筇竹无性系种群退化及恢复机制的研究

论文摘要

无性系植物种群生态学是当今植物生态学研究的重点领域之一。竹类无性系种群生态学的兴起，不仅丰富了无性系植物种群生态学的研究内容，而且为竹林培育技术的研究奠定了坚实的理论基础。筇竹是国家三级保护的两个珍稀竹种之一，为西南地区特有种，具有重要的生态经济和文化价值。由于过度采笋等人为活动的长期干扰，种群退化十分严重。迄今为止，有关竹类无性系种群退化的原因、过程及其后果尚不清楚，针对退化种群而采取的恢复技术及措施研究亦未见文献报道。本项目研究以竹类无性系种群生态学、干扰理论和恢复生态学的理论与方法为指导，从筇竹无性系种群退化和恢复两个方面入手：一方面，探索人为干扰对种群退化的影响、退化种群的生物量结构变化和退化种群的数量动态，把握种群退化的基本规律；另一方面，通过不同的技术措施，研究天然筇竹无性系退化种群的恢复进程，探索人工筇竹无性系种群恢复机制。 1．人为干扰是筇竹无性系种群退化的重要驱动力在滇东北筇竹自然分布区，长期受特定区域干扰体的综合影响，筇竹无性系种群的退化是普遍存在的。对山地湿性常绿阔叶林的乱砍滥伐导致筇竹生长的生态环境的丧失而间接引起筇竹无性系种群的退化：掠夺式采笋则是通过频繁地破坏筇竹无性系正常生长发育规律，而加剧筇竹无性系种群的退化。上层乔木郁闭度下降，是筇竹无性系种群分株生长个体小型化的主要原因。随着人类活动半径加大，形成以村寨为中心，干扰逐渐减弱的干扰梯度分布格局。 2．生物量结构紊乱与繁殖构件萎缩是筇竹无性系种群退化的主要特征连年采笋地筇竹无性系退化种群生物量在不同年龄分株上的配置具有明显的差异性，结构紊乱与波动是其重要特点。地上部分生物量占总生物量的64.1％，而地下部分仅占35.9％：退化种群的鞭、根、篼构件明显萎缩，种群的孕笋成竹能力降低，引起整个无性系种群的逐渐退化。开花筇竹无性系退化种群的生物量结构中，缺少1年生分株的生物量基础，其重心由低龄段向高龄段整体上移，表现出生物量结构的极端不稳定性。 3．密度增加与中幼龄分株死亡率提高和个体小型化趋势是筇竹无性系种群退化的数量标志连年采笋地筇竹无性系退化种群的分株密度是恢复种群的1.95-2.07倍，而分株平均占据空间面积只有恢复种群的48％-53％。不合理的采笋制度，导致无性系分株生存空间的不断缩小。不同年龄分株在种群中所占比率各不相同，随着时间的推移，退化种群年龄结构出现不稳定性和紊乱性，种群死亡率逐渐增大，存活曲线处于B型和C型之间，中幼龄分株死亡率较高。退化种群中，78％的分株的胸径≤1.00cm，52％的分株胸径不足0.60cm，

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第一章绪言

1 筇竹的历史文化价值与生态经济意义

1.1 筇竹的历史文化价值

1.2 筇竹的生态经济意义

2 筇竹研究进展及本项目研究的目的和意义

2.1 筇竹研究进展

2.2 研究的目的和意义

第二章生态学基础理论研究综述

1 干扰生态理论与恢复生态学研究综述

1.1 干扰生态理论研究进展

1.2 恢复生态学研究综述

2 竹类无性系种群生态学研究现状及其应用前景

2.1 竹类无性系种群增长及结构动态

2.2 竹类无性系生长格局

2.3 竹类无性系种群的形态可塑性

2.4 竹类无性系种群生理整合作用

2.5 竹类无性系种群的生态对策

第三章研究地区概况与研究的基本思路

1 研究地区概况

1.1 滇东北自然地理条件

1.2 定位试验地概况

2 本项研究的基本思路和框架

2.1 基本思路

2.2 论文体系框架

第四章人为干扰对筇竹无性系种群退化的影响

1 研究地区概况与研究方法

1.1 研究地区概况

1.2 研究方法

2 结果与分析

2.1 人为干扰与筇竹无性系种群退化的关系

2.2 人为干扰对筇竹无性系种群生长的影响

3 结论与讨论

第五章筇竹无性系退化种群的生物量结构与动态研究

1 研究地区概况与研究方法

1.1 研究地区概况

1.2 研究方法

2 结果与分析

2.1 连年采笋对筇竹无性系退化种群生物量结构的影响

2.2 开花筇竹无性系退化种群的生物量结构变化

3 结论与讨论

第六章筇竹无性系退化种群的数量统计研究

1 研究地区概况与研究方法

1.1 研究地区概况

1.2 研究方法

2 结果与分析

2.1 筇竹无性系退化种群的空间结构

2.2 筇竹无性系退化种群的年龄结构

2.3 筇竹无性系退化种群的表现结构

3 结论与讨论

第七章天然筇竹无性系种群恢复机制的研究

1 研究地区概况与研究方法

1.1 研究地区概况

1.2 研究方法

2 结果与分析

2.1 保护措施下筇竹无性系种群恢复的进程

2.2 轮闲制采笋对筇竹无性系种群恢复的影响

2.3 皆伐条件下筇竹无性系种群恢复情况

3 结论与讨论

第八章人工筇竹无性系种群恢复机制的研究

1 研究地区概况与研究方法

1.1 研究地区概况

1.2 研究方法

2 结果与分析

2.1 针叶林下人工筇竹无性系种群恢复进程

2.2 阔叶林下人工筇竹无性系种群恢复进程

2.3 针阔混交林下筇竹无性系种群恢复进程

2.4 退耕地筇竹无性种群恢复的研究

3 结论与讨论

第九章结论与讨论

1 结论

2 讨论

表目录

表3-1 昭通北部县气候条件

表3-2 试验地土壤养分分析

表4-1 不同郁闭度林分下筇竹无性系种群生长特征

表4-2 不同干扰强度和频率作用下的筇竹无性系种群生长情况

表4-3 区域筇竹无性系种群生长对不同干扰体影响的响应

表5-1 连年采笋地筇竹无性系退化种群生物量结构

表5-2 开花筇竹无性系退化种群的生物量结构

表6-1 9年来连年采笋地筇竹无性系种群密度变化

表6-2 连年采笋地筇竹无性系种群年龄结构分析

表6-3 连年采笋地筇竹无性系退化种群静态生命表

表6-4 1999-2005年筇竹无性系退化种群表现结构动态变化

表7-1 1997年—2005年筇竹无性系种群恢复过程分株密度变化

表7-2 筇竹无性系恢复种群的年龄结构分析

表7-3 保护措施下筇竹无性系恢复种群的表现结构

表7-4 轮闲制采笋对筇竹无性系种群恢复的影响

表7-5 皆伐条件下筇竹无性系种群恢复情况

表8-1 杉木林下筇竹实生苗造林种群恢复与重建进程

表8-2 杉木林下筇竹无性繁殖苗造林种群恢复动态

表8-3 阔叶林下筇竹无性系种群恢复进程

表8-4 针阔混交林下筇竹无性系种群恢复进程

表8-5 退耕地筇竹无性系种群恢复进程

图目录

图3-1 昭通市土壤垂直分布示意

图3-2 筇竹无性系种群退化研究思路与技术路线示意

图3-3 筇竹无性系种群恢复与重建研究思路与技术路线示意

图3-4 筇竹无性系种群退化与恢复实证研究框架

图4-1 50年间森林覆盖率与筇竹笋干产量变化比较

图5-1 连年采笋地退化种群中不同年龄分株的生物量配置

图5-2 连年采笋地筇竹无性系退化种群与正常种群生物量比较

图5-3 开花筇竹无性系种群中不同年龄分株的生物量配置

图5-4 开花种群各构件生物量配置

图6-1 连年采笋地筇竹无性系退化种群分株密度动态

图6-2 分株年龄结构（1999年）

图6-3 分株年龄结构（2002年）

图6-4 分株年龄结构（2004年）

图6-5 即将开花种群分株年龄结构

图6-6 开花种群分株年龄结构

图6-7 连年采笋地筇竹无性系退化种群的存活曲线、死亡曲线和死亡率曲线

图6-8 连年采笋地退化种群高度结构

图6-9 保护状态下正常种群高度结构

图6-10 连年采笋地退化种群径级结构

图6-11 保护状态下正常种群径级结构

图7-12 连年采笋地退化种群高度生长动态

图6-13 连年采笋地退化种群胸径生长动态

图7-1 1997—2005年筇竹无性系种群恢复过程分株密度动态

图7-2 分株年龄结构（2004年）

图7-3 分株年龄结构（2002年）

图7-4 分株年龄结构（2005年）

图7-5 恢复种群的分株高度变化

图7-6 恢复种群的分株胸径变化

图7-7 轮闲制采笋对筇竹无性系恢复种群分株密度的影响

图7-8 轮闲制采笋对分株高度的影响

图7-9 轮闲制采笋对分株胸径的影响

图7-10 皆伐条件下筇竹无性系种群恢复过程的分株密度变化

图8-1 杉木林下筇竹实生苗造林的密度动态

图8-2 杉木林下筇竹实生苗造林高度动态

图8-3 杉木林下筇竹实生苗造林地径生长动态

图8-4 杉木林下筇竹实生苗造林胸径生长动态

图8-5 筇竹无性繁殖苗造林密度动态

图8-6 筇竹无性繁殖苗造林高度变化

图8-7 筇竹无性繁殖苗造林地径生长

图8-8 筇竹无性繁殖苗造林胸径生长

图8-9 阔叶林下筇竹无性系种群恢复过程密度动态

图8-10 阔叶林下筇竹无性系种群恢复过程高度变化

图8-11 阔叶林下筇竹无性系种群恢复过程胸径变化

图8-12 阔叶林下筇竹无性系种群恢复过程地径变化

图8-13 针阔混交林下筇竹无性系种群恢复密度动态

图8-14 针阔混交林下筇竹无性系种群恢复高度生长动态

图8-15 针阔混交林下筇竹无性系种群恢复胸径生长动态

图8-16 退耕地筇竹无性系种群恢复过程密度动态

图8-17 退耕地筇竹无性系种群恢复高度生长动态

图8-18 退耕地筇竹无性系恢复过程地径胸径变化

图8-19 退耕地筇竹无性系种群恢复过程胸径变化

参考文献

致谢

附录：

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