祁连山是西北地区重要的生态安全屏障,青海云杉是祁连山中段森林生态系统的主要乔木建群种,对维系祁连山生态安全有着重要战略意义。准确分析流域尺度上森林对气候变化的物候和生理响应是研究全球变化对生态系统影响的关键,也是当前环境变化条件下评价森林生态系统养分、水、能量以及碳等循环的关键。对林木物候和林木生理指标与气候的关系进行深入研究、精确分析,可以为准确描述森林的结构、功能和生态水文过程提供科学依据,也可为水源涵养林可持续经营提供理论指导。物候是森林响应环境变化的指示器,径向生长是树轮气候学研究的重点,叶面积指数(Leaf area index,LAI)是模拟森林生态系统碳、水循环的重要输入参数,树干液流是表征林分蒸腾的关键因子,研究它们与环境之间的相互关系机理,是森林生态水文学的热点问题。本文对青海云杉展叶和球果成熟物候、不同径级径向生长、林冠层LAI以及不同优势度树干液流4个生理生长参数进行了连续两年(2015~2016年)监测,分析了它们的季节动态特征,研究了它们与空气温度、降雨、土壤温度以及土壤含水量的响应关系,并建立回归模型,结果表明:(1)研究区海拔2700m处2016年平均气温比2015年升高了0.37℃,2016年青海云杉展叶期开始日期比2015年提前了3天,2016年青海云杉球果成熟期开始日期比2015年提前了2天。积温增加是物候持续期增加的原因,积温达到一定值时,青海云杉的物候变化就会发生。青海云杉展叶期持续日数与上个月的降雨呈极显著正相关(p<0.01),球果成熟期持续日数与上个月的降雨呈极显著负相关(p<0.01),展叶期和球果成熟期持续日数都受上个月降雨的影响显著,降雨对青海云杉展叶期和球果成熟期物候的影响具有一定程度的滞后性。青海云杉展叶期持续日数与展叶期开始月的土壤温度极显著正相关(p<0.01),即土壤温度升高展叶物候持续期延长。球果成熟期持续日数与展叶期开始月的土壤温度极显著负相关(p<0.01),即土壤温度升高球果成熟期物候持续期缩短。青海云杉展叶期和球果成熟期物候都受上一月土壤含水量的影响显著,土壤含水量也对青海云杉展叶期物候和球果成熟期物候的影响具有一定程度的滞后性。(2)青海云杉日径向生长量和年径向生长量均和径级成正比,累积径向生长量最大的是大树,最小的是小树。不同径级青海云杉径向生长受空气温度影响均较小,与降雨正相关,但相关系数很小。土壤温度对青海云杉径向生长有着显著影响(p<0.05)。相关性分析结果表明,0~20cm土层土壤温度对小树和中树径向生长影响一般,对大树径向生长影响显著(p<0.05),20~80cm土层土壤温度对大树径向生长影响极显著(p<0.01),对小树和中树径向生长影响显著(p<0.05)。青海云杉径向生长与10~20cm土层土壤含水量正相关,但相关系数很小,与40~60cm土层土壤含水量显著正相关(p<0.05),与60~80cm土层土壤含水量极显著相关(p<0.01)。小树和大树径向生长与加权平均土壤含水量极显著正相关(p<0.01),中树径向生长与加权平均含水量显著正相关(p<0.05)。多元回归分析结果表明,共同影响青海云杉径向生长的水热因子主要是40~60、60~80cm土层土壤温度和0~10cm土层土壤含水量。(3)青海云杉林LAI季节变化呈一条先升、达到最大值后相对稳定、再降的单峰曲线,曲线的峰值出现在7月中旬左右,且LAI介于2.33~4.18之间。不同月青海云杉叶面指数与空气温度正相关,与降雨也呈正相关关系。其中7月和8月份LAI与空气温度呈显著正相关(p<0.05)。7月和8月份青海云杉LAI与各土层土壤温度均显著正相关,5月和6月份青海云杉LAI与20~80cm土层土壤温度显著相关。青海云杉LAI总体上与土壤含水量呈正相关关系,但不同月份略有差异。多元回归分析表明,逐步多元回归模型很好地拟合了青海云杉LAI与空气温度、降雨、土壤温度以及土壤含水量的关系,总体上回归模型通过了检验,具有统计意义,并且,不同月份影响LAI的主要水热因子是不一样的。(4)不同优势度的青海云杉月平均树干液流密度大小排序为:优势木>亚优势木>中等木>被压木。优势木树干液流密度与气温极显著正相关(p<0.01),亚优势木和中等木树干液流密度与气温呈显著正相关(p<0.05),被压木树干液流密度与气温呈正相关。不同优势度青海云杉树干液流密度与土壤含水量正相关,相关系数较小,其中0~10cm土壤含水量与树干液流密度显著相关(p<0.05)。多元回归分析结果表明,共同影响青海云杉树干液流密度的水热因子是气温(T_a)、0~10cm土层土壤温度、10~20cm土层土壤含水量和20~40cm土层土壤含水量。