【摘要】：刺槐因生長速度快、根系發(fā)達、成活率高且耐旱的特點,在黃土丘陵區(qū)被當做先鋒樹種廣泛種植。但因立地條件選擇不當、林分密度制約等原因,部分人工刺槐林出現(xiàn)樹梢枯死、林分退化、生態(tài)效益低下等問題。研究通過野外調(diào)查和控制實驗相結合,調(diào)查刺槐在不同立地環(huán)境和水分梯度下的功能性狀、生長形態(tài)和生物量特征,分析刺槐在不同環(huán)境下的適應策略,揭示低效人工刺槐林的形成機制,為黃土高原植被恢復的造林選址和后續(xù)管護提供理論依據(jù)。取得的主要結果如下:(1)刺槐的功能性狀隨坡位和坡向呈規(guī)律性變化:陽坡刺槐的葉氮含量、葉磷含量、葉有機碳含量、根磷含量、根有機碳含量、根組織密度均大于陰坡;根氮含量、葉厚度、葉組織密度、比葉面積、比根長均小于陰坡。隨坡位上升,葉氮含量、葉磷含量、葉有機碳含量、根磷含量、根氮含量、比葉面積、葉厚度均呈減小趨勢;根有機碳含量和葉組織密度呈增大趨勢。刺槐通過改變自身功能性狀以適應異質(zhì)性環(huán)境,針對不同坡位和坡向形成不同的適應策略:在陽坡和下坡對生長組織的投資更多,傾向于快速生長;在陰坡和上坡則著重于保守防御,對不利環(huán)境有更強的適應性。(2)通過對刺槐功能性狀與環(huán)境因子及功能性狀相互間的相關性分析得出:刺槐功能性狀與環(huán)境因子間響應關系顯著,主要受土壤水分、養(yǎng)分和坡向的影響;性狀間的協(xié)變關系不僅在同一器官中存在,在不同的器官中依然存在。株高、胸徑、地徑、冠幅均隨坡位升高而顯著減小,陽坡株高、胸徑、地徑、冠幅均大于陰坡。綜合不同立地條件下刺槐功能性狀、生長形態(tài)變化規(guī)律及其適應策略,刺槐在陽坡和下坡具有更好的生長狀態(tài),能發(fā)揮相對較大的生態(tài)收益。(3)在控制實驗中:隨水分脅迫程度加深,刺槐幼苗通過增大葉厚度、減小比葉面積以降低水分的散失;增大根磷含量、根有機碳含量、根組織密度以提高根系吸收水分和養(yǎng)分的效率,增加適應成本以維持自身的生長平衡。表明在干旱脅迫下,刺槐幼苗為保證其存活,增加了對防御組織的投資,導致其水分養(yǎng)分的利用效率降低,生長受到抑制,適應策略由浪費型用水快速生長到節(jié)約型用水高效防御的轉(zhuǎn)變。(4)隨干旱時間延長,刺槐的株高、地徑、冠幅、總生物量、地上生物量、地下生物量和根冠比均呈累計增加趨勢;隨水分脅迫程度加深,總生物量、地上生物量、地下生物量呈減小趨勢,根冠比呈增大趨勢。輕度水分脅迫對幼苗影響較小,甚至在一定程度上對其生長有促進作用;中度和重度水分脅迫下,刺槐幼苗的生長受到明顯抑制,比根長增大,生物量由地上向地下轉(zhuǎn)移。中度和重度水分脅迫間差異不顯著,說明中度水分脅迫下的水分供應,已經(jīng)小于刺槐幼苗正常生長所需水分的最低閾值。因此,在黃土丘陵區(qū)進行人工刺槐植被恢復時,要充分考慮立地條件和土壤水分對刺槐生長和適應策略的影響,使刺槐生長在能夠維持自身生長和充分適應脅迫的閾值環(huán)境中,發(fā)揮出最大的生態(tài)效益。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S792.27

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