典型闊葉紅松林樹木死亡與物種共存研究
發(fā)布時間:2021-06-30 19:41
樹木死亡是一個組織器官與環(huán)境之間的熱力學平衡概念,它代表樹木不再具有驅動能量梯度用于代謝或者更新的能力。樹木死亡以后不僅能為森林生態(tài)系統(tǒng)中其他個體提供資源,還能為其他樹木的更新以及幼苗的更新騰出空間并創(chuàng)造林窗條件,進而促進物種共存并維持森林群落生物多樣性。典型闊葉紅松(Pinus koraiensis)林是小興安嶺地區(qū)的地帶性頂極植被,研究其樹木死亡與物種共存有助于人們更深入地理解典型闊葉紅松林生物多樣性維持機制。本研究以小興安嶺涼水典型闊葉紅松林9 hm2大型固定森林動態(tài)監(jiān)測樣地為研究對象。擬解決的關鍵科學問題為:穩(wěn)定化機制(例如:負密度制約)如何影響典型闊葉紅松林樹木死亡動態(tài)?樹木死亡-生長/更新種間權衡與物種共存理論(即穩(wěn)定化機制與均等化機制)之間存在何種關系?樹木死亡動態(tài)模擬模型如何借鑒物種共存理論?(1)利用廣義線性混合模型及似然比檢驗,探究負密度制約效應對樹木死亡的影響。研究結果表明:在小興安嶺涼水典型闊葉紅松林,生物鄰體因子對樹木存活的效應存在顯著的種間變異。但是,這種變異的檢驗結果受鄰體半徑的影響。當考慮鄰體半徑種間變異時,模型赤池信息準則最小。葉習性可能是引起這種變異...
【文章來源】:東北林業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:139 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 樹木死亡
1.1.1 樹木死亡概念
1.1.2 樹木死亡驅動因子
1.1.3 樹木死亡機制
1.2 經(jīng)典物種共存理論
1.2.1 負密度制約
1.2.2 生境異質性
1.2.3 生態(tài)位分化
1.3 當代物種共存理論
1.3.1 生態(tài)位差異和平均適合度差異
1.3.2 穩(wěn)定化機制和均等化機制
1.4 樹木死亡與物種共存的聯(lián)系
1.5 存在問題與不足
1.6 研究目的與意義
1.7 研究內(nèi)容與技術路線
1.7.1 研究內(nèi)容
1.7.2 技術路線
1.8 擬解決的關鍵科學問題
2 研究區(qū)域概況與方法論概述
2.1 研究區(qū)域概況
2.1.1 地理條件
2.1.2 氣候概況
2.1.3 土壤概況
2.1.4 植被類型
2.2 數(shù)據(jù)收集
2.2.1 樹木動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)
2.2.2 地形和土壤數(shù)據(jù)
2.2.3 系統(tǒng)發(fā)育樹和功能性狀數(shù)據(jù)
2.3 方法論概述
2.3.1 統(tǒng)計模型
2.3.2 過程模型
3 負密度制約對樹木死亡的影響
3.1 引言
3.2 研究方法
3.2.1 數(shù)據(jù)收集
3.2.2 個體尺度樹木死亡驅動因子的構建
3.2.3 個體尺度樹木死亡模型
3.3 結果
3.3.1 最優(yōu)變量組合
3.3.2 個體尺度樹木死亡的生物鄰體驅動因子
3.3.3 不同鄰體半徑下生物鄰體效應種間變異檢驗
3.4 討論
3.4.1 生物鄰體效應種間變異的影響因素
3.4.2 鄰體半徑對檢驗生物鄰體效應種間變異的影響
3.4.3 負密度制約導致的樹木死亡
3.5 本章小結
4 生境異質性對樹木死亡的影響
4.1 引言
4.2 研究方法
4.2.1 數(shù)據(jù)收集
4.2.2 樣方尺度樹木死亡驅動因子的構建
4.2.3 樣方尺度樹木死亡模型
4.3 結果
4.3.1 樣方尺度樹木死亡的地形驅動因子
4.3.2 不同空間尺度下地形效應空間變異檢驗
4.4 討論
4.4.1 地形因子效應空間變異的影響因素
4.4.2 空間尺度對檢驗地形因子效應空間變異的影響
4.4.3 生境異質性導致的樹木死亡
4.5 本章小結
5 樹木死亡-生長種間權衡與物種共存
5.1 引言
5.2 研究方法
5.2.1 數(shù)據(jù)收集
5.2.2 局域驅動因子構建
5.2.3 樹木死亡與生長模型
5.2.4 樹木死亡與生長關系檢驗
5.3 結果
5.3.1 局域因子對樹木死亡與生長的影響
5.3.2 樹木死亡與生長的種內(nèi)及種間關系
5.4 討論
5.4.1 局域因子對樹木死亡與生長的影響
5.4.2 樹木死亡與生長的種內(nèi)及種間關系與物種共存
5.5 本章小結
6 樹木死亡-更新種間權衡與物種共存
6.1 引言
6.2 研究方法
6.2.1 數(shù)據(jù)收集
6.2.2 樣方尺度樹木死亡與更新驅動因子的構建
6.2.3 樣方尺度樹木死亡與更新模型
6.2.4 樹木死亡與更新種間關系檢驗
6.3 結果
6.3.1 局域因子對樹木死亡與更新的影響
6.3.2 樹木死亡與更新種間關系
6.4 討論
6.4.1 局域因子對樹木死亡與更新的影響
6.4.2 樹木死亡-更新種間權衡與物種共存
6.5 本章小結
7 物種共存理論修正樹木死亡過程模型
7.1 引言
7.2 研究方法
7.2.1 模型結構與計算公式
7.2.2 模型檢驗與分析
7.2.3 模擬程序設計與實現(xiàn)
7.3 結果
7.3.1 確證性檢驗
7.3.2 有效性檢驗
7.3.3 敏感性參數(shù)
7.4 討論
7.4.1 樹木死亡時空動態(tài)
7.4.2 模型結構分析
7.4.3 敏感性分析
7.4.4 不確定性分析
7.4.5 展望
7.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
東北林業(yè)大學博士學位論文修改情況確認表
【參考文獻】:
期刊論文
[1]蟲害葉損失造成的樹木非結構性碳減少與樹木生長、死亡的關系研究進展[J]. 陳志成,萬賢崇. 植物生態(tài)學報. 2016(09)
[2]天山雪嶺云杉森林群落的密度制約效應[J]. 王慧杰,常順利,張毓?jié)?謝錦,何平,宋成程,孫雪嬌. 生物多樣性. 2016(03)
[3]古田山24ha森林動態(tài)監(jiān)測樣地常綠闊葉林群落結構和組成動態(tài):探討2008年冰雪災害的影響[J]. 金毅,陳建華,米湘成,任海保,馬克平,于明堅. 生物多樣性. 2015(05)
[4]暖溫帶–北亞熱帶過渡帶落葉闊葉林群落不同徑級系統(tǒng)發(fā)育結構的變化[J]. 任思遠,王婷,祝燕,葉永忠,袁志良,李聰,潘娜,李鹿鑫. 生物多樣性. 2014(05)
[5]小興安嶺涼水谷地云冷杉林群落組成與空間格局[J]. 張覓,米湘成,金光澤. 科學通報. 2014(24)
[6]植物干旱脅迫下水分代謝、碳饑餓與死亡機理[J]. 董蕾,李吉躍. 生態(tài)學報. 2013(18)
[7]湖北神農(nóng)架山地米心水青岡-多脈青岡混交林的群落動態(tài)[J]. 葛結林,熊高明,鄧龍強,趙常明,申國珍,謝宗強. 生物多樣性. 2012(06)
[8]小興安嶺涼水典型闊葉紅松林動態(tài)監(jiān)測樣地:物種組成與群落結構[J]. 徐麗娜,金光澤. 生物多樣性. 2012(04)
[9]古田山常綠闊葉林主要樹種2002-2007年間更新動態(tài)[J]. 汪殷華,米湘成,陳聲文,李銘紅,于明堅. 生物多樣性. 2011(02)
[10]大興安嶺地區(qū)森林雷擊火發(fā)生的時空分布[J]. 杜春英,李帥,劉丹,李秀芬,于成龍. 自然災害學報. 2010(03)
碩士論文
[1]森林火災損失評估方法的研究[D]. 蔡慧穎.東北林業(yè)大學 2012
[2]干擾對東北次生林結構與過程影響的模擬體系研究[D]. 梁玉蓮.東北林業(yè)大學 2010
[3]闊葉紅松林主要組成樹種樹冠特征及其對更新的影響[D]. 李志宏.東北林業(yè)大學 2009
[4]東北東部山區(qū)部分主要樹種鄰體影響半徑研究[D]. 楊光.東北林業(yè)大學 2006
[5]闊葉紅松林動態(tài)模擬的研究[D]. 左金淼.北京林業(yè)大學 2004
本文編號:3258367
【文章來源】:東北林業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:139 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 樹木死亡
1.1.1 樹木死亡概念
1.1.2 樹木死亡驅動因子
1.1.3 樹木死亡機制
1.2 經(jīng)典物種共存理論
1.2.1 負密度制約
1.2.2 生境異質性
1.2.3 生態(tài)位分化
1.3 當代物種共存理論
1.3.1 生態(tài)位差異和平均適合度差異
1.3.2 穩(wěn)定化機制和均等化機制
1.4 樹木死亡與物種共存的聯(lián)系
1.5 存在問題與不足
1.6 研究目的與意義
1.7 研究內(nèi)容與技術路線
1.7.1 研究內(nèi)容
1.7.2 技術路線
1.8 擬解決的關鍵科學問題
2 研究區(qū)域概況與方法論概述
2.1 研究區(qū)域概況
2.1.1 地理條件
2.1.2 氣候概況
2.1.3 土壤概況
2.1.4 植被類型
2.2 數(shù)據(jù)收集
2.2.1 樹木動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)
2.2.2 地形和土壤數(shù)據(jù)
2.2.3 系統(tǒng)發(fā)育樹和功能性狀數(shù)據(jù)
2.3 方法論概述
2.3.1 統(tǒng)計模型
2.3.2 過程模型
3 負密度制約對樹木死亡的影響
3.1 引言
3.2 研究方法
3.2.1 數(shù)據(jù)收集
3.2.2 個體尺度樹木死亡驅動因子的構建
3.2.3 個體尺度樹木死亡模型
3.3 結果
3.3.1 最優(yōu)變量組合
3.3.2 個體尺度樹木死亡的生物鄰體驅動因子
3.3.3 不同鄰體半徑下生物鄰體效應種間變異檢驗
3.4 討論
3.4.1 生物鄰體效應種間變異的影響因素
3.4.2 鄰體半徑對檢驗生物鄰體效應種間變異的影響
3.4.3 負密度制約導致的樹木死亡
3.5 本章小結
4 生境異質性對樹木死亡的影響
4.1 引言
4.2 研究方法
4.2.1 數(shù)據(jù)收集
4.2.2 樣方尺度樹木死亡驅動因子的構建
4.2.3 樣方尺度樹木死亡模型
4.3 結果
4.3.1 樣方尺度樹木死亡的地形驅動因子
4.3.2 不同空間尺度下地形效應空間變異檢驗
4.4 討論
4.4.1 地形因子效應空間變異的影響因素
4.4.2 空間尺度對檢驗地形因子效應空間變異的影響
4.4.3 生境異質性導致的樹木死亡
4.5 本章小結
5 樹木死亡-生長種間權衡與物種共存
5.1 引言
5.2 研究方法
5.2.1 數(shù)據(jù)收集
5.2.2 局域驅動因子構建
5.2.3 樹木死亡與生長模型
5.2.4 樹木死亡與生長關系檢驗
5.3 結果
5.3.1 局域因子對樹木死亡與生長的影響
5.3.2 樹木死亡與生長的種內(nèi)及種間關系
5.4 討論
5.4.1 局域因子對樹木死亡與生長的影響
5.4.2 樹木死亡與生長的種內(nèi)及種間關系與物種共存
5.5 本章小結
6 樹木死亡-更新種間權衡與物種共存
6.1 引言
6.2 研究方法
6.2.1 數(shù)據(jù)收集
6.2.2 樣方尺度樹木死亡與更新驅動因子的構建
6.2.3 樣方尺度樹木死亡與更新模型
6.2.4 樹木死亡與更新種間關系檢驗
6.3 結果
6.3.1 局域因子對樹木死亡與更新的影響
6.3.2 樹木死亡與更新種間關系
6.4 討論
6.4.1 局域因子對樹木死亡與更新的影響
6.4.2 樹木死亡-更新種間權衡與物種共存
6.5 本章小結
7 物種共存理論修正樹木死亡過程模型
7.1 引言
7.2 研究方法
7.2.1 模型結構與計算公式
7.2.2 模型檢驗與分析
7.2.3 模擬程序設計與實現(xiàn)
7.3 結果
7.3.1 確證性檢驗
7.3.2 有效性檢驗
7.3.3 敏感性參數(shù)
7.4 討論
7.4.1 樹木死亡時空動態(tài)
7.4.2 模型結構分析
7.4.3 敏感性分析
7.4.4 不確定性分析
7.4.5 展望
7.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
東北林業(yè)大學博士學位論文修改情況確認表
【參考文獻】:
期刊論文
[1]蟲害葉損失造成的樹木非結構性碳減少與樹木生長、死亡的關系研究進展[J]. 陳志成,萬賢崇. 植物生態(tài)學報. 2016(09)
[2]天山雪嶺云杉森林群落的密度制約效應[J]. 王慧杰,常順利,張毓?jié)?謝錦,何平,宋成程,孫雪嬌. 生物多樣性. 2016(03)
[3]古田山24ha森林動態(tài)監(jiān)測樣地常綠闊葉林群落結構和組成動態(tài):探討2008年冰雪災害的影響[J]. 金毅,陳建華,米湘成,任海保,馬克平,于明堅. 生物多樣性. 2015(05)
[4]暖溫帶–北亞熱帶過渡帶落葉闊葉林群落不同徑級系統(tǒng)發(fā)育結構的變化[J]. 任思遠,王婷,祝燕,葉永忠,袁志良,李聰,潘娜,李鹿鑫. 生物多樣性. 2014(05)
[5]小興安嶺涼水谷地云冷杉林群落組成與空間格局[J]. 張覓,米湘成,金光澤. 科學通報. 2014(24)
[6]植物干旱脅迫下水分代謝、碳饑餓與死亡機理[J]. 董蕾,李吉躍. 生態(tài)學報. 2013(18)
[7]湖北神農(nóng)架山地米心水青岡-多脈青岡混交林的群落動態(tài)[J]. 葛結林,熊高明,鄧龍強,趙常明,申國珍,謝宗強. 生物多樣性. 2012(06)
[8]小興安嶺涼水典型闊葉紅松林動態(tài)監(jiān)測樣地:物種組成與群落結構[J]. 徐麗娜,金光澤. 生物多樣性. 2012(04)
[9]古田山常綠闊葉林主要樹種2002-2007年間更新動態(tài)[J]. 汪殷華,米湘成,陳聲文,李銘紅,于明堅. 生物多樣性. 2011(02)
[10]大興安嶺地區(qū)森林雷擊火發(fā)生的時空分布[J]. 杜春英,李帥,劉丹,李秀芬,于成龍. 自然災害學報. 2010(03)
碩士論文
[1]森林火災損失評估方法的研究[D]. 蔡慧穎.東北林業(yè)大學 2012
[2]干擾對東北次生林結構與過程影響的模擬體系研究[D]. 梁玉蓮.東北林業(yè)大學 2010
[3]闊葉紅松林主要組成樹種樹冠特征及其對更新的影響[D]. 李志宏.東北林業(yè)大學 2009
[4]東北東部山區(qū)部分主要樹種鄰體影響半徑研究[D]. 楊光.東北林業(yè)大學 2006
[5]闊葉紅松林動態(tài)模擬的研究[D]. 左金淼.北京林業(yè)大學 2004
本文編號:3258367
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