太行山低山丘陵区植被恢复机理与构建模式

论文题目: 太行山低山丘陵区植被恢复机理与构建模式

论文类型: 博士论文

论文专业: 森林培育学

作者: 张明如

导师: 翟明普

关键词: 太行山,天然植被,植被恢复,火炬树,生物入侵,小尺度空间异质性,双向生态缓冲功能

文献来源: 北京林业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 太行山低山丘陵区属平原植被与太行山山地植被的生态过渡带,由于长期人为过度开发利用,现有植被处在不同的退化阶段,以天然植被稀疏、低矮、部分地段裸露并镶嵌类型各异的人工植被为主要特点,植被的生态防护调节功能和生物生产功能低下。本项研究以太行山低山丘陵区天然植被和人工构建植被为研究对象,探索并揭示植被恢复与构建的生态机理和途径,为近期退耕还林还草工程以及林业生态环境建设提供理论依据。基于连续样方调查法、随机取样法、生物量研究法、光合生理生态测定法和室内分析测定,本研究综合分析了太行山低山丘陵区主要植物群落的分布与成因、植被生态恢复的机理与途径,探讨外来种火炬树与本土种的种间关系表现形式,揭示植物种多样性、退化植被基本特征与小尺度空间异质性的内在联系。研究结果表明: （1）天然植被分布特征取决于复合干扰体系、植物繁殖体传播机制和小尺度空间异质性等因素的综合影响,表现为灌草丛由零星分布的乔木树种、间断分布的灌木层片和恒有的草本层片构成;邻接小样方数据分析结果证实:随坡位上移,Shannon-wiener多样性指数下降幅度最大,Pielou均匀度指数下降幅度很小,多年生杂类草禾草植物和一年生植物数量减少,草质藤本植物消失,肉质草本植物样方数量增加,但仍以多年生杂类草禾草植物和一年生植物数量在整个坡面最多;荆条+白羊草群丛以属于瘦果和颖果的植物种类最多,而酸枣+白羊草群丛属于颖果和核果的植物种类最多,两个灌草丛的总状花序和圆锥花序植物种数量、中旱生植物数量均最多以及根系类型谱均为轴根型>根蘖型>根茎型>丛生型>鳞茎型。说明疏灌草丛的植物繁殖对策以属于风媒花与虫媒花并存、风播种子和深根系植物为基本特征。（2）天然植被退化意味着群落结构垂直郁闭降低、水平结构稀疏化和外来种生态优势度增加,生境的组合胁迫效应强化。（3）首次基于火炬树分株克隆生长独特性源自幼期树高、冠幅快速生长和分株水平侧根前端直径超比例增加的生物量分配格局,提出火炬树短期会形成密闭单优群落并向外缘扩散,疏灌草丛的落叶灌木层片和草本层片逐渐消退,引起本土植物种饱和度降低,认为火炬树是一个入侵潜力正在表达的外来树种;14C同位素测定和解剖切片等实验结果证实:火炬树克隆分株水平侧根直径不对称在于光合产物的趋前积累所致,克隆分株的茎和前端侧根分别属于优先和次优先生长与光合产物的贮藏中心;高郁闭的火炬树单优群落下层其克隆分株分布,修正了火炬树分株不能忍耐弱光的观点。

论文目录:

摘要

Abstract

缩略词

1．前言

1．1 植被恢复研究进展

1．1．1 国内外植被恢复研究动态

1．1．2 植被恢复所涉及的生态学原理

1．2 本文立题依据和研究意义

1．3 研究地区自然概况

1．3．1 自然地理条件

1．3．2 现有植被类型及其分布

1．3．3 太行山低山丘陵区现代生境的基本特点

1．4 主要研究内容

1．4．1 研究内容

1．4．2 本文所要回答的主要问题

2 太行山低山丘陵区主要群落结构特征

2．1 研究方法

2．1．1 调查测定方法

2．1．2 数据处理

2．2 太行山低山丘陵区主要天然植被群落结构特征

2．2．1 丘陵生境荆条+白羊草群丛群落结构特征

2．2．2 石质低山生境酸枣+白羊草群丛结构特征

2．2．3 丘陵和石质山地疏灌草丛植物功能型组成比较

2．3 外来种火炬树群落基本特征

2．3．1 火炬树单优群落和混生共优群落结构特征概述

2．3．2 外来种火炬树群落建群种种群特征分析

2．4 小结与讨论

2．4．1 太行山低山丘陵区荆条+白羊草群落结构特征

2．4．2 太行山低山丘陵区石质山地酸枣+白羊草群落结构特征

2．4．3 火炬树单优群落与混生群落结构特征比较

3 植被恢复主要木本植物光合特性分析

3．1 研究方法

3．1．1 调查测定方法

3．1．2 数据处理方法

3．2 结果与分析

3．2．1 主要木本植物光合和水分利用效率日变化规律

3．2．2 主要树种叶片叶绿素荧光日变化特征

3．3 小结与讨论

4 生态经济群落构建生态学依据与光合生理特性分析

4．1 研究方法

4．2 生态经济群落构建理论基础

4．2．1 构建目标

4．2．2 构建生态经济群落生态学与经济学原则

4．2．3 生物组分选择依据

4．2．4 生态经济群落结构构建优化的标志

4．2．5 低山丘陵区生态经济群落生态功能

4．3 生态经济群落构建种的光合生理生态特性分析

4．3．1 核桃连翘二色胡枝子生态经济群落

4．3．2 冬枣连翘生态经济群落

4．3．3 生态经济群落构建种水分利用效率比较

4．3．4 生态经济群落构建种荧光参数变化特点

4．4 小结与讨论

5 火炬树克隆植株生长和生物量基本特征

5．1 研究方法

5．1．1 调查地区概况

5．1．2 调查方法与数据处理

5．2 结果与分析

5．2．1 火炬树根系形态特征

5．2．2 火炬树克隆分株前后端水平侧根直径变化规律

5．2．3 火炬树生物量时空分布格局

5．3 小结与讨论

6 火炬树克隆分株前后端水平侧根直径不对称性分析

6．1 研究方法

6．1．1 野外取样调查

6．1．2 室内测定方法

6．2 结果与分析

6．2．1 火炬树克隆分株前后端水平侧根矿质元素含量比较

6．2．2 火炬树克隆分株前后端水平侧根还原糖和淀粉含量比较

6．2．3 火炬树克隆分株前后端水平侧根激素含量分析

6．2．4 基于~(14)C同位素技术测定克隆分株光合产物积累状况

6．2．5 火炬树克隆分株前后端水平侧根解剖学证据

6．3 小结与讨论

6．3．1 克隆分株前后端水平侧根矿质元素含量特征

6．3．2 克隆分株前后端水平侧根淀粉和还原糖含量比较

6．3．3 激素含量对比分析

6．3．4 光合产物在克隆分株前后端水平侧根积累特征

6．3．5 克隆分株前后端水平侧根解剖特征比较

7 外来树种火炬树克隆繁殖扩散分布特点

7．1 研究方法

7．1．1 野外调查方法

7．1．2 数据处理

7．2 结果分析

7．2．1 基于群落结构测定对火炬树克隆繁殖扩散时序特征判断

7．2．2 荆条+白羊草群丛火炬树克隆繁殖扩散基本特点

7．2．3 低山丘陵区农田火炬树克隆繁殖扩散基本特点

7．3 小结与讨论

7．3．1 火炬树克隆分株耐荫性判断

7．3．2 火炬树克隆分株数量扩散时序特征

7．3．3 火炬树在荆条+白羊草群丛克隆扩散特征

7．3．4 农田火炬树克隆分株生长与数量特征

7．3．5 火炬树克隆分株差异与生境异质性的关系

8 结论与讨论

8．1 结论

8．1．1 低山丘陵区疏灌草丛群落结构特征

8．1．2 植被退化意味群落结构垂直郁闭降低和水平结构稀疏化

8．1．3 种植干扰与人工促进植被恢复的生态关系

8．1．4 火炬树克隆繁殖扩散与生物入侵关系基本认识

8．1．5 火炬树克隆分株前后端水平侧根直径不对称成因

8．1．6 火炬树克隆扩散时空序列特征

8．1．7 在外来种和原有复合干扰驱动下疏灌草丛退化演替机理

8．1．8 双向生态缓冲功能是太行山低山丘陵区构建生态经济群落理论依据之一

8．1．9 主要木本植物光合特性分析

8．1．10 生态经济群落构建种光合生理生态特性分析

8．2 讨论

8．2．1 火炬树分株克隆生长与异质生境的生态关系

8．2．2 天然植被退化、恢复与植被构建尚需深化的问题

8．2．3 生物多样性生态稀释现象与植被退化

8．2．4 植被恢复构建的生态原则

8．2．5 太行山低山丘陵区植被恢复基本途径

8．2．6 天然植被的生态功能

参考文献

图版

个人简介

导师简介

致谢

发布时间: 2005-07-12

参考文献

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