黄土丘陵区沙棘种群生殖与人工林天然化发育

论文摘要

以黄土高原丘陵沟壑区沙棘人工种群为研究对象,通过典型样地调查、室内分析,对沙棘种群有性和无性繁殖、干物质分配以及人工林天然化发育评价进行了系统的研究,分析了沙棘人工种群在黄土高原丘陵沟壑区的最适生长区域,阐明了人工种群天然化发育基本特性,为沙棘人工种林持续经营提供了依据。主要研究结果如下:(1)在黄土高原丘陵沟壑区,沙棘人工种群在4种生境中均能开花结实,但种子落地后很少能够成苗定居,有性生殖在该区很难维持种群更新。光照对沙棘结实产生积极影响,但水热组合条件欠佳是限制种子萌芽成苗的关键因素。(2)沙棘人工种群的天然更新,主要依靠无性繁殖产生的根蘖苗以及平茬后产生的萌生苗。根蘖苗在种群扩展中作用较大,根系水平疏松扩展;母株被平茬后,主要萌生于平茬高度为5cm的伐桩上。各生境沙棘萌芽力排序为沟底>阴坡>峁顶>阳坡。影响沙棘无性繁殖的主要环境因素是水分、光照。不同生境的沙棘人工种群年龄结构均为进展型,幼龄个体多、老龄个体少,表明沙棘人工种群具有较强的无性繁殖扩展能力。虽然成年植株有枯死和枯梢现象发生,但是沙棘种群幼苗数量丰富,能够实现自我更新,种群可以实现天然化发育。(3)天然化发育过程中,外部环境的变化导致物种多样性发生相应的变化,其中水分是关键性因子。沙棘群落在黄土丘陵区发育较好,可以实现自我更新而不衰退,具有天然群落应有的水土保持功能,说明沙棘人工林群落能够天然化发育。(4)通过不同生境条件下沙棘无性系地上生物质总干重比较结果为:沟底>阴坡>峁顶>阳坡;不同生境无性系标准株根冠比呈现出:沟底(1:1.56)<阴坡(1:1.08)<峁顶(1:0.72)<阳坡(1:0.61)。说明随着土壤水分降低,黄土丘陵沟壑区沙棘种群采取了以减少地上部生物量、扩大地下根系的方式来适应干旱环境的繁殖策略。(5)通过应用模糊隶属函数评判模型,应用种群的年龄结构;群落组成、结构和物种多样性;枯枝落叶层厚度,土壤结皮;土壤水分、养分等指标,对4个生境沙棘人工林的天然化发育进行综合评价,所得结果与当地沙棘人工林的生长发育状况相符合。沙棘人工林的天然化发育大小依次是:沟底>阴坡>峁顶>阳坡。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究背景、目的及意义
• 1.1.1 社会生态和环境建设需求
• 1.1.2 科学研究与项目需求
• 1.1.3 有关沙棘种群研究亟待解决的问题
• 1.1.4 研究的目的及意义
• 1.2 研究内容
• 1.2.1 不同生境条件下有性生殖特征及适应性
• 1.2.2 不同生境条件下无性繁殖特征及适应性
• 1.2.3 不同生境条件下个体生物量分配及生存策略
• 1.2.4 不同生境沙棘人工林天然化持续发育潜力评价
• 1.3 研究方案和技术路线
• 1.4 沙棘研究现状分析
• 1.4.1 沙棘的形态特征及利用概况
• 1.4.2 沙棘生态学研究
• 1.4.3 沙棘种子萌发研究
• 1.4.4 沙棘无性繁殖的研究
• 1.4.5 沙棘生物量的研究
• 1.4.6 沙棘人工林天然化发育存在的问题
• 第二章 研究区自然概况及研究方法
• 2.1 研究区自然地理概况
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 样地设置
• 2.2.2 样地群落及环境因子调查
• 2.2.3 有性生殖调查
• 2.2.4 无性繁殖调查
• 2.2.5 种群统计
• 2.2.6 干物质测定
• 2.2.7 群落物种多样性测度的方法
• 第三章 沙棘人工林有性生殖研究
• 3.1 天然条件下生殖能力分析
• 3.1.1 不同生境果实产量
• 3.1.2 不同生境果实特征
• 3.2 天然条件下种子质量分析
• 3.2.1 不同生境种子生活力
• 3.2.2 不同生境种子千粒重
• 3.3 控制条件下种子萌发力实验
• 3.3.1 不同生境来源种子吸水萌发过程
• 3.3.2 不同温度对种子萌发的影响
• 3.3.3 不同湿度对种子萌发的影响
• 3.3.4 不同覆土厚度对种子萌发的影响
• 3.4 小结
• 第四章 沙棘无性繁殖特性
• 4.1 不同生境沙棘无性分株萌苗特性
• 4.2 不同生境沙棘无性分株数量分析
• 4.3 不同生境沙棘无性系生长状况
• 4.3.1 不同生境沙棘无性系年龄结构
• 4.3.2 不同生境沙棘无性系个体生长
• 4.4 人工促进对沙棘无性繁殖的影响
• 4.4.1 断根对沙棘无性繁殖的影响
• 4.4.2 伐桩对沙棘无性繁殖的影响
• 4.5 不同生境沙棘种群根蘖苗空间扩展格局
• 4.6 小结
• 第五章 不同生境沙棘单株的干物质分配及生存策略分析
• 5.1 不同生境沙棘无性系标准株地上部干物质在构件中的分配
• 5.1.1 不同生境沙棘种群干物质重量
• 5.1.2 不同生境沙棘枝条及叶片干物质重
• 5.2 不同生境沙棘无性系标准株地下部干物质重量
• 5.2.1 不同生境沙棘无性系各级根系干物质重量
• 5.2.2 不同生境沙棘无性系各级根系根长差异
• 5.2.3 不同水平范围各级根系干物质重量
• 5.2.4 不同垂直范围各级根系干物质重量
• 5.3 不同生境沙棘对外界环境条件的适应策略分析
• 5.4 小结
• 第六章 沙棘人工林天然化发育特征
• 6.1 沙棘人工林种群动态
• 6.1.1 不同发育阶段沙棘人工种群年龄结构
• 6.1.2 不同发育阶段沙棘个体生长特征
• 6.2 沙棘人工林物种多样性
• 6.2.1 不同发育阶段沙棘物种多样性
• 6.2.2 不同生境沙棘人工林物种多样性
• 6.3 沙棘人工林环境因子分析
• 6.3.1 不同发育阶段沙棘人工林环境因子分析
• 6.3.2 不同生境沙棘人工林环境因子分析
• 6.4 小结
• 第七章 不同生境沙棘人工林天然化发育评价
• 7.1 评价方法
• 7.1.1 评价指标选择的原则
• 7.1.2 评价指标
• 7.1.3 数据处理方法
• 7.1.4 模糊隶属函数综合评判模型
• 7.2 评价结果
• 7.2.1 评价指标统计
• 7.2.2 沙棘人工林天然化发育评价
• 第八章 讨论与建议
• 8.1 讨论
• 8.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介