【摘要】：生理整合作用是克隆植物應(yīng)對異質(zhì)生境的生態(tài)策略,近年來受到學(xué)者們的廣泛關(guān)注。然而,目前對于克隆植物生理整合單元(Integrated Physiological units,IPUs)的結(jié)構(gòu)特征和整合動態(tài)仍知之甚少,克隆整合對于克隆生長和種群結(jié)構(gòu)的影響亦尚不明確。為此,本文選擇在高異質(zhì)性生境——石灰?guī)r山地開展研究,以優(yōu)勢種——克隆植物淡竹(Phyllostachysglauca)為研究對象,利用穩(wěn)定同位素15N原位示蹤技術(shù)來刻畫淡竹IPUs組成結(jié)構(gòu)及其克隆整合時空格局;采用拉丁方設(shè)計(jì),運(yùn)用切斷竹鞭的手段考察不同大小克隆分株單元的整合作用對淡竹發(fā)筍育竹和種群結(jié)構(gòu)的影響;利用克隆整合特性,探索了高效可持續(xù)經(jīng)營的淡竹林采伐新模式。研究旨在揭示自然狀態(tài)下淡竹生理整合單元結(jié)構(gòu)與資源傳輸動態(tài),分析克隆整合對淡竹克隆生長的重要性,以及探索克隆整合特性在竹林經(jīng)營應(yīng)用上的可行性。通過研究,以期闡釋克隆植物IPUs的克隆整合動態(tài)機(jī)制,并為竹林經(jīng)營提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。研究主要結(jié)果如下:(1)淡竹IPUs內(nèi)年齡結(jié)構(gòu)組成分別為1年生23.6%、2年生26.3%、3年生41.2%、4年生6.2%,IPUs是生理活性很高的生理單元。淡竹IPUs范圍3.56±2.79m2,克隆整合有效距離3.18±0.96m,IPUs形狀多為不規(guī)則橢圓形;淡竹克隆整合的時空格局變化為,在外源15N標(biāo)記后,隨著時間的延長,高、中、低濃度等級的分株δ15N含量的變化呈先升高后下降的趨勢,在第4、第5周達(dá)到峰值;不同15N標(biāo)記濃度等級分株的克隆整合面積以標(biāo)記物施入株為中心向四周逐漸擴(kuò)大,經(jīng)過一個月后IPUs的邊界趨于穩(wěn)定;不同器官的δ15N含量變化為地上部分葉片最高,稈最低,地下部分根最高,鞭最低,Ndff%含量分別是地上部分葉片最高,枝最低,地下部器官根部的吸收能力最強(qiáng),鞭的吸收能力最弱。在淡竹生長過程中,竹葉和竹根是主要的“匯”,也是吸收能力最強(qiáng)的器官。(2)在斷鞭處理的第一年(2015),lm2斷鞭單元的出筍量最多,成竹率最低,筍徑以小于1cm為主,株高和胸徑遠(yuǎn)小于其他面積的斷鞭單元。CK的出筍率最少,成竹率最高,筍徑2cm。在斷鞭處理的第二年(2016),CK的出筍數(shù)目優(yōu)于其他處理,25m2、6.25m2、2.8m2、1m2處理的斷鞭單元成竹率基本一致,且筍徑均以大于2cm為主,但CK的株高和胸徑值仍最大,而1m2斷鞭單元的值最小。斷鞭處理對竹林種群結(jié)構(gòu)有一定影響,雖然竹林的整體均勻度達(dá)標(biāo),但是整齊度在不同的斷鞭單元之間有很大的差別,CK優(yōu)于其它處理,2.8m2、1m2斷鞭單元的整齊度均不達(dá)標(biāo)。經(jīng)過斷鞭處理,淡竹林種群整體得到了更新,但是由于不同大小斷鞭單元內(nèi)的克隆整合因斷鞭而遭受不同程度的限制,從而對克隆生長和種群結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響,不同斷鞭強(qiáng)度處理的指標(biāo)均低于CK,說明克隆整合對淡竹克隆生長和種群結(jié)構(gòu)有促進(jìn)作用。(3)皆伐林的新竹數(shù)量顯著高于留竹林和對照林,樣帶內(nèi)新竹基徑和株高從-10 m至10 m逐漸降低,6 m—10 m區(qū)段的數(shù)值顯著低于1 m—5 m區(qū)段、留竹林和對照;提前出筍新竹數(shù)量多于正常出筍新竹,但基徑和株高都小于正常出筍新竹,提前出筍新竹分布在皆伐林,而正常出筍新竹從留竹林一直延伸至皆伐林1m—5 m區(qū)段;留竹林和對照林分在出筍數(shù)量、新竹基徑和株高等指標(biāo)上均無顯著差異。說明淡竹的母竹供養(yǎng)(克隆整合)距離最大可達(dá)5m左右,母竹的養(yǎng)分供給使克隆整合有效距離內(nèi)新竹的總體質(zhì)量優(yōu)于有效距離外的新竹,且供養(yǎng)未對母竹本身造成明顯的負(fù)面影響;在實(shí)際的“帶狀采伐”中,皆伐帶寬在10m為宜。綜上所述,生理整合作用對石灰?guī)r山地淡竹的克隆生長具有重要作用,淡竹的克隆整合單元的大小平均為3.56m2,生理整合的有效整合距離最大為4.6m,年齡組成以幼壯年竹為主。IPUs內(nèi)的15N傳輸以施入株為中心向周圍擴(kuò)展,并在4-5周即達(dá)到最高濃度值。不同大小斷鞭單元在克隆生長和種群結(jié)構(gòu)均受到不同程度抑制,說明克隆整合對石灰?guī)r山地淡竹林生長具有重要的積極作用。利用淡竹克隆整合特性的“帶狀輪伐”采伐模式既可節(jié)約勞動力又利于竹林持續(xù)生長,在理論上具有可行性。
【圖文】：

２研究區(qū)域和實(shí)驗(yàn)材料逡逑２．１研宄區(qū)概況逡逑本研宄試驗(yàn)區(qū)在瑞昌市（圖２．１）。瑞昌市位于江西省西北部，地理位置為東經(jīng)逡逑１１５°６３１＂？１１５°４３４５＂，北緯２９°２３＇６＂￣２９°５ｒｉｒ。瑞昌北臨長江，幕阜山余脈自西向逡逑東綿延全境，地形多為低山、丘陵。氣候?qū)儆谥衼啛釒П本墲駶櫺约撅L(fēng)氣候區(qū)，雨量逡逑充沛，春夏多雨，秋季多旱，年平均氣溫１６．６°Ｃ，極端最高溫４１．２°Ｃ，極端最低溫－１３．４°Ｃ，逡逑年平均降雨量１３９４ｍｍ。年日照時數(shù)１８９０小時，年活動積溫在５０６７－５２３３°Ｃ之間，無逡逑霜期２５５天。土壤以紅壤土為主，其次為石灰?guī)r土，腐殖質(zhì)層薄，土層厚度中度偏薄，逡逑石礫含量較高，肥力等級較差［２１’１（）７４（）９］。逡逑瑞昌市是淡竹林的重點(diǎn)產(chǎn)區(qū)，淡竹在瑞昌市石灰?guī)r山地大面積連片分布，淡竹林逡逑面積９９３８ｈｍ２

圖３．１淡竹克隆整合單元的基本特征逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋３．１邋Ｔｈｅ邋ｐａｔｔｅｒｎ邋ｏｆ邋ｃｌｏｎｉｎｇ邋ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ邋ｕｎｉｔ邋ｏｆ邋Ｐｈ．邋ｇｌａｕｃａ逡逑由圖３．２Ａ可知，在淡竹樣地中，不同樣地竹齡結(jié)構(gòu)組成１年生到４年生均有分逡逑布，，只有樣地１有５年生。不同竹齡的占比平均為：１年生２７％、２年生２７％、３年逡逑生３６％、４年生１２％、５年生１％。逡逑１５逡逑
【學(xué)位授予單位】：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S795

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