本文關(guān)鍵詞：植物生物量分配模式與生長(zhǎng)速率的相關(guān)規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 代謝生態(tài)學(xué)理論(metobolic theory of ecology)是目前生態(tài)學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。代謝理論假定植物的代謝速率，B，和動(dòng)物一樣，將正比于個(gè)體大小，，M，的3／4次冪，即：B∝M~(3／4)。然后將生物體的其它屬性同代謝速率相聯(lián)系，并進(jìn)行一系列的時(shí)間、空間和組織水平的尺度轉(zhuǎn)換，從而代謝生態(tài)學(xué)理論可以解釋個(gè)體生長(zhǎng)、發(fā)育、種群動(dòng)態(tài)、分子進(jìn)化，以及物種多樣性等問(wèn)題。因此，代謝生態(tài)學(xué)理論在生態(tài)學(xué)界引起了熱烈的討論。 本論文從四個(gè)不同的方面來(lái)驗(yàn)證和探討代謝理論的兩個(gè)重要推論：(1)在個(gè)體水平上，地上生物量(樹(shù)干和樹(shù)葉生物量的總和)正比于地下(根)生物量；(2)森林生長(zhǎng)率(rates of biomass production)，P，正比于個(gè)體大小的3／4次冪。因?yàn)檫@兩個(gè)推論對(duì)一系列的生態(tài)和進(jìn)化現(xiàn)象(例如，根生物量估算、森林生態(tài)系統(tǒng)碳流通、全球研究等)有深遠(yuǎn)影響。 第一部分研究環(huán)境因子對(duì)生物量分配模式的影響。沿水分梯度(干燥度變化范圍：0.95-1.98)對(duì)中國(guó)西北干旱、半干旱5個(gè)區(qū)域的天然植被群落地上M_A、地下M_R生物量進(jìn)行了研究。利用回歸模型Ⅱ(Model TypeⅡregression)來(lái)比較不同區(qū)域地上生物量和地下生物量之間的相關(guān)生長(zhǎng)指數(shù)(雙對(duì)數(shù)作圖中的斜率)是否存在統(tǒng)計(jì)上的顯著差異。研究表明：5個(gè)干燥度區(qū)域，地上生物量均正比于地下生物量，且不同區(qū)域的相關(guān)指數(shù)之間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)上的顯著差異。即：相關(guān)生長(zhǎng)指數(shù)接近于1.0(M_A∝M_R~(≈1.0))，這支持存在一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)”的地上-地下生物量分配模式。但不同區(qū)域相關(guān)生長(zhǎng)常數(shù)存在顯著差異，這主要是因?yàn)椴煌瑓^(qū)域地下生物量的絕對(duì)值不同造成的。 第二部分研究的目的是進(jìn)行生物量分配模式的尺度擴(kuò)展。代謝生態(tài)學(xué)理論表明個(gè)體水平上地上生物量(樹(shù)干+樹(shù)葉生物量)正比于地下(根)生物量。那么，根據(jù)相關(guān)生長(zhǎng)關(guān)系，我們預(yù)期在群落水平上這種等速生長(zhǎng)關(guān)系依然存在，并且同群落組成無(wú)關(guān)。我們利用2份中國(guó)森林群落水平的地上、地下生物量數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證該假設(shè)。研究發(fā)現(xiàn)：個(gè)體水平上的地上-地下生物量關(guān)系可以尺度上推到群落水平。即，群落水平上地上生物量正比與地下生物量(而與數(shù)據(jù)的分類(lèi)方式無(wú)關(guān))。 第三部分，我們?cè)噲D通過(guò)擴(kuò)展代謝生態(tài)學(xué)的生物量分配模式，從而為區(qū)域生物量的估算提供一種新的方法。該擴(kuò)展模型基于我們假定森林樹(shù)枝生物量正比于樹(shù)干生物量，進(jìn)而推導(dǎo)出樹(shù)干、地上生物量(樹(shù)枝+樹(shù)干+樹(shù)葉)和整體生物量(地上+地下)之間存在等速生長(zhǎng)關(guān)系。實(shí)際研究發(fā)現(xiàn)：地上生物量、整體生物量均正比于樹(shù)干生物量。這種相關(guān)生長(zhǎng)關(guān)系對(duì)于任一森林類(lèi)型在個(gè)體水平和群落水平上都是成立的。同時(shí)，同一森林類(lèi)型的相關(guān)生長(zhǎng)關(guān)系不受立地條件(如，降雨、溫度、年齡等)的影響，為區(qū)域尺度的森林生物量估算提供了一種新的方法。 第四部分研究了生長(zhǎng)率(P)-生物量之間的相關(guān)生長(zhǎng)關(guān)系。代謝理論認(rèn)為生長(zhǎng)率正比于個(gè)體大小的3／4次冪，并與立地年齡無(wú)關(guān)。該推論對(duì)于碳流通的估算，生態(tài)系統(tǒng)健康和全球碳預(yù)算等一系列問(wèn)題都有深遠(yuǎn)的影響。我們將中國(guó)森林?jǐn)?shù)據(jù)按照20年一個(gè)區(qū)間，劃分為10組(20-200年)來(lái)驗(yàn)證這一推論。研究發(fā)現(xiàn)：按照不同年齡劃分的10組中，生長(zhǎng)率-生物量均具有相同的接近于1.0的相關(guān)生長(zhǎng)指數(shù)。同時(shí)各個(gè)分組中指數(shù)之間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)上的顯著差異。這表明，森林的生長(zhǎng)率正比于生物量。但相關(guān)生長(zhǎng)常數(shù)隨年齡的增加而系統(tǒng)地減小，表明生長(zhǎng)率的絕對(duì)值在隨年齡的增加而下降。該結(jié)果不支持代謝理論的生長(zhǎng)率-生物量之間的3／4次冪推論。這主要是由于群落中個(gè)體大小頻率變化導(dǎo)致的密度和平均生物量改變引起的。
【關(guān)鍵詞】：相關(guān)生長(zhǎng)關(guān)系 生長(zhǎng)率 干旱-半干旱植物 干燥度指數(shù) 代謝生態(tài)學(xué)理論 植物生物量分配 樹(shù)干、地上和整體生物量分配
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類(lèi)號(hào)】：Q948
【目錄】：

• 中文摘要6-8
• 英文摘要8-11
• 縮寫(xiě)詞表11-12
• 第一章 緒論12-28
• 1 相關(guān)生長(zhǎng)關(guān)系(ALLOMETRIC RELATIONSHIP)12-14
• 1.1 動(dòng)物代謝速率與個(gè)體大小之間的3/4相關(guān)生長(zhǎng)關(guān)系13
• 1.2 植物生長(zhǎng)率與個(gè)體大小之間的3/4相關(guān)生長(zhǎng)關(guān)系13-14
• 2 相關(guān)生長(zhǎng)關(guān)系模型-代謝理論14-19
• 3 代謝理論在植物中的應(yīng)用19-24
• 3.1 代謝理論和生物量分配模式20-23
• 3.2 生長(zhǎng)率-個(gè)體大小之間的關(guān)系23-24
• 4 本研究的目的和意義24-28
• 4.1 水分脅迫對(duì)地上-地下生物量分配模式的影響24-25
• 4.2 地上-地下生物量分配模式的尺度從個(gè)體推到群落水平25
• 4.3 生物量分配模式的擴(kuò)展-區(qū)域生物量估算25-26
• 4.4 年齡對(duì)生長(zhǎng)率-個(gè)體大小關(guān)系的影響26-28
• 第二章 荒漠植物地上和地下生物量研究28-35
• 1 材料和方法29-31
• 1.1 實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和數(shù)據(jù)收集29-30
• 1.2 統(tǒng)計(jì)方法30-31
• 2 結(jié)果31-33
• 3 討論33-35
• 第三章 森林群落的地上地下生物量分配研究35-48
• 1 材料與方法37-38
• 1.1 數(shù)據(jù)收集37
• 1.2 統(tǒng)計(jì)方法37-38
• 2 結(jié)果38-43
• 3 討論43-48
• 第四章 森林地上、整體和樹(shù)干生物量相關(guān)關(guān)系研究48-67
• 1 材料與方法49-51
• 1.1 相關(guān)生長(zhǎng)關(guān)系模型49
• 1.2 數(shù)據(jù)收集49-50
• 1.3 統(tǒng)計(jì)方法50-51
• 2 結(jié)果51-64
• 2.1 個(gè)體水平上樹(shù)干、地上和整體生物量之間的關(guān)系53
• 2.2 群落水平上樹(shù)干、地上和整體生物量之間的關(guān)系53-63
• 2.3 群落水平預(yù)測(cè)誤差分析63-64
• 3 討論64-67
• 3.1 個(gè)體水平上的樹(shù)干，地上和整體生物量之間的關(guān)系64-65
• 3.2 群落水平上的樹(shù)干，地上和整體生物量之間的關(guān)系65
• 3.3 群落水平生物量的估算65-67
• 第五章 林分年齡對(duì)森林生長(zhǎng)率-生物量相關(guān)關(guān)系的影響67-81
• 1 材料和方法68-69
• 1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源68-69
• 1.2 統(tǒng)計(jì)方法69
• 2 結(jié)果69-76
• 3 討論76-81
• 第六章 主要結(jié)論81-83
• 6.1 地上-地下生物量的相關(guān)關(guān)系與水分脅迫無(wú)關(guān)81
• 6.2 個(gè)體水平上的地上、地下生物量的分配模式可以尺度上推到群落水平81
• 6.3 森林地上、整體和樹(shù)干生物量之間成等速相關(guān)生長(zhǎng)81-82
• 6.4 不同年齡分組條件下，生長(zhǎng)率-生物量之間成等速相關(guān)生長(zhǎng)82-83
• 參考文獻(xiàn)83-96
• 發(fā)表論文96-97
• 致謝97

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  本文關(guān)鍵詞：植物生物量分配模式與生長(zhǎng)速率的相關(guān)規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：293445