【摘要】：生理整合作用是克隆植物應對異質生境的生態(tài)策略,近年來受到學者們的廣泛關注。然而,目前對于克隆植物生理整合單元(Integrated Physiological units,IPUs)的結構特征和整合動態(tài)仍知之甚少,克隆整合對于克隆生長和種群結構的影響亦尚不明確。為此,本文選擇在高異質性生境——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原位示蹤技術來刻畫淡竹IPUs組成結構及其克隆整合時空格局;采用拉丁方設計,運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)筍育竹和種群結構的影響;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構與資源傳輸動態(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)機制,并為竹林經(jīng)營提供理論基礎和技術支撐。研究主要結果如下:(1)淡竹IPUs內年齡結構組成分別為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周達到峰值;不同15N標記濃度等級分株的克隆整合面積以標記物施入株為中心向四周逐漸擴大,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,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構有一定影響,雖然竹林的整體均勻度達標,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標。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構產(chǎn)生不利影響,不同斷鞭強度處理的指標均低于CK,說明克隆整合對淡竹克隆生長和種群結構有促進作用。(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5m左右,母竹的養(yǎng)分供給使克隆整合有效距離內新竹的總體質量優(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面影響;在實際的“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內的15N傳輸以施入株為中心向周圍擴展,并在4-5周即達到最高濃度值。不同大小斷鞭單元在克隆生長和種群結構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)域和實驗材料逡逑２．１研宄區(qū)概況逡逑本研宄試驗區(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。氣候屬于中亞熱帶北緣濕潤性季風氣候區(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，不同樣地竹齡結構組成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
【學位授予單位】：江西農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S795

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本文編號：2695495