發(fā)布時(shí)間：2017-05-21 07:57

  本文關(guān)鍵詞：俄羅斯大果沙棘人工林穩(wěn)定性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大果沙棘人工林是單優(yōu)勢群落,其穩(wěn)定性問題就已經(jīng)成為本領(lǐng)域研究者所關(guān)心的首要問題。基于此,本文以黑龍江省孫吳縣大河口林場引種俄羅斯大果沙棘為研究對象,在分析研究區(qū)域的沙棘種群結(jié)構(gòu)與空間格局的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)分析不同發(fā)育階段和生境條件下俄羅斯大果沙棘人工林的土壤水分和養(yǎng)分變化過程和規(guī)律、俄羅斯大果沙棘種群內(nèi)部穩(wěn)定性的影響因素以及種群內(nèi)不同齡級大果沙棘個(gè)體的分布格局與空間關(guān)聯(lián)性,以此研究和揭示大果沙棘人工林的生長特性、生物群落和生物量的變化規(guī)律,在此基礎(chǔ)上完成對大果沙棘人工林種群穩(wěn)定性的定量描述,以及探究大果沙棘人工林群落成長過程的生境穩(wěn)定性,該研究成果可為人工林穩(wěn)定性建造提供理論依據(jù),進(jìn)而完成研究區(qū)域的森林經(jīng)營、造林設(shè)計(jì)及種群生態(tài)恢復(fù),并為最終實(shí)現(xiàn)俄羅斯大果沙棘天然更新和植被群落天然恢復(fù)和生態(tài)建設(shè)提供理論依據(jù)。本文的研究結(jié)果如下：1)不同發(fā)育階段大果沙棘人工林平均樹高、平均冠幅、郁閉度、土壤含水量、不同生境、土壤理化性質(zhì)等的排列順序?yàn)椋?1年生7年生2年生撂荒地,大果沙棘人工林對土壤具有改良作用,使得土壤理化性質(zhì)得到改善,隨林齡增長而表現(xiàn)得更加明顯,11年生大果沙棘人工林對土壤改良的效果最明顯,2年生大果沙棘由于栽植年限短,改良效果不明顯。此外,土壤化學(xué)性質(zhì)中平地與低洼地較好,漫崗最差；平地土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)最好,低洼地次之好,低洼地長期處于積水狀態(tài),水分過多,使得土壤pH值較低,土壤偏酸性。2)基于生理整合的耗-益分析表明,保持根狀莖連接顯著提高了遭受遮光處理分株(母株和子株)的地徑和樹高生長,尤其是提高了遭受遮光處理分株的存活率；基于地徑、樹高總增長量的耗-益分析表明,對俄羅斯大果沙棘未遮光處理的分株沒有產(chǎn)生顯著的耗費(fèi),但使受到光脅迫處理的分株顯著受益,并驗(yàn)證了Slade和Hutching的研究成果。此外,生理整合的存在能幫助俄羅斯大果沙棘人工林忍受一定程度的不良環(huán)境,進(jìn)而鞏固沙棘人工林的穩(wěn)定性。3)基于研究區(qū)大果沙棘徑級個(gè)體數(shù)目與年齡研究可知,隨著齡級的增加,小徑級個(gè)體(級苗)所占比例呈現(xiàn)出大-小-大的變化趨勢,大徑級的個(gè)體呈現(xiàn)逐級增多的趨勢,隨著年齡的增加,研究區(qū)種群整體徑級呈現(xiàn)增大的趨勢,且處于增長期。在11a大果沙棘人工林種群中,呈現(xiàn)非正態(tài)分布,幼生苗個(gè)體和大徑級個(gè)體數(shù)量較多,中間徑級個(gè)體較少,說明種群通過種內(nèi)競爭而減緩其增長速度,沙棘人工林種群呈現(xiàn)出由穩(wěn)定期-衰退期-穩(wěn)定期恢復(fù)的轉(zhuǎn)變趨勢。4)研究大果沙棘單種群的空間格局分布的結(jié)果表明,整個(gè)種群明顯呈現(xiàn)集群分布特征,在尺度為1m時(shí)表現(xiàn)為最大程度聚集；對于徑級1、2和5,在尺度內(nèi)為顯著的集群分布；對于徑級3當(dāng)尺度小于19m時(shí),為集群分布,當(dāng)尺度大于19m時(shí)為隨機(jī)分布；對于徑級4,尺度在小于7m時(shí),是明顯的集群分布,尺度在7-13m時(shí),為隨機(jī)分布與集群分布,但偏向隨機(jī)分布,尺度大于13m時(shí)變?yōu)槊黠@的隨機(jī)分布。5)為了更直觀的表達(dá)沙棘平均地徑和平均樹高的生長過程,基于統(tǒng)計(jì)SPSS13.0軟件的支持下,本文實(shí)現(xiàn)了對沙棘平均地徑和平均樹高的生長過程的方程擬合,在對擬合方程進(jìn)行分析基礎(chǔ)上獲得最優(yōu)模型�！癝”型曲線函數(shù)是其平均地徑生長過程的最佳模型,擬合方差R2值最高,為0.998,其擬合方程為：Y=e×(2.2458.3.768/X)R2=0.998；三次函數(shù)最能描述沙棘的樹高生長過程的最佳模型,平均樹高的擬合方差R2最高,為0.980,其擬合方程為：Y=-0.5205+0.9076X-0.1128X2+0.0046X3 R2=0.9806)本文基于野外調(diào)查樣點(diǎn)區(qū)域植被指數(shù)遙感求解的基礎(chǔ)上,建立遙感植被指數(shù)和實(shí)測樣點(diǎn)俄羅斯大果沙棘生物量的回歸分析,定量反演研究區(qū)俄羅斯大果沙棘人工林的生物量,進(jìn)而探究該生物量的空間格局分布狀況,多元回歸遙感植被指數(shù)模型的精度要高于單遙感植被指數(shù)的精度,該生物量的遙感模型為：y=-5.651+2.656RVI+12.056NDVI+0.169DVI+6.591TNDVI,R2=0.909,該結(jié)果表明沙棘遙感模型的計(jì)算預(yù)測值與理論值存在較好的相關(guān)關(guān)系,但基于遙感指數(shù)模型預(yù)測生物量值比生物量實(shí)測數(shù)值高。7)基于俄羅斯大果沙棘人工林優(yōu)勢種群數(shù)量動(dòng)態(tài)研究可知：不同發(fā)育階段和地理坡向的成熟沙棘種群的徑級結(jié)構(gòu)分布都接近倒J字形,源于沙棘種群的自我更新和極強(qiáng)的克隆能力,能夠?qū)崿F(xiàn)大果沙棘人工林的天然更新；沙棘人工林在半陽坡和半陰坡天然化程度和均勻度指數(shù)要高于其他坡向的,沙棘人工林各物種在陰坡分布不均勻,但生態(tài)位重疊度較高,競爭比較激烈,穩(wěn)定性較差。8)基于不同群落土壤養(yǎng)分含量和地上生長狀況灰色關(guān)聯(lián)度分析可知：兩不同齡級不同地形土壤肥力比較為：平地11a大果沙棘土壤肥力最高,低洼地7a大果沙棘土壤肥力最次,土壤相對較貧瘠；在相同立地條件下大果沙棘人工林生長狀況的排列順序?yàn)椋?1年生大果沙棘人工林7年生大果沙棘人工林2年生大果沙棘人工林；不同林分的生長狀況關(guān)聯(lián)度排序?yàn)椋浩降?1a大果沙棘漫崗11a大果沙棘平地7a大果沙棘低洼地7a大果沙棘漫崗7a大果沙棘低洼地11a大果沙棘,平地11a大果沙棘的關(guān)聯(lián)度最高,低洼地11a大果沙棘最差。
【關(guān)鍵詞】：大果沙棘 生態(tài)效應(yīng) 生長特性 生物量 遙感模型 穩(wěn)定性分析
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S793.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-14
• 1 緒論14-24
• 1.1 大果沙棘研究現(xiàn)狀14-16
• 1.1.1 俄羅斯大果沙棘的穩(wěn)定性研究15
• 1.1.2 俄羅斯大果沙棘人工林克隆內(nèi)分工研究15-16
• 1.1.3 俄羅斯大果沙棘人工林覓養(yǎng)行為研究16
• 1.2 人工林穩(wěn)定性研究進(jìn)展16-21
• 1.2.1 群落穩(wěn)定性的概念17-19
• 1.2.2 群落穩(wěn)定性的機(jī)制19-20
• 1.2.3 國內(nèi)外人工林穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀20
• 1.2.4 穩(wěn)定性研究趨勢分析20-21
• 1.3 研究的目的、意義21-22
• 1.4 研究內(nèi)容22-24
• 2 研究區(qū)概況與研究方法24-29
• 2.1 研究區(qū)自然概況24-25
• 2.1.1 地理位置24
• 2.1.2 地形地貌24
• 2.1.3 氣候特點(diǎn)24
• 2.1.4 土壤類型與植被24-25
• 2.1.5 土地利用狀況25
• 2.2 研究方法25-27
• 2.2.1 野外調(diào)查25-26
• 2.2.2 室內(nèi)測定26-27
• 2.3 數(shù)據(jù)分析27
• 2.4 技術(shù)路線27-29
• 3 大果沙棘人工林生態(tài)效應(yīng)研究29-35
• 3.1 大果沙棘人工林生長狀況29-30
• 3.1.1 不同發(fā)育階段大果沙棘人工林生長狀況29
• 3.1.2 不同地形大果沙棘人工林生長狀況29-30
• 3.2 大果沙棘人工林土壤含水率分析30-31
• 3.2.1 不同發(fā)育階段大果沙棘人工林土壤含水率分析30-31
• 3.2.2 不同地形大果沙棘人工林土壤含水率分析31
• 3.3 大果沙棘人工林土壤理化性質(zhì)分析31-34
• 3.3.1 不同發(fā)育階段大果沙棘人工林土壤物理性質(zhì)分析31-33
• 3.3.2 不同地形大果沙棘人工林土壤理化性質(zhì)分析33-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4 環(huán)境因素對俄羅斯大果沙棘人工林穩(wěn)定性的影響35-43
• 4.1 樣地選擇與實(shí)驗(yàn)方法35
• 4.2 不同遮光條件下俄羅斯大果沙棘生長狀況35-40
• 4.2.1 粗眼遮光(60% NS)對俄羅斯大果沙棘生長的影響36-38
• 4.2.2 細(xì)眼遮光(30% NS)對俄羅斯大果沙棘生長的影響38-40
• 4.3 不同立地條件沙棘人工灌木林土壤性質(zhì)40-41
• 4.3.1 不同立地條件沙棘人工灌木林土壤物理性質(zhì)40-41
• 4.3.2 不同地形條件沙棘人工灌木林土壤化學(xué)性質(zhì)41
• 4.4 本章小結(jié)41-43
• 5 不同發(fā)育階段俄羅斯大果沙棘種群內(nèi)部穩(wěn)定性的研究43-58
• 5.1 光照對俄羅斯大果沙棘人工林的影響44-47
• 5.1.1 生長情況影響44-45
• 5.1.2 穩(wěn)定性影響45-47
• 5.2 不同發(fā)育階段俄羅斯大果沙棘種群結(jié)構(gòu)變化47-51
• 5.2.1 不同發(fā)育階段俄羅斯大果沙棘種群徑級結(jié)構(gòu)48-49
• 5.2.2 不同發(fā)育階段大果沙棘種群高度級結(jié)構(gòu)49-51
• 5.2.3 不同發(fā)育階段俄羅斯大果沙棘種群結(jié)構(gòu)分析51
• 5.3 不同發(fā)育階段俄羅斯大果沙棘人工林種群分布51-54
• 5.4 不同發(fā)育階段俄羅斯大果沙棘人工林點(diǎn)格局分析54-57
• 5.5 本章小結(jié)57-58
• 6 俄羅斯大果沙棘人工林生長特性分析與生物量評估58-96
• 6.1 數(shù)據(jù)的收集與整理58
• 6.2 研究方法58-62
• 6.2.1 經(jīng)驗(yàn)生長方程58-59
• 6.2.2 理論生長方程59-60
• 6.2.3 模型的擬合60-62
• 6.3 俄羅斯大果沙棘人工林生長預(yù)估模型62-88
• 6.3.1 種群年齡結(jié)構(gòu)的定量分析65-68
• 6.3.2 俄羅斯大果沙棘與測樹等相關(guān)因子之間的關(guān)系68-84
• 6.3.3 俄羅斯大果沙棘人工林生長過程分析84-88
• 6.4 俄羅斯大果沙棘生物量回歸方程88-95
• 6.4.1 俄羅斯大果沙棘生物量回歸方程建立88-89
• 6.4.2 俄羅斯大果沙棘生物量的分布89-90
• 6.4.3 俄羅斯大果沙棘生物量遙感監(jiān)測模型90-95
• 6.5 本章小結(jié)95-96
• 7 俄羅斯大果沙棘人工林穩(wěn)定性及其適生環(huán)境綜合分析96-100
• 7.1 優(yōu)勢種群數(shù)量動(dòng)態(tài)指標(biāo)96
• 7.2 植物物種多樣性指標(biāo)96
• 7.3 土壤水分、養(yǎng)分指標(biāo)96-97
• 7.4 人工林群落穩(wěn)定性綜合評判97-98
• 7.4.1 不同群落土壤養(yǎng)分含量灰色關(guān)聯(lián)度分析97
• 7.4.2 不同群落植被地上生長狀況灰色關(guān)聯(lián)度分析97-98
• 7.5 俄羅斯大果沙棘群落穩(wěn)定性分析98
• 7.6 本章小結(jié)98-100
• 8 結(jié)論與討論100-103
• 參考文獻(xiàn)103-111
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文111-112
• 致謝112-113

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：382995