低地温 2.0 -0.1 -4.9 -11.4 -11.0 -6.4 -1.2
极端低温 -1.6 -0.1 -5.1 -11.5 -11.3 -6.8 -1.2
平均地温 3.7 0.1 -5.7 -11.1 -11.6 -5.5 0.2
疏林
Open forest
最高地温 5.5 2.6 -2.1 -8.4 -8.4 0 1.8
最低地温 1.2 -1.3 -9.8 -14.7 -14.7 -9.3 -0.1
极端低温 1.1 -1.5 -10.2 -15.1 -15.2 -9.9 -0.2
　　笃斯越桔为根态茎匍匐生长灌木[ 16] ,根系在
土壤内分布较浅 。在长白山落叶松林内 ,笃斯越
桔根系主要分布于10 ～ 20 cm 的土层内[ 20] 。一般
认为 ,植物根系耐寒性小于成熟枝条[ 25] ,因此土
壤20 cm以内的温度变化对笃斯越桔根系的越冬
具有重要意义 。上述研究结果表明 ,长白山笃斯
越桔群落越冬期间 ,10 ～ 20 cm土层的温度变化幅
度较小 ,极端低温明显高于地表和气温 ,亦即根系
生长所在的土层温度始终处于稳定变化且较为温
和的状态 ,有利于笃斯越桔群落根系的安全越冬。
4　结　论
对长白山落叶松林内笃斯越桔群落越冬期气
温 、空气相对湿度和不同层次土壤温度的日变化
和月变化规律进行了观测和分析 ,并得出如下研
究结论:
(1)长白山笃斯越桔群落越冬期间具有寒冷
且日间温差较大的气候特征。长白山 2种笃斯越
桔群落气温的日变化趋势均表现为早晚低 、中午
高的特征 ,群落间的变化趋势基本一致 ,密林类型
较疏林类型的日振幅小。
(2)长白山笃斯越桔群落越冬期间具有越冬
时间长 、极为寒冷的气候特征。自 2011年 10月
至2012 年 4 月间为越冬季节 ,长达 7 个月 ,自
2011年 12 月至 2012年 2 月为仲冬季节 ,其中 1
月份的平均温度约为 -30 ℃, 极端低温达到
-40.0 ℃以下。仲冬期间 2 种群落类型的平均
气温差异不大 。
(3)长白山笃斯越桔群落越冬期间具有干燥
的气候特征。越冬期间 2种群落类型空气相对湿
度的日变化在晚秋和早春表现为早晚高 、中午低
的特征 ,仲冬季节表现为湿度偏低且日变化较为
平稳的特点 。2种群落类型空气相对湿度的月变
化均表现为 10 ～ 11月份湿度较高 、12月至翌年 4
月湿度较低的特征 ,并且密林类型湿度始终大于
疏林类型 。
(4)长白山笃斯越桔群落越冬期间具有上层
土壤温度较低且变幅较大 、下层土壤温度较高且
变幅较小的特征。这种较为恒定的温度状况对于
笃斯越桔群落根系的安全越冬具有重要的生态意
义。
(5)越冬期间 ,2种不同类型笃斯越桔群落的
土壤温度指标变化表现出相似趋势 ,秋季和春季
疏林的温度略高于密林 ,而仲冬期间密林的土壤
温度略高于疏林。
综上所述 ,长白山落叶松林内笃斯越桔群落
667乌凤章等:长白山笃斯越桔群落越冬期温湿度特征研究
吉林农业大学学报 Journal of Jilin Agricultural University
越冬期间表现为极为寒冷 、日较差大 、空气相对湿
度小等气候特征 。土壤温度表现为表层苔藓层温
度较低且变化幅度大 、下层温度偏高且变幅小的
特征 ,这种温和的土壤温度条件为笃斯越桔群落
根系的安全越冬提供了良好的生态环境 。
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(责任编辑:王希)
668　　吉林农业大学学报　2013年 12月
Journal of J ilin Agricultural University 2013 , December