柠条林草带状复合系统地下竞争关系研究

论文摘要

柠条（Caragana）林草带状复合系统是我国西北地区广泛存在的一种林草复合经营模式,主要应用于退耕还林、防沙治沙和草牧场防护林工程之中。由于长期以来一直缺乏科学的理论依据,致使系统配置规格随意性较大,主要表现为柠条种植密度过大,林草资源竞争激烈,系统生态服务功能和经济效益低下。本文主要通过样方调查法对林地植被分布状况进行研究,挖掘法和根钻法对系统林草根系进行研究,运用土钻法对林地土壤进行采样,运用种子萌发试验等方法对柠条化感作用进行初步研究,进而分析带距因素对林地植被分布的影响,林草对土壤资源利用的空间格局,系统土壤水分养分状况,以及柠条枝叶水提液对草本植物种子萌发的影响,以了解柠条对地带性草本植物生长和分布的潜在影响,分析二者之间的地下竞争程度与系统配置规格之间的关系,确定在本地区进行柠条林草带状复合系统建设的适宜带距,为此种系统的合理配置和高效管理提供相关的科学依据和理论参考。本文的主要研究结论如下：（1）在柠条林草带状复合系统中,随着系统带距的增大,林地植被盖度、物种数、饲用植物种数、物种的Simpson多样性指数和Margalef丰富度指数均有所增加,而最主要优势种的重要值有所降低。（2）对于带距为4m、6m和8m的系统而言,随着系统带距的增大,样地中部土体和0-40 cm土层中柠条细根分别趋于减少,柠条与地带性草本植物之间的竞争以及柠条种内竞争趋于缓和。与带距为4m、6m、8m和10m的系统相比,12m带距系统中柠条细根表面积密度空间分布状况受到季节变化的较大影响,在生长季中期0-40 cm土层中分布的数量和比例相对较低；在同一个时期,随着系统带距增大,林地中部土体与0-40 cm土层中柠条细根表面积密度及柠条细根表面积累计百分比均呈现降低的趋势,因此在带距较大的系统中林草地下竞争以及柠条种内竞争趋于缓和。（3）对于带距为4m、6m、8m、10m和12 m的柠条林草带状复合系统而言,在旱季,0-20 cm土层内水分含量极低；带距为10 m和12m的系统中,20 cm-80 cm土层内,土壤含水量均显著高于4m、6m和8m带距系统,林地旱季土壤水分状况较好。带距为10 m和12m的系统中,土壤养分含量相对较高,能够为植物提供相对较多的养分供给。（4）通过对柠条化感作用的初步测定,发现柠条枝叶水提液具有抑制植物种子萌发的作用,表现出高浓度柠条枝叶水提液对种子发芽率、发芽势和发芽指数的显著抑制作用。基于以上结论,带距为10m和12m的柠条林草带状复合系统中,柠条与地带性草本植物间的土壤资源竞争较为缓和,尽管其具有相对较小的林木覆盖度,但依然能够有效防止林地发生风蚀,因此在研究区或类似地区进行柠条林草带状复合系统建设时,系统带距选用10 m-12 m比较适宜。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的与意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 地上部分种间互作关系研究现状
• 1.3.2 地下部分种间互作关系研究进展
• 1.3.3 林草复合系统化感作用研究现状
• 1.3.4 结语
• 2 研究区概况
• 2.1 研究区自然状况
• 2.1.1 气象条件
• 2.1.2 地形、地貌及土壤条件
• 2.1.3 水资源条件
• 2.1.4 植被状况
• 2.2 研究区社会经济状况
• 3 研究内容与技术路线
• 3.1 研究内容
• 3.2 技术路线
• 3.3 研究方法
• 3.3.1 实验地位置
• 3.3.2 实验材料
• 3.3.3 实验方法
• 3.3.4 数据分析
• 4 柠条林草带状复合系统对植被分布的影响
• 4.1 结果与分析
• 4.1.1 柠条林草带状复合系统中柠条与草本植物地上部分生物量
• 4.1.2 柠条林草带状复合系统林地草本植物分布状况
• 4.2 小结与讨论
• 5 柠条林草带状复合系统根系分布特征
• 5.1 结果与分析
• 5.1.1 柠条根系生物量分布特征
• 5.1.2 柠条细根长度分布特征
• 5.1.3 柠条细根表面积分布特征
• 5.1.4 地带性植物根系分布特征
• 5.2 小结与讨论
• 6 柠条林草带状复合系统柠条细根分布的季节变化特征
• 6.1 结果与分析
• 6.1.1 柠条细根表面积分布特征
• 6.1.2 0-40cm土层中柠条平均细根表面积密度
• 6.1.3 0-40cm土层中柠条细根表面积累计百分比
• 6.2 小结与讨论
• 7 柠条林草带状复合系统旱季土壤水分状况
• 7.1 结果与分析
• 7.1.1 不同带距柠条林草带状复合系统林地水分在同一土层中的差异
• 7.1.2 不同带距柠条林草带状复合系统林地水分的垂直变化差异
• 7.2 小结与讨论
• 8 柠条林草带状复合系统土壤养分状况
• 8.1 结果与分析
• 8.1.1 柠条林草带状复合系统土壤有机质分布状况
• 8.1.2 柠条林草带状复合系统土壤全氮分布状况
• 8.1.3 柠条林草带状复合系统土壤速效钾分布状况
• 8.2 小结与讨论
• 9 柠条林草带状复合系统化感作用初步研究
• 9.1 结果与分析
• 9.1.1 柠条枝叶水提液对紫花苜蓿种子发芽率的影响
• 9.1.2 柠条枝叶水提液对紫花苜蓿种子发芽势的影响
• 9.1.3 柠条枝叶水提液对紫花苜蓿种子发芽指数的影响
• 9.1.4 柠条枝叶水提液中化感物质的初步检测结果
• 9.2 小结与讨论
• 10 结论与讨论
• 10.1 结论
• 10.2 讨论
• 参考文献
• 附图
• 个人简介
• 导师简介
• 导师简介
• 获得成果目录清单
• 致谢