兰州北山侧柏功能性状的空间异质性研究

发布时间：2017-10-13 23:38

  本文关键词：兰州北山侧柏功能性状的空间异质性研究

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【摘要】：植物功能性状之间的关系是植物提高自身空间资源利用效率的一种生态策略,反映了植物与环境协同适应的表型可塑性机制。植物在长期的生长发育过程中,由于遗传特性不同,不同植物的构型会有明显区别,它们在适应不同的外部环境条件下会表现出不同的生态对策,特别是在外部形态特征上,受环境因素的影响明显。多个功能性状之间经常是相互协调的,不应该被孤立地看待和分析,因为各植物功能性状之间的权衡(trade-offs)和组合决定了植物的生活史对策(life historical strategy)以及各物种在群落中所占有的生态位(niche),进而影响到多物种的稳定共存。本文利用实验生态学方法,从异速生长角度分析研究了兰州市北山4个不同坡向与3个坡度组侧柏人工林株高-冠幅、株高-胸径的协变关系,以及导致这些权衡关系的原因,探讨了侧柏枝叶性状的空间差异性,试图揭示不同生境条件下侧柏人工林的适应对策,通过研究得出以下结论：(1)坡向上侧柏株高和冠幅的大小均为南坡西坡东坡北坡。从南坡到北坡,株高和冠幅呈减小趋势,侧柏株高和冠幅在东坡和西坡之间无显著性差异(P0.05)。随着坡度的增大,侧柏株高和冠幅的大小呈减小趋势。南坡侧柏冠幅的生长速率大于株高,北坡侧柏可能将更多的光合产物投入到株高的生长中,东坡和西坡株高-冠幅异速生长斜率均接近1。在研究区0°-10°坡面样地上侧柏的株高与冠幅最大,株高的增加速度小于冠幅；在10°-20°样地,侧柏同时兼顾了株高与冠幅的生长,选择适中的株高和冠幅；在200-30°样地,侧柏株高的生长速率大于冠幅。(2)侧柏株高和胸径的大小均为南坡西坡东坡北坡。从南坡到北坡,株高由南坡到北坡逐渐减小,其中,侧柏株高在东坡和西坡之间无显著性差异(P0.05)；侧柏胸径在各坡向之间存在显著性差异(P0.05)。单因素方差分析表明,不同坡度上侧柏株高和胸径均存在显著性差异(P0.05),随着坡度的增大,侧柏株高和胸径均呈减小趋势。南坡侧柏株高生长速度相对较快,其树高与直径的异速生长指数较大,东坡和西坡侧柏胸径和株高的异速关系的变异不显著,北坡侧柏将更多的光合产物投入到胸径的生长中去,因此胸径的生长速率大于株高。在研究区0°-10°坡面样地上,侧柏的胸径增加速度小于株高；在10°-20°样地,侧柏同时兼顾了株高与胸径的生长,选择适中的株高和胸径；在20°-30°样地,侧柏胸径的生长速率大于株高。(3)随着坡向由南坡向西坡、东坡和北坡转变,侧柏枝生物量呈总体上逐渐增大的变化规律,叶生物量呈逐渐减小趋势,其中枝、叶生物量在东坡和西坡之间无显著差异(p0.05)。不同坡度上侧柏枝生物量与叶生物量均存在显著差异(p0.05),随着坡度由低到高,侧柏枝生物量呈减小趋势,叶生物量呈增加趋势。南坡侧柏叶生物量具有更大的相对于枝生物量的生长速率,东坡和西坡侧柏枝条与叶生物量量及其关系的变异不显著,北坡枝生物量最小,异速生长斜率也最小。叶生物量与枝生物量的SMA斜率在0°-10°坡度上显著小于1(p0.01),10°-20°坡度上与1无显著差异,200-30°坡度上显著大于1(p0.01),表明叶生物量增加的速度不断增大,随着坡度变陡,侧柏叶生物量与枝生物量的异速生长斜率逐渐变大,在给定枝生物量的情况下,较大坡度上的侧柏可生长数目更多的叶片。
【关键词】：侧柏 功能性状 异速生长 坡向 坡度
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q948
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-10
• 1 引言10-17
• 1.1 选题背景10-11
• 1.2 国内外研究进展11-15
• 1.2.1 植物功能性状研究进展11-13
• 1.2.2 枝叶关系研究进展13-15
• 1.3 研究目的及意义15
• 1.4 研究思路15-17
• 2 研究方法17-20
• 2.1 研究区概况17
• 2.2 实验设置17-18
• 2.3 空间数据分析18-19
• 2.4 数据分析19-20
• 3 不同环境梯度侧柏的群落特征20-21
• 3.1 不同坡向侧柏林样地群落、林分密度和土壤水分特征20
• 3.2 不同坡度侧柏林样地群落、土壤水分特征20-21
• 4 不同环境梯度下侧柏株高-冠幅的权衡关系21-28
• 4.1 不同坡向侧柏株高-冠幅的变化21-22
• 4.2 不同坡度侧柏株高-冠幅的变化22
• 4.3 不同坡向侧柏株高-冠幅的异速生长关系22-23
• 4.4 不同坡度侧柏株高-冠幅的异速生长关系23-24
• 4.5 讨论24-28
• 5 不同环境梯度下侧柏株高-胸径的权衡关系28-35
• 5.1 不同坡向侧柏株高-胸径的变化29
• 5.2 不同坡度侧柏株高-胸径的变化29
• 5.3 不同坡向侧柏株高-胸径的异速生长关系29-30
• 5.4 不同坡度侧柏株高与胸径异速生长关系30-31
• 5.5 讨论31-35
• 6 侧柏枝叶性状的空间差异性35-40
• 6.1 侧柏小枝生物量和叶生物量的空间差异35
• 6.2 不同坡向侧柏小枝生物量和叶生物量的异速生长关系35-36
• 6.3 不同坡度侧柏小枝生物量和叶生物量的异速生长关系36-37
• 6.4 讨论37-40
• 7 结论与展望40-42
• 7.1 主要结论40-41
• 7.2 展望41-42
• 参考文献42-46
• 附录46-47
• 致谢47

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本文编号：1027734