刘强:长白落叶松净光合速率的动态估计及光合产量的分配论文

刘强:长白落叶松净光合速率的动态估计及光合产量的分配论文

本文主要研究内容

作者刘强(2019)在《长白落叶松净光合速率的动态估计及光合产量的分配》一文中研究指出:人工整枝是培育无节良材的有效途径,可以大大提高木材的经济价值。虽然不同的整枝方案相继被提出,但均以经验为主,缺乏科学依据。有效冠概念的提出对人工整枝具有一定的参考价值,但由于有效冠的临界位置是动态变化的,若跟随着其变化进行整枝会大大增加成本。因此,若能提出一种方案,在损失部分光合产量的前提下,提前清理掉部分活枝,减少人工整枝的频率,则会降低经营成本,从而使木材的经济效益达到最大化。本文以东北林业大学帽儿山林场长白落叶松人工林为研究对象,基于2016-2018年生长季内实测的5株样木的光合特性因子、叶特征因子、环境因子及生长季末期的解析木数据,探讨了长白落叶松光合生理特性的空间变化规律;分析了影响光合生理特性的主要因素并在此基础上建立了长白落叶松树冠光响应曲线模型;根据树冠内光合有效辐射的分布规律建立了消光系数估计模型,实现了树冠内光合有效辐射的动态估计;结合光响应曲线模型及光合有效辐射动态估计模型,进一步实现了对树冠内不同轮层枝叶瞬时净光合速率的估计,并采用数值积分的方式得到了不同轮层枝叶生长季内的光合产量,分析了光合产量的分配机制;根据生长季内样木不同轮层对树干的碳贡献量,判定了长白落叶松有效冠的位置,同时分析了不同轮层枝叶对树木生长的贡献程度,并给出了保留不同贡献量时对应的整枝强度。本文的具体贡献和主要结论如下:1、树冠光合特性及环境因子的空间变化规律。根据外业实测的长白落叶松树冠内不同光合指标(净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率)、光合生理参数(最大净光合速率、暗呼吸速率、表观量子效率、光补偿点和光饱和点)及环境因子(光合有效辐射、相对湿度、温度和饱和水汽压亏缺值)的数据,分析了各因子的空间变化规律及空间差异性。在树冠垂直方向,光合指标和光合生理参数在树冠上层和中、下层之间均表现出显著性差异,但气孔导度和蒸腾速率在树冠中层和下层之间差异并不显著;环境因子中光合有效辐射、温度和饱和水汽压亏缺值均呈现出显著的差异性,而相对湿度的差异并不显著。在树冠水平方向,光合指标和光合生理参数差异显著,该现象在上层树冠表现更为明显;环境因子中光合有效辐射、温度和饱和水汽压亏缺值仅在上层树冠中差异显著,在中、下层树冠的差异不明显。由此可见,在估计树冠光合作用时,考虑各因子的空间异质性是十分必要的。2、长白落叶松树冠光响应曲线模型的建立。基于帽儿山林场5株人工长白落叶松生长季内不同时段测量的752条光响应曲线数据,以单分子式作为拟合光响应曲线的基础模型,通过分析所有光响应曲线的模型参数与对应的环境因子、叶片形态特征及叶片着生位置的关系,采用再参数化的方式将温度、水汽压亏缺值、比叶重和相对着枝深度引入到基础模型中对人工长白落叶松生长季内树冠不同位置的光响应曲线进行模拟。模型拟合结果的校正后决定系数和均方根误差分别为0.884和1.51μμmol m-2 s-1。使用独立样本对本研究建立的树冠光响应曲线模型进行验证,模型的平均误差和估计精度分别为0.097μmolm-2s-1和95.6%。说明兼顾环境因子、叶片形态属性及叶片空间位置的人工长白落叶松净光合速率预估模型可以有效的模拟生长季内树冠任意位置的光响应曲线。3、长白落叶松树冠光分布的动态模拟。基于帽儿山林场5株长白落叶松各轮层光合有效辐射数据,以Beer-Lambert定律为基础,计算不同轮层枝叶的消光系数(k)并分析其主要影响因子,建立k估计模型,进而实现树冠内PAR的动态估计。经分析发现,k在不同林木、不同轮层及不同的太阳高度的情况下并不是一个固定值,与相对着枝深度呈明显的幂函数关系,且与太阳高度角和累积叶面积也存在明显的关系。本研究建立的k估计模型充分考虑了以上3个重要变量,符合客观实际,根据k模型计算得到的树冠内光合有效辐射与实测值相比偏差较小,可见本研究中建立的k模型在模拟树冠光合有效辐射的动态变化过程有良好的效果。4、长白落叶松净光合速率的动态估计及光合产量的分配。根据长白落叶松生长季内针叶叶面积及比叶重的季节变化建立叶面积和比叶重的估计模型,结合已经建立的树冠光响应曲线模型和树冠光合有效辐射的动态估计模型以及对应的动态气象数据,对长白落叶松树冠净光合速率进行了动态模拟。采用数值积分的方式,计算出树冠各个轮层枝叶每日的光合累积碳量,将生长季内所有的日累积量相加即得到整个生长季的光合累积碳量。树干、树枝、树叶和树根分配到的光合产量所占比例分别约为37%、29%、21%和 13%。5、基于树冠碳贡献量的长白落叶松有效冠的判定。根据长白落叶松各轮层光合累积量与对应枝叶碳增量的插值,得到各轮层枝叶对树干的贡献度,将贡献度为正值的树冠判定为有效冠。不同样木有效冠的位置差异较大,但对应的相对累积叶量基本稳定在0.80~0.90之间,平均约为0.86,因此采用相对累积叶量达到0.86的位置作为判定有效冠位置具有一定科学性。6、长白落叶松幼龄林人工整枝的建议。整枝高度受林木本身大小影响较大,因此考虑将林木分径级制定整枝方案更合理;针对长白落叶松,当选择保留85%累积贡献率时,能保证其整枝效应可以持续两个整枝周期,进而降低经营成本。

Abstract

ren gong zheng zhi shi pei yo mo jie liang cai de you xiao tu jing ,ke yi da da di gao mu cai de jing ji jia zhi 。sui ran bu tong de zheng zhi fang an xiang ji bei di chu ,dan jun yi jing yan wei zhu ,que fa ke xue yi ju 。you xiao guan gai nian de di chu dui ren gong zheng zhi ju you yi ding de can kao jia zhi ,dan you yu you xiao guan de lin jie wei zhi shi dong tai bian hua de ,re gen sui zhao ji bian hua jin hang zheng zhi hui da da zeng jia cheng ben 。yin ci ,re neng di chu yi chong fang an ,zai sun shi bu fen guang ge chan liang de qian di xia ,di qian qing li diao bu fen huo zhi ,jian shao ren gong zheng zhi de pin lv ,ze hui jiang di jing ying cheng ben ,cong er shi mu cai de jing ji xiao yi da dao zui da hua 。ben wen yi dong bei lin ye da xue mao er shan lin chang chang bai la xie song ren gong lin wei yan jiu dui xiang ,ji yu 2016-2018nian sheng chang ji nei shi ce de 5zhu yang mu de guang ge te xing yin zi 、xie te zheng yin zi 、huan jing yin zi ji sheng chang ji mo ji de jie xi mu shu ju ,tan tao le chang bai la xie song guang ge sheng li te xing de kong jian bian hua gui lv ;fen xi le ying xiang guang ge sheng li te xing de zhu yao yin su bing zai ci ji chu shang jian li le chang bai la xie song shu guan guang xiang ying qu xian mo xing ;gen ju shu guan nei guang ge you xiao fu she de fen bu gui lv jian li le xiao guang ji shu gu ji mo xing ,shi xian le shu guan nei guang ge you xiao fu she de dong tai gu ji ;jie ge guang xiang ying qu xian mo xing ji guang ge you xiao fu she dong tai gu ji mo xing ,jin yi bu shi xian le dui shu guan nei bu tong lun ceng zhi xie shun shi jing guang ge su lv de gu ji ,bing cai yong shu zhi ji fen de fang shi de dao le bu tong lun ceng zhi xie sheng chang ji nei de guang ge chan liang ,fen xi le guang ge chan liang de fen pei ji zhi ;gen ju sheng chang ji nei yang mu bu tong lun ceng dui shu gan de tan gong suo liang ,pan ding le chang bai la xie song you xiao guan de wei zhi ,tong shi fen xi le bu tong lun ceng zhi xie dui shu mu sheng chang de gong suo cheng du ,bing gei chu le bao liu bu tong gong suo liang shi dui ying de zheng zhi jiang du 。ben wen de ju ti gong suo he zhu yao jie lun ru xia :1、shu guan guang ge te xing ji huan jing yin zi de kong jian bian hua gui lv 。gen ju wai ye shi ce de chang bai la xie song shu guan nei bu tong guang ge zhi biao (jing guang ge su lv 、qi kong dao du 、bao jian er yang hua tan nong du he zheng teng su lv )、guang ge sheng li can shu (zui da jing guang ge su lv 、an hu xi su lv 、biao guan liang zi xiao lv 、guang bu chang dian he guang bao he dian )ji huan jing yin zi (guang ge you xiao fu she 、xiang dui shi du 、wen du he bao he shui qi ya kui que zhi )de shu ju ,fen xi le ge yin zi de kong jian bian hua gui lv ji kong jian cha yi xing 。zai shu guan chui zhi fang xiang ,guang ge zhi biao he guang ge sheng li can shu zai shu guan shang ceng he zhong 、xia ceng zhi jian jun biao xian chu xian zhe xing cha yi ,dan qi kong dao du he zheng teng su lv zai shu guan zhong ceng he xia ceng zhi jian cha yi bing bu xian zhe ;huan jing yin zi zhong guang ge you xiao fu she 、wen du he bao he shui qi ya kui que zhi jun cheng xian chu xian zhe de cha yi xing ,er xiang dui shi du de cha yi bing bu xian zhe 。zai shu guan shui ping fang xiang ,guang ge zhi biao he guang ge sheng li can shu cha yi xian zhe ,gai xian xiang zai shang ceng shu guan biao xian geng wei ming xian ;huan jing yin zi zhong guang ge you xiao fu she 、wen du he bao he shui qi ya kui que zhi jin zai shang ceng shu guan zhong cha yi xian zhe ,zai zhong 、xia ceng shu guan de cha yi bu ming xian 。you ci ke jian ,zai gu ji shu guan guang ge zuo yong shi ,kao lv ge yin zi de kong jian yi zhi xing shi shi fen bi yao de 。2、chang bai la xie song shu guan guang xiang ying qu xian mo xing de jian li 。ji yu mao er shan lin chang 5zhu ren gong chang bai la xie song sheng chang ji nei bu tong shi duan ce liang de 752tiao guang xiang ying qu xian shu ju ,yi chan fen zi shi zuo wei ni ge guang xiang ying qu xian de ji chu mo xing ,tong guo fen xi suo you guang xiang ying qu xian de mo xing can shu yu dui ying de huan jing yin zi 、xie pian xing tai te zheng ji xie pian zhao sheng wei zhi de guan ji ,cai yong zai can shu hua de fang shi jiang wen du 、shui qi ya kui que zhi 、bi xie chong he xiang dui zhao zhi shen du yin ru dao ji chu mo xing zhong dui ren gong chang bai la xie song sheng chang ji nei shu guan bu tong wei zhi de guang xiang ying qu xian jin hang mo ni 。mo xing ni ge jie guo de jiao zheng hou jue ding ji shu he jun fang gen wu cha fen bie wei 0.884he 1.51μμmol m-2 s-1。shi yong du li yang ben dui ben yan jiu jian li de shu guan guang xiang ying qu xian mo xing jin hang yan zheng ,mo xing de ping jun wu cha he gu ji jing du fen bie wei 0.097μmolm-2s-1he 95.6%。shui ming jian gu huan jing yin zi 、xie pian xing tai shu xing ji xie pian kong jian wei zhi de ren gong chang bai la xie song jing guang ge su lv yu gu mo xing ke yi you xiao de mo ni sheng chang ji nei shu guan ren yi wei zhi de guang xiang ying qu xian 。3、chang bai la xie song shu guan guang fen bu de dong tai mo ni 。ji yu mao er shan lin chang 5zhu chang bai la xie song ge lun ceng guang ge you xiao fu she shu ju ,yi Beer-Lambertding lv wei ji chu ,ji suan bu tong lun ceng zhi xie de xiao guang ji shu (k)bing fen xi ji zhu yao ying xiang yin zi ,jian li kgu ji mo xing ,jin er shi xian shu guan nei PARde dong tai gu ji 。jing fen xi fa xian ,kzai bu tong lin mu 、bu tong lun ceng ji bu tong de tai yang gao du de qing kuang xia bing bu shi yi ge gu ding zhi ,yu xiang dui zhao zhi shen du cheng ming xian de mi han shu guan ji ,ju yu tai yang gao du jiao he lei ji xie mian ji ye cun zai ming xian de guan ji 。ben yan jiu jian li de kgu ji mo xing chong fen kao lv le yi shang 3ge chong yao bian liang ,fu ge ke guan shi ji ,gen ju kmo xing ji suan de dao de shu guan nei guang ge you xiao fu she yu shi ce zhi xiang bi pian cha jiao xiao ,ke jian ben yan jiu zhong jian li de kmo xing zai mo ni shu guan guang ge you xiao fu she de dong tai bian hua guo cheng you liang hao de xiao guo 。4、chang bai la xie song jing guang ge su lv de dong tai gu ji ji guang ge chan liang de fen pei 。gen ju chang bai la xie song sheng chang ji nei zhen xie xie mian ji ji bi xie chong de ji jie bian hua jian li xie mian ji he bi xie chong de gu ji mo xing ,jie ge yi jing jian li de shu guan guang xiang ying qu xian mo xing he shu guan guang ge you xiao fu she de dong tai gu ji mo xing yi ji dui ying de dong tai qi xiang shu ju ,dui chang bai la xie song shu guan jing guang ge su lv jin hang le dong tai mo ni 。cai yong shu zhi ji fen de fang shi ,ji suan chu shu guan ge ge lun ceng zhi xie mei ri de guang ge lei ji tan liang ,jiang sheng chang ji nei suo you de ri lei ji liang xiang jia ji de dao zheng ge sheng chang ji de guang ge lei ji tan liang 。shu gan 、shu zhi 、shu xie he shu gen fen pei dao de guang ge chan liang suo zhan bi li fen bie yao wei 37%、29%、21%he 13%。5、ji yu shu guan tan gong suo liang de chang bai la xie song you xiao guan de pan ding 。gen ju chang bai la xie song ge lun ceng guang ge lei ji liang yu dui ying zhi xie tan zeng liang de cha zhi ,de dao ge lun ceng zhi xie dui shu gan de gong suo du ,jiang gong suo du wei zheng zhi de shu guan pan ding wei you xiao guan 。bu tong yang mu you xiao guan de wei zhi cha yi jiao da ,dan dui ying de xiang dui lei ji xie liang ji ben wen ding zai 0.80~0.90zhi jian ,ping jun yao wei 0.86,yin ci cai yong xiang dui lei ji xie liang da dao 0.86de wei zhi zuo wei pan ding you xiao guan wei zhi ju you yi ding ke xue xing 。6、chang bai la xie song you ling lin ren gong zheng zhi de jian yi 。zheng zhi gao du shou lin mu ben shen da xiao ying xiang jiao da ,yin ci kao lv jiang lin mu fen jing ji zhi ding zheng zhi fang an geng ge li ;zhen dui chang bai la xie song ,dang shua ze bao liu 85%lei ji gong suo lv shi ,neng bao zheng ji zheng zhi xiao ying ke yi chi xu liang ge zheng zhi zhou ji ,jin er jiang di jing ying cheng ben 。

论文参考文献

  • [1].长白落叶松人工用材林长期生产力维持的研究[D]. 孙志虎.东北林业大学2005
  • [2].长白落叶松移植苗分级施肥培育技术研究[D]. 康瑶瑶.北京林业大学2011
  • [3].长白落叶松人工林生态系统碳密度测定与预估[D]. 马炜.北京林业大学2013
  • [4].落叶松苗期水肥效应及容器育苗控释肥研究[D]. 楚秀丽.中国林业科学研究院2012
  • [5].长白落叶松苗木质量动态评价与施肥技术研究[D]. 孙慧彦.北京林业大学2011
  • [6].长白落叶松苗木耗水特性与节水培育技术研究[D]. 徐庆华.北京林业大学2010
  • [7].施肥对长白落叶松苗木氮磷利用的影响[D]. 魏红旭.北京林业大学2011
  • [8].长白落叶松人工林树冠结构及生长模型研究[D]. 郭孝玉.北京林业大学2013
  • [9].长白落叶松优树子代生长与材质的遗传变异及多性状联合选择[D]. 李艳霞.东北林业大学2012
  • [10].不同年龄长白落叶松人工林碳储量分布特征[D]. 王秀云.北京林业大学2011
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自东北林业大学的刘强,发表于刊物东北林业大学2019-11-18论文,是一篇关于长白落叶松论文,净光合速率动态估计论文,光合累积量论文,光合产量分配论文,有效冠论文,人工整枝论文,东北林业大学2019-11-18论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自东北林业大学2019-11-18论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

    标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

    刘强:长白落叶松净光合速率的动态估计及光合产量的分配论文
    下载Doc文档

    猜你喜欢