云南干热河谷退化生态系统植被恢复影响因子研究

论文题目: 云南干热河谷退化生态系统植被恢复影响因子研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 水土保持与荒漠化防治

作者: 郎南军

导师: 朱金兆

关键词: 云南干热河谷,退化生态系统,植被恢复,影响因子

文献来源: 北京林业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本论文在分析云南干热河谷退化生态系统植被退化过程的基础上,通过对云南干热河谷具有典型性和代表性的金沙江元谋干热河谷研究区四年的人工植被恢复和人工促进天然植被恢复定点定位研究,揭示了环境胁迫与植物抗逆性是影响植被群落结构稳定和生态系统优化的重要特征因子,阐明了植被群落与环境因子相互作用构成了云南干热河谷退化生态系统植被恢复和重建核心关键的思想,目的是为云南干热河谷退化生态系统植被恢复提供重要的科学依据。主要研究内容和结论如下: （1）建立气象站,重点观测研究区的降雨、温度、空气相对湿度和蒸发等影响植被恢复相关气象因子;通过观测数据的分析处理,解读气象因子在干热河谷退化生态系统植被恢复中的作用原理;研究表明:由于干热河谷的降水少且分配不均,光照充足气温高,蒸发量巨大,空气湿度小,冬春夏初呈灾害性干旱缺水,因此植被恢复极为困难。 （2）通过比较观测分析,探明干热河谷退化生态系统在植物群落恢复后对小气候的影响和作用;研究表明:①林中与林外地温存在极差值,各层次地温出现时刻延后;②在干季,林外、林中平均空气相对湿度差别不大;③林外平均蒸发量大于林中。 （3）通过对研究区土壤因子的调查、定期测定分析土壤理化性质和不同季节的土壤水分,摸清干热河谷不同地形部位土壤的理化性质、营养成分及水分含量空间分异特征。研究表明:①干热河谷土壤空间变异程度大;②干热河谷土壤结构差,容重偏高,保水能力差;③干热河谷土壤水分动态有雨季和旱季之分,而在不同立地条件下,土壤含水量差异相对较大;④干热河谷地温比较高,土壤热量交换昼夜可逆;⑤干热河谷区土壤坚硬致密,入渗能力差,研究区表层土壤初渗速率大小顺序为:加勒比松+车桑子混交林>加勒比松纯林>山合欢纯林>桉树纯林>山毛豆+车桑子混交林>裸地>膨胀土; （4）应用相应的植物生理生态研究的实验仪器和设备,研究干热河谷植物在水分胁迫下光合系统的光能吸收、转换和利用效率等植物生理生化因子;研究表明:①实验植物光合午休现象主要是由非气孔限制因素——光抑制引起的,其保护光合机构免受损伤;②实验植物车桑子在严重的水分胁迫下,仍能维持基本的光合生理能力,在PAR仍不低于1300umol.m-2.s-1情况下,Pn达到很高水平,这说明乡土植物对水分胁迫和高光强有很强的适应能力; （5）运用叶片相对含水量、相对电导率、MDA、SOD、POD、荧光、叶绿素含量、Pro等八个生理生化指标,分析评价植被物种抗旱能力的大小;研究表明:①在受到水分胁迫时,乡土树种车桑子和清香木幼苗更耐干旱;②在水分胁迫环境下,乡土树种车桑子叶片中的PSⅡ能保持比较高的光化学活性;③水分胁迫下,车桑子叶片中的光合色素系统比山毛豆、银合欢的更稳定,车桑子叶片中的光合色素系统更耐

论文目录:

独创性声明

摘要

Abstract

Key Words：

1 引言

1.1 目的及意义

1.2 研究进展与综述

1.2.1 历史形成演变

1.2.2 植被恢复影响因子特征

1.2.3 植被恢复研究

2 研究区概况

2.1 自然概况

2.1.1 地理位置

2.1.2 地形地貌

2.1.3 气候

2.1.4 土壤

2.1.5 植被

2.1.6 水土流失现状

3 研究依据的理论基础和基本原理

3.1 几个基本概念

3.1.1 退化生态系统(Degraded ecosystem)

3.1.2 恢复生态学(Restoration Ecology)

3.1.3 植物生理生态学(Plant ecophysiology)

3.1.4 群落演替(Community succession)

3.1.5 植被恢复(Re-vegetation)

3.1.6 熵(Entropy)

3.1.7 空间异质性(Space heterogeneity)

3.2 研究的理论基础

3.2.1 植被恢复的理论基础

3.2.2 植物生理生态学的理论基础

3.2.3 植物群落演替学研究的理论基础

3.2.4 影响植被恢复相关环境因子研究的理论基础

3.2.5 基于耗散结构研究植被恢复的理论基础

3.2.6 基于生态系统空间异质性研究植被恢复的理论基础

3.3 研究遵循的基本原理

3.3.1 植被恢复物种的生态位原理

3.3.2 植被恢复进程的协同效应与整体功能最优原理

3.3.3 植物群落演替原理

3.3.4 植物群落协调稳定原理

3.3.5 植物群落与环境生态因子相互作用原理

3.3.6 植物生理生态学原理

3.3.7 基于耗散结构理论的植被演化方向判别原理

4 研究目标、内容、方法和技术路线

4.1 研究目标

4.2 研究内容

4.3 研究方法

4.3.1 影响植被恢复的气象因子分析研究方法

4.3.2 雨季中期加勒比松林中、林外气象指标对比分析研究方法

4.3.3 影响植被恢复的土壤因子分析研究方法

4.3.4 水分胁迫下的植物生理生化因子分析研究方法

4.3.5 水分胁迫下的植物抗旱性机理的综合因子分析评价研究方法

4.3.6 影响植被恢复的植被演替动力学因子分析研究方法

4.3.7 影响植被恢复的水文因子及其相关效应分析研究方法

4.3.8 植被恢复与侵蚀因子相关关系的分析研究方法

4.4 技术路线

5 影响植被恢复的气象因子分析研究

5.1.研究区内部区域性气象监测指标分析研究

5.2 雨季中期加勒比松林中、林外气象指标对比分析研究

5.3 小结

6 影响植被恢复的土壤因子分析研究

6.1 土壤类型

6.2 土壤理化性质

6.2.1 土壤剖面特征

6.2.2 土壤的物理性质

6.2.3 土壤的养分状况

6.3 土壤水分动态

6.3.1 旱季土壤水分动态

6.3.2 雨季土壤水分动态

6.4 土壤热通量

6.5 土壤渗透特点

6.5.1 不同林分标准地的基本情况

6.5.2 不同林地土壤渗透性能比较

6.6 小结

7 水分胁迫下的植物生理生化因子分析研究

7.1 干旱季节植物的光合水分生理

7.1.1 干旱季节不同处理植物叶水势日进程

7.1.2 干旱季节实验植物叶片的气体交换

7.1.3 干旱季节不同处理实验植物光合有效辐射、叶温日进程

7.1.4 干旱季节实验植物叶片的叶绿素荧光特征

7.2 不同造林树种对土壤干旱胁迫的生理反应及适应机理

7.2.1 水分胁迫对造林树种水分及光合特性的影响

7.2.2.水分胁迫对造林树种渗透物质的影响

7.2.3 水分胁迫对造林树种酶活性及电导率的影响

7.3 小结

8 水分胁迫下的植物抗旱性机理的综合因子分析评价研究

8.1 抗旱性隶属函数法

8.2 不同树种对水分胁迫抗旱性各个指标的综合评价

8.2.1 以相对含水量为鉴定指标的综合评价

8.2.2.以树种叶片的相对电导率为鉴定指标的综合评价

8.2.3 以MDA含量为鉴定指标的综合评价

8.2.4 以SOD酶活性为鉴定指标的综合评价

8.2.5 以POD酶活性为鉴定指标的综合评价

8.2.6 以最大荧光效率为鉴定指标的综合评价

8.2.7 以叶绿素含量为鉴定指标的综合评价

8.2.8 以脯氨酸含量为鉴定指标的综合评价

8.3 四种不同参试树种对水分胁迫抗旱性综合因子分析评价

8.4 小结

9 影响植被恢复的植被演替动力学因子分析研究

9.1 基于斑块动力学分析方法的同龄、单种、非空间动态模型

9.1.1 加勒比松幼苗生长动力学分析

9.1.2 加勒比松成年纯林动力学分析

9.1.3 桉树成年纯林动力学分析

9.2 基于斑块动力学分析方法的异龄、单种、非空间动态模型

9.2.1 车桑子灌木纯林动力学分析

9.2.2 山合欢纯林斑块动力学分析

9.2.3 加勒比松斑块动力学分析

9.2.4 银合欢纯林斑块动力学分析

9.3 基于斑块动力学分析方法的异龄、多种、非空间动态模型

9.4 基于马尔科夫过程的植被与土壤水分和养分的动态模型

9.4.1 迁移状态的界定

9.4.2 显著性测验分析

9.5 基于景观空间异质性的植被与土壤水分和养分的动态模型

9.5.1 基于景观空间异质性的植被与土壤成分的空间分布分析

9.5.2 基于景观空间异质性的植被与土壤成分变异函数成分的空间分布分析

9.6 小结

10 影响植被恢复的水文因子及其相关效应分析研究

10.1 流域内代表植被类型地水文控制、涵养功能

10.1.1 山合欢、加勒比松林地雨季中末期水文效应

10.1.2 雨季中期加勒比松林中、林外水文指标对比

10.1.3 雨季中期加勒比松枯落物水分涵养功能研究

10.2 流域内不同立地类型产流的水文效应分析

10.3 整个研究区流域产流状况的水文效应分析

10.4 小结

11 植被恢复与侵蚀因子相关关系的分析研究

11.1 研究区域内侵蚀类型

11.2 研究区域内不同立地类型侵蚀强度

11.3 研究区域内不同立地类型滴溅侵蚀

11.4 研究区域内流域侵蚀产沙动态

11.5 小结

12 结论与建议

12.1 结论

12.2 建议

参考文献

个人简介

导师简介

获得成果目录清单

读博期间获奖和发表专著情况

相关论文发表情况

主持国家科研项目情况：

致谢

发布时间: 2007-01-10

参考文献

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