全 文 ：长白山高山冻原植被生物量的分布规律 3
魏　晶 3 3 　吴　钢　邓红兵
(中国科学院生态环境研究中心 , 北京 100085)
【摘要】　从物种生物量、优势种器官生物量和植被生物量角度 ,探讨了长白山高山冻原生态系统生物量的
空间变化规律. 结果表明 , 在调查的 43 种长白山高山冻原植物中 ,单物种生物量排序前 5 种植物分别是
牛皮杜鹃 ( Rhododendron chrysanthum) (159101 kg·hm - 2) 、笃斯越桔 ( V accinium jliginosum var. alpinum )
(137152 kg·hm - 2) 、高山笃斯 ( V accinium uliginosum ) (13417 kg·hm - 2 ) 、宽叶仙女木 ( Dryas octopetala
var. asiatica) (13115 kg·hm - 2)圆叶柳 ( S alix rotundif olia) (12814 kg·hm - 2) . 它们是长白山高山冻原生态
系统的优势种. 地下与地上生物量和地下与总生物量之比随海拔升高逐渐增加. 植被生物量随海拔升高 ,
总体呈逐渐减小的趋势. 植被生物量与海拔高度呈显著负相关. 长白山高山冻原生态系统平均生物量为
2121 t·hm - 2 ,对调节长白山小气候、涵养水源、水土保持等生态服务功能的发挥有着重要的作用 ,同时对
固定大气 CO2 起着汇的作用.
关键词 　高山冻原 　生物量 　长白山
文章编号 　1001 - 9332 (2004) 11 - 1999 - 06 　中图分类号 　Q148 　文献标识码 　A
Vegetation biomass distribution characteristics of alpine tundra ecosystem in Changbai Mountains. WEI Jing ,
WU Gang ,DEN G Hongbing ( Research Center f or Eco2Envi ronmental Sciences , Chinese Academy of Sciences ,
Beijing 100085 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2004 ,15 (11) :1999～2004.
Climate change is one of the hotspots in global environment concerns ,while alpine tundra ecosystem is most sen2
sitive to global climate change. Because of the relatively small area of tundra ,researches on alpine tundra ecosys2
tem were much less. Based on the measurement of species biomass ,dominant species organ biomass and vegetation
biomass ,this paper discussed the biomass spatial variation in alpine tundra ecosystem of Changbai Mountains. The
results showed that among 43 species investigated ,the first five species in biomass were Rhododendron chrysan2
thum (159101 kg·hm - 2 ) , V accinium uliginosum var. alpinum (137152 kg·hm - 2 ) , V accinium uliginosum
(13417 kg·hm - 2 ) , Dryas octopetala var. asiatica ( 13115 kg·hm - 2 ) and S alix rotundif olia ( 12814 kg·
hm - 2) ,which were the dominant species in the alpine tundra ecosystem of Changbai Mountains. Along with in2
creasing altitude ,the ratio of below2/ above2ground biomass and below2ground/ total biomass gradually increased ,
while the vegetation biomass gradually decreased. The vegetation biomass showed a significant correlation with
altitude in typical alpine tundra ecosystem of Changbai Mountains ,and the average vegetation biomass was 2. 21
t·hm - 2 . Alpine tundra ecosystem is very important for microclimate regulation ,soil improvement ,water2holding ,
soil conservation , nutrient cycling ,carbon fixation and oxygen production ,and currently ,it is the CO2 sink of
Changbai Mountains.
Key words 　Alpine tundra , Biomass , Changbai Mountains.3 国家自然科学重点基金项目 (40173033)和中国科学院知识创新工
程重要方向资助项目 ( KZCX32SW2423) .3 3 通讯联系人.
2004 - 04 - 10 收稿 ,2004 - 07 - 11 接受.
1 　引 　　言
生物量是生态系统的基本数量特征之一 ,不仅
是生态系统结构和功能的基础 , 也是群落结构和功
能的主要测度指标之一. 它体现了群落结构、环境以
及人类活动等因素的综合作用结果 ,反映了群落的
生长状况[12 ] . 生物量的多少是物种在生态系统中发
挥作用的关键[13 ] . 生物量研究是一项基础性工作 ,
也是现代生态学中一个重要的研究领域. 以往的研
究主要针对地上生物量 ,对地下根系生物量和凋落
物量的研究相对较少 ,而且研究方法复杂困难 ,研究
结果难以进行比较[13 ] . 近年来 ,地下根系和凋落物
的研究越来越受到生态学家的高度重视. 这是因为
根系是植物吸收养分和水分的主要器官 ,也是植物
生物量的重要部分 ;凋落物是植被养分生物循环的
一个重要环节. 近年来研究表明 ,根系生物量占总生
物量的 10 %～20 %[2 ] , 在植被生产力分配中占重
要的地位[3 ] .
生物量是植被层的生物生产力 ,是森林生态系
统生物群落生产力水平的一个重要功能指标[10 ] . 近
年来由于全球气候变化 ,使不少的研究集中在植被
对全球碳循环和平衡作用方面. 通过植被生物量来
探讨植被生态系统的碳“汇”功能 ,更是重要的研究
应 用 生 态 学 报 　2004 年 11 月 　第 15 卷 　第 11 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Nov. 2004 ,15 (11)∶1999～2004
内容[4 ] . 尽管对生物量的研究相对较多 ,但对长白
山高山冻原生态系统生物量的研究相对较少. 本文
以长白山高山冻原生态系统的不同植被类型为对
象 ,系统地研究植被恢复过程中物种生物量、优势种
器官生物量及植被生物量的空间变化规律 ,为进一
步研究长白山高山冻原生态系统物质循环和能量流
动提供基础资料.
2 　研究地区与研究方法
211 　研究地区概况
冻原是指分布在北极和高山地带具有永冻层的无林土
地 ,从裸地到由禾本草、苔草、矮灌木、藓类和地衣类组成的
各种类型的植被 [1 ,6 ,7 ] . 长白山高山冻原主要有火山地貌、冰
川地貌、冰缘地貌 3 种类型 ,分布着多处越年雪斑 ,年均太阳
辐射量为 50616 J·cm - 2 ,年均日照总时数为 2 295 h ,年均气
温为 - 714 ℃,最冷月 (1 月) 平均气温 - 2318 ℃ ,最热月 (7
月)平均气温 814 ℃,极端最高气温 1912 ℃,极端最低气温
- 44 ℃(观察点 42°01′N ,128°05′E ,海拔 2 623 m) . 位于海
拔 1 950～2 691 m 之间的冻原面积为 15 860 hm2 ,地理位置
为 41°53′～ 42°04′N ,127°57′～128°11′E ,其中有植被覆盖的
面积为 15 190 hm2 ,占该区高山冻原面积的 95178 %.
212 　研究方法
21211 植被调查 　于 2002～ 2003 年 8 月在海拔 1 950、
2 050、2 150、2 250、2 350、2 450、2 550和2 650 m处随机设
置 8 块样地 ,沿同一海拔高度水平间隔 100 m 设置 4 个 4 m
×4 m 植被样方. 对样方内所有植物进行调查 ,内容包括灌
木的高度、盖度、株数、冠幅 ,草本植物的多度、高度和盖度
等.
21212 生物量测定 　于 2002～2003 年的 8 月进行生物量测
定. 在进行植被调查的样方内采用对角线方式随机设置 5 个
20 cm ×20 cm 小样方 ,其中 2 个小样方采用全收获法分种分
植株测定生物量 ,共 16 个小样方. 灌木地下采集深度为 0～
40 cm ,草本地下采集深度为 0～20 cm. 灌木分根茎叶 3 个组
分、草本分地上和地下 2 个组分实测其鲜重 ,然后将其放置
到 80 ℃恒温箱中 ,烘干至恒重 ,测定植物组分的干物质量.
另外 3 个小样方采集植物样品 (含根部 ,整株采集) ,共 24 个
小样方 ,带回实验室 ,在 80 ℃恒温箱中烘干至恒重 ,测算小
样方的生物量 ,进一步推算小样方和高山冻原带的植被层碳
储量和年净生产量.
21213 物种生物量 　草灌木的生物量是用以下表达式来计
算 : W = (Σw j nj) / 1 000 . 其中 , W 为植被总生物量 (kg ·
hm- 2) , w j 为第 j 个植物的平均单株干重 (g ·ind- 1) , nj 为第
j 个植物种的株数 (ind ·hm- 2) [9 ] . 所有的数据统计在 SPSS
软件包中运行.
3 　结果与分析
311 　长白山高山冻原生物量及其分配
31111 植被层生物量的空间分布 　长白山高山冻原
带是具有极地植被类型特点的分布带 ,恰好分布在
长白山山体的顶部 ,也是长白山坡度最大、降雨量最
大、风力最大的地区 ,海拔 1 950～2 550 m 的高山
冻原植被平均厚度约为 10 cm ,非常致密地覆盖在
表土上面. 它的存在对维持长白山不同海拔高度的
植被类型的多样性、景观特点等具有重要意义. 植被
以生物有机体的形式储存碳 ,是巨大的碳储存库. 冻
原带虽然年生产力低 ,但是由于其分布在气候寒冷
的地区 ,植物呼吸、凋落物分解速率等均较低 ,导致
植被储存量较大.
长白山高山冻原植被覆盖面积为 15 190 hm2 ,
占长白山高山冻原面积的 95178 % ,大约有 4132 %
为火山灰和火山渣. 长白山高山冻原植被的生物量
和生产力见表 1. 由表 1 可见 ,长白山高山冻原不同
植被类型的生物量和年净生产力差别很大 ,其大小
顺序为 :沼泽高山冻原植被 > 典型高山冻原植被 >
草甸高山冻原植被 > 石质高山冻原植被 > 石海高山
冻原植被. 但植被碳储量的空间分布是 :典型高山冻
原植被 (32 17512 t) > 石质高山冻原植被 (1 040 t)
> 草甸高山冻原植被 (18813 t ) > 沼泽高山冻原植
被 (4813t ) > 石海高山冻原植被 (511t ) . 长白山高
表 1 　长白山高山冻原生态系统植被生物量和生产力[ 5 ,11]
Table 1 Biomass and productivity of vegetation in alpine tundra ecosystem of Changbai Mountain
植被类型
Vegetation
type
面积
Area
(hm2)
植被碳储存量
Carbon storage
of vegetation
(t)
年净生产量
Vegetation
biomass
per year
(t·yr - 1)
植被生物量
Vegetation
biomass
(t·hm - 2)
年净生产力
NPP
(t·hm - 2·yr - 1)
冻原年平均
净生产量
Mean of NPP
in tundra
(t·hm - 2·yr - 1)
北极冻原年
平均净生产量
Mean of NPP
in arctic tundra
(t·hm - 2·yr - 1)
FA 85 511 511 0106 0106 114b 0163～0175c
LA 4160 1040 1040 0125 0125
TA 10870 3217512 1608716 2196 1148
MA 65 18813 9413 219 1145
SA 15 4813 2412 3122 1161
Total 15195 3345619 1725112 2121 1114
FA : 石海高山冻原植被 Felsenmeer alpine tundra vegetation ; LA : 石质高山冻原植被 Lithic alpine tundra vegetation ; TA : 典型高山冻原植被
Typical alpine tundra vegetation ; MA : 草甸高山冻原植被 Meadow alpine tundra vegetation ; SA : 沼泽高山冻原植被 Swamp alpine tundra vegeta2
tion ;NPP : Net primary productivity1
0002 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
山冻原植被层的总碳储量为 33 457 t ,年净生产量
为 17 251 t ,其中典型高山冻原植被占 9612 % ,这主
要是由该类型冻原植被在长白山高山冻原带分布面
积大和年净生产力高 (1148 t·hm - 2)而造成的. 长白
山高山冻原植被层平均年净生产力为 1114 t ·
hm - 2 ,分别是全球冻原年均生产力和北极冻原年均
生产力的 8114 %和 152 %～182 %.
　　在长白山高山冻原生态系统中典型高山冻原植
被盖度大于 95 % ,占植被覆盖冻原面积的 7115 % ,
占整个冻原面积的 6719 % ,分布在海拔 1 950～
2 690 m地区 ,是长白山高山冻原生态系统植被的主
要组成部分. 该系统年净生产力高 (1148 t·hm - 2)主
要是因为建群种或者优势种能够很好地适应这一生
境类型 ,而且优势种以多年生灌木和草本为主. 这一
生境类型主要集中分布在海拔 2 000～2 500 m 地
区 ,土壤类型主要为泥炭化高山冻原土 ,土层深度一
般为 10～30 cm. 在 3～5 cm 厚的枯枝落叶层下 ,常
有厚约为 5～10 cm 的泥炭层. 泥炭层具有棕褐色半
分解的有机质层. 典型高山冻原土壤有机质含量很
高 ,一般为 11 %～33 % ,有利于植物生长 ,所以植被
层的年净生产力较高.
31112 物种生物量 　表2列出了所调查的43种植
表 2 　生物量统计表
Table 2 Biomass of different species
序号
Num.
植物种
Species
生物量1)
Biomass
(kg·hm - 2)
密度2)
Density
(ind1·hm - 2) 频度2)Frequency( %)
1 宽叶仙女木 Dryas octopetala var . asiatica 13115 ±17110 5670 ±98151 100
2 笃斯越桔 V accinium jligi nosum var . alpinum 137152 ±13172 6300 ±78100 100
3 越桔 V accinium vitis2i daea 71146 ±7143 3210 ±34123 75
4 毛毡杜鹃 Rhododendron conf ertissi m um 9814 ±2134 4120 ±85191 100
5 圆叶柳 Sali x rot undif olia 12814 ±5161 2540 ±72164 75
6 牛皮杜鹃 Rhododendron chrysanthum 159101 ±11121 1980 ±48145 100
7 松毛翠 Phyllodoce caerulea 22106 ±2133 2010 ±52167 1215
8 高山笃斯 V accinium uliginosum 13417 ±7120 7480 ±238121 6215
9 苞叶杜鹃 Therorhodion redowskianum 9812 ±10121 1700 ±26173 3715
10 高岭风毛菊 S aussurea alpicola 54105 ±1191 4520 ±472144 75
11 毛山菊 Chrysanthem um zaw adsskii f 1 alpinum 34183 ±3192 3100 ±328127 25
12 岩菖蒲 Tof ieldia coccinea 3123 ±0179 3720 ±126143 75
13 石松 L ycopodium 10148 ±2143 8400 ±178199 25
14 细柄毛 Ptilagrostis mongholica 21156 ±11121 7300 ±320111 75
15 高山红景天 Rhodiola sachali nensis 6215 ±8197 2310 ±34173 25
16 白山龙胆 Gentiana jamesii 75163 ±3181 5230 ±56176 6215
17 红果天栌 A rctostachylos ruber 71101 ±9178 2300 ±324121 50
18 黑穗苔草 Carex at rata 120101 ±10189 200400 ±702171 100
19 长白棘豆 O xyt ropis anertii 61177 ±3141 7300 ±32111 100
20 细形苔草 Carex capollaris 30114 ±2134 20580 ±107196 6215
21 假尖嘴苔草 Carex laevissi ma 74158 ±10198 7200 ±48195 6215
22 倒根蓼 Polygonum ochotense 12163 ±0198 3100 ±21193 25
23 珠芽蓼 Polygonum vivoparum 0164 ±0112 1000 ±45187 25
24 高山罂栗 Papaver pseudo2radicat um 11193 ±2178 5300 ±435111 1215
25 大苞柴胡 Bepleurum euphorbioides 22125 ±9101 4500 ±210193 25
26 旱生点地梅 A ndrosace lehmanniana 4104 ±2110 34200 ±206185 25
27 岩茴香 Tili ngia tachi roei 2185 ±1171 12000 ±103181 1215
28 小叶樟 Deyeuxia angustif olia 2157 ±0198 1700 ±73123 1215
29 毛缘苔草 Carex pilosa 126109 ±7156 188500 100
30 宽叶苔草 Carex siderosticta 3177 ±0112 4000 ±300121 1215
31 毛莨 Ranunculus japonicus 8109 ±2113 20500 ±123198 8715
32 山茄子 B rachybot rys paridif ormis 50197 ±10168 10800 ±87190 8715
33 鲜黄莲 Jef f ersonia dubia 1191 ±0111 1500 ±15411 50
34 紫花变豆菜 S anicula rubrif lora 30148 ±7109 40000 ±2113 6215
35 白花碎米荠 Cardamine leucanthum 4014 ±10114 25300 ±498176 25
36 荷青花 Hylomecon vernalis 11151 ±2145 25500 ±398112 6215
37 宽叶山柳菊 Hieracium coreanum 1216 ±3165 2340 ±42123 6215
38 萝蒂草 L loydia seroti na 1317 ±17127 3200 ±109178 50
39 长白婆婆纳 Veronica stelleri var . longistyla 13165 ±2119 1200 ±72189 1215
40 小白花地榆 S anguisorba parvif lora 4131 ±3179 1740 ±45124 3715
41 斑驳虎耳草 S axif raga takedana 3167 ±0189 2130 ±39156 25
42 珠牙羊茅 Fest uca vivipara 15109 ±5156 1700 ±23157 25
43 长白耧斗菜 A quileia japonica 19101 ±4121 1250 ±72111 1215
1) 16 sampling plots ,area 20 cm ×20 cm ; 2) 32 sampling plots ,area 4 m ×4 m.
100211 期 　　　　　　　　　　　　　魏 　晶等 :长白山高山冻原植被生物量的分布规律 　　　　　　　　　　　
物在 32 个样方中的密度、频度和 16 个样方中生物
量的计算结果. 长白山高山冻原生态系统中植被总
生物量为 2 01312 kg·hm - 2 ,其中灌木生物量为
981125 kg·hm - 2 ,占总生物量的 4817 % ;草本生物
量为 1 031195 kg·hm - 2 ,占总生物量的 5113 % ;总
密度为 6100 ×105 ind·hm - 2 . 在所调查的 43 种植物
中 ,灌木 9 种 ,草本 34 种. 按生物量大小排序 ,最重
要的前 10 种植物分别是牛皮杜鹃 ( Rhododendron
chrysanthum , 159101 kg·hm - 2 ) 、笃斯越桔 ( V ac2
ci ni um jligi nosum var1 al pi num , 137152 kg ·
hm - 2) 、高山笃斯 ( V acci ni um uligi nosum ,13417 kg
· hm - 2 ) 、宽 叶 仙 女 木 ( D ryas octopetala
var1 asiatica , 13115 kg·hm - 2 ) 、圆叶柳 ( S ali x ro2
t undif olia ,12814 kg·hm - 2 ) 、毛缘苔草 ( Carex pi2
losa , 126109 kg·hm - 2 ) 、黑穗苔草 ( Carex at rata ,
120101 kg·hm - 2) 、毛毡杜鹃 ( Rhododendron conf er2
t issi m um ,9814 kg·hm - 2) 、苞叶杜鹃 ( Therorhodion
redowskianum , 9812 kg·hm - 2 ) 和白山龙胆 ( Gen2
t iana jamesii , 75163 kg·hm - 2 ) . 其中 , 灌木种占
70 % ,大部分植物种属于典型高山冻原植被型的优
势种.
　　运用样方法估算的长白山高山冻原生态系统生
物量为 2210 kg·hm - 2 (表 1) ;而运用单物种生物量
估算的长白山高山冻原生态系统生物量为 201312
kg·hm - 2 (表 2) ,二者差别不大. 运用物种生物量估
算植被生物量更准确 ,但是工作量大 ,费时费力.
　31113 优势种器官生物量 　长白山高山冻原生态
系统 5 种优势种各器官生物量分布见图 1. 植物的
各部分是一个统一的整体 . 地上部分对地下部分的
图 1 　长白山典型冻原植被型不同优势种各器官生物量的分配比例
Fig. 1 Ratio of different organs of 5 dominant species in typical alpine
tundra vegetation type of Changbai Mountain1
A) 笃斯越桔 V accinium jliginosum var1 alpinum , B) 牛皮杜鹃
Rhododendron chrysanthum , C) 宽叶仙女木 Dryas octopetala var1
asiatica ,D) 毛毡杜鹃 Rhododendron conf ertissi m um , E) 黑穗苔草
Carex at rata1
生长有重要影响 ,它是地下部分生长发育的水分和
营养物质来源. 植物地下生物量与地上生物量之间
的关系反映了植物地上、地下部分之间的相互依赖
和相互影响. 由图 1 可以看出 ,在笃斯越桔、牛皮杜
鹃和宽叶仙女木中 ,地上生物量所占比例远大于地
下生物量 ,地上生物量所占百分比依次为 6018 %、
74 %和 6013 % ;而在毛毡杜鹃和黑穗苔草中 ,地下
生物量所占比例大于地上生物量 ,地下生物量所占
比例分别是 5914 %和 7018 %. 统计检验 ,长白山高
山冻原植物地上和地下生物量之间的相关性达显著
水平 ( R2 = 0173 , P < 0105 , n = 5) .
地下生物量与地上生物量的比值 (根/ 茎、叶)是
生态系统的重要参数. 马克平等[8 ]认为 ,作为植物
群落的特征值应具有较为稳定的特点 ,应以地上生
物量达到极大值时 (对长白山高山冻原生态系统是
8 月)的根茎比作为生态系统的特征值. 由表 3 可以
看出 ,地下/ 地上生物量随物种不同而有较大变化 ,
越接近高海拔优势种 (黑穗苔草 Carex at rata ,分布
于海拔 2 550 m) ,比值越大. 在长白山高山冻原生
态系统中笃斯越桔、牛皮杜鹃、宽叶仙女木、毛毡杜
鹃和黑穗苔草 5 个优势种中 ,地下和地上生物量之
比分别为 0165、0135、0166、1147 和 2143 ,可以代表
以它们为优势种的植被类型的地下部分与地上部分
生物量的比值. 地下生物量在总生物量中所占的比
例是对植物地上、地下相互关系的直观反映 ,其变化
趋势类似于地下部分与地上部分生物量的比值 ,越
是高海拔优势种 ,比值越大 (表 3) . 随着海拔的升
高 ,这些多年生灌木和草本植物的地下生物量所占
比例增大 ,这是其对长白山高山冻原生态系统常年
低温、风力大、气候寒冷等自然环境长期适应的结
果 ,因为根系储存有大量水分和营养物质 ,可提高植
物的抗寒能力.
表 3 　长白山高山冻原植被优势种地下与地上生物量相互关系
Table 3 Ratio of below2and above2ground biomass of dominant species
in alpine tundra of Changbai Mountain( kg·hm - 2)
项目
Item
笃斯越桔
Vaccinium jliginosum
var1 alpinum 牛皮杜鹃Rhododendronchrysanthum 宽叶仙女木Dryas octopetalavar1 asiatica 毛毡杜鹃Rhododendronconfertissimum 黑穗苔草Carex atrata
地下生物量
Belowground
biomass
53163 ±10111 41134 ±7196 53192 ±11167 58106 ±2189 85121 ±9124
地上生物量
Aboveground
biomass
83189 ±7198 117167 ±3167 77159 ±9127 40134 ±4156 34180 ±1185
总生物量
Total biomass 137152 ±13172 159101 ±11121 13115 ±17110 9814 ±2134 120101 ±10189
地下/ 地上
Below / Above 0165 0135 0166 1147 2143
地下/ 总生物量
Below / Total 0139 0126 0141 0159 0171
2002 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷
312 　生物量的海拔梯度分布
31211 植被生物量的海拔梯度分布 　长白山高山冻
原生态系统分布有 5 种不同的植被类型 ,分别是石
海高山冻原植被、石质高山冻原植被、典型高山冻原
植被、草甸高山冻原植被和沼泽高山冻原植被. 典型
高山冻原植被带分布广、面积大 ,从长白山林线 (海
拔 1 950 m)向上一直分布到山顶火山口周围 (海拔
2 690 m) ,是长白山高山冻原植被的主要组成部分 ,
占总面积的 6617 %. 本研究以长白山典型高山冻原
植被为研究对象 ,分析在不同海拔高度生物量的变
化规律. 生物量与海拔的关系见图 2. 由图 2 可以看
出 ,生物量与海拔呈显著负相关 ,说明在典型高山冻
原植被生态系统内 ,海拔高度通过影响生境的温度、
湿度等环境因子而控制着植被生物量和生产力. t
检验发现 ,在海拔 2 250 和 2 450 m 处的生物量与拟
合曲线有显著的偏离 ( t2 250 m = 31456 , t2450 m =
41357 ,均大于统计检验值 t = 11895 , n = 7 , P <
0105) ,主要原因可能是在海拔 2 250 m 处 ,除了有
典型高山冻原植被 (植被盖度多在 95 %) 以外 ,大量
的石质高山冻原植被群落也分布于该海拔高度的迎
风岭脊和陡坡地 ,由于风蚀和雪蚀作用特别强烈 ,石
质冻原植被覆盖度一般不超过 20 %.
图 2 　长白山典型高山冻原植被型生物量随海拔的变化
Fig. 2 Relationship between vegetation biomass and elevation in typical
alpine tundra of Changbai Mountain.
31212 优势种器官生物量的海拔梯度分布 　本文以
杜鹃花科优势种 ———杜鹃和越桔为例 ,分析海拔对
优势种器官生物量的影响 (图 3) . 由图 3 可以看出 ,
随着海拔的升高 ,根生物量所占的比例逐渐增加 ,叶
生物量所占的比例逐渐减小 ,而茎生物量所占的比
例变化不明显. 例如 ,笃斯越桔 (大面积的主要分布
在 2 300 m 以下) 各器官在不同海拔高度的生物量
分配规律是茎 > 根 > 叶 ;牛皮杜鹃 (主要分布在海拔
2 500 m 以上的缓坡上 ,其他海拔高度多分布在低
洼处) 各器官在不同海拔高度的生物量分配规律是
图 3 　生物量在杜鹃花科各器官上的分配比例与海拔高度的关系
Fig. 3 Relationship between organ biomass of Ericaceae and elevation1
根 > 茎 > 叶. 在不同海拔高度 ,由于气候等环境因子
不同 ,因而生物量在优势种的各器官间的分配比例
也各不相同. 但是 ,总体趋势是随着海拔的升高 ,根
系 (地下部分)生物量所占比例增加 ,这是长白山高
山冻原植物种对风蚀和雪蚀作用长期适应的结果.
4 　结 　　论
411 　长白山高山冻原不同植被层生物量的空间分
布规律是 :沼泽高山冻原植被 (3122 t·hm - 2) > 典型
高山冻原植被 (2196 t·hm - 2) > 草甸高山冻原植被
(219 t·hm - 2) > 石质高山冻原植被 (0125 t·hm - 2)
> 石海高山冻原植被 (0106 t·hm - 2) . 长白山高山冻
原生态系统平均植被生物量 2121 t·hm - 2 . 长白山
典型高山冻原植被层生物量总体趋势是 :随海拔升
高生物量逐渐减小 ,植被生物量与海拔呈显著负相
关.
412 　运用物种生物量方法估算长白山高山冻原植
被层生物量为 2 01312 kg·hm - 2 . 其中 ,灌木种生物
量为 981125 kg·hm - 2 ,占总生物量的 4817 % ;草本
生物量为 1031195 kg ·hm - 2 , 占 总 生 物 量 的
5113 % ;总密度为 6100 ×105 ind1·hm - 2 . 本研究涉
及长白山高山冻原植物 43 种 ,其中灌木 9 种 ,草本
34 种. 调查中主要的植物优势种是宽叶仙女木、笃
斯越桔、牛皮杜鹃、毛毡杜鹃和星穗苔草等.
413 　优势种器官生物量随海拔的分布规律是 :随着
海拔的升高 ,根生物量所占的比例逐渐增加 ,叶生物
量所占的比例逐渐减小 ;地下部分与地上部分的生
物量之比和地下部分与总生物量之比逐渐增加 ,但
不同优势种的增加幅度各不相同.
致谢 　叶吉和李庆康对本文提供的宝贵意见 ;长白山自然保
护区管理局、长白山森林生态系统定位站对本研究野外实验
中给予支持和帮助 ,一并致谢.
300211 期 　　　　　　　　　　　　　魏 　晶等 :长白山高山冻原植被生物量的分布规律 　　　　　　　　　　　
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作者简介 　魏 　晶 ,女 ,1973 年生 ,博士生 ,主要从事环境管
理和恢复生态学研究. Tel :010262849112 ; E2mail :weijingrcees
@126. com
4002 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　15 卷