云杉属植物全世界共约45种,为北半球广布种,是构成环极及低纬度高海拔梯度顶级群落的主要建群种,在陆地生态系统中占有重要的生态位。云杉材性优良,单位株数多、群体密度大、单位面积蓄积量高,优良大径材树种,经营成本较低、是世界性制浆及结构材的主要原料,在世界寒、温带针叶用材林中具有十分重要的地位。我国分布有18个种7变种,主要分布在西部高山区和北方高纬度地区,是我国西部高山区的主要建群种,是这些地区重要的工业用材树种和生态树种。从木材安全角度考虑,应加强本树种(类)的遗传改良研究和培育力度。本研究以甘肃小陇山国家云杉种质资源库种质资源保存林中的云杉属17个树种的6年生幼林为对象,通过对各树种的生长特性、形态特征、光合生理特性、水分利用效率和营养元素含量等方面的研究,达到揭示云杉属主要树种的生长、形态和光合生理等特征的一般规律,为不同生态区域云杉人工林栽培树种的选择、配套栽培技术提供依据。通过研究,得到如下结论:1.对云杉属17个树种的生长特性研究表明,以树高生长量为主要指标,认为云杉属的欧洲云杉、蓝云杉、白云杉是研究区及周边生态相似区的速生树种,具有扩大栽培的潜力,并根据对该区早期引种林的调查观测,有望成为该区今后人工用材林和生态绿化的替代树种。2.对云杉属17个树种的形态特征研究表明,决定树冠大小的主要因子分枝角度、一级侧枝数和顶轮侧枝长等在种间存在显著差异,其中分枝角度小于60°的典型树种有红皮云杉(55°),其树冠紧凑、枝条浓密,是适生区园林观赏的首选树种,同时是栽培密度可以较大的树种;分枝角度在60°~70°之间的典型树种为黑云杉(61°),树冠为呈卵圆形,兼具园林观赏和用材、生态性状;分枝角度大于70°的典型树种为川西云杉(74°),这类树种树冠开张,占用空间大,是较为理想的速生用材林树种。3.通过对云杉属树种针叶的明亮度、色差等颜色特征研究表明,在云杉属选择观赏较高的新品种具有较大的潜力,特别是选择针叶亮度高、颜色趋于蓝色的树种,国外对蓝云杉、塞尔维亚云杉等树种中新品种的选择已经证明了该结论。4.通过对云杉属17树种的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率与瞬时水分利用效率研究显示,17个云杉属树种在种间具有极显著差异。净光合速率与树高成极显著的正相关,胞间CO2浓度与树高成极显著的负相关,气孔导度、蒸腾速率与树高成显著的正相关。云杉属树种的这些光合生理特征为不同生态区树种的选择和栽培技术制定提供了依据。5.对云杉属17个树种的针叶碳同位素研究显示,17个云杉树种的δ13C值变化幅度为2.33‰,变异幅度较小,种间差异较小。但从δ13C的绝对值看(C3植物的δ13C值变化范围在-35‰~-20‰之间),云杉属树种属于C3植物,具有C3植物光合代谢途径的特征。6.对云杉属17个树种针叶中N、P含量及N/P的差异研究表明,种间N、P含量及N/P存在极显著差异。17个云杉属树种的N、P含量研究结果为不同生态区不同树种人工林的栽培,特别是施肥量的确定提供了依据。7.以树高为主要指标,分析新梢长、地径、顶轮侧枝长度总和与树高之间的相关性,结果表明,它们都与树高具有较强的相关性,当年新稍长、地径、顶轮侧枝长度总和值越大,树高越高。然后对其进行通径分析表明,新稍长、分枝角度、一级侧枝数、顶轮侧枝长度总和与树高的直接通径系数均为正值,只有顶轮侧枝数直接通径系数为负值。新稍长通过顶轮侧枝长度总和对树高的间接通径系数最大。