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《湖南师范大学》 2000年
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森林生态系统功能数学模型的初步研究

尹光彩  
【摘要】: 随着工农业的发展,人口的增长,环境问题成为人类普遍关注的问题之一,森林生态系统作为环境的一部分,引起了各行各业专家的普遍关注。目前,有一种共同的趋势,运用功能数学模拟来分析、预测和评价森林生态系统的真正状态及其变化趋势,以此来改善环境质量。 乌布苏诺尔盆地是一个面积虽小,但几乎容纳了世界上所有的自然地理带的一个“小生物圈”,其独特的自然地理环境,为研究其各种生态系统的各种动态机制提供了有利的条件。 本文主要针对乌布苏诺尔盆地森林生态系统——以Ia级普通松林生态系统为例,运用功能数学模拟的方法,来探讨其生长过程和物质循环模式。 首先,本文对乌布苏诺尔盆地的地理环境和地理特点作了一个简要概述。 其次,介绍了功能生态学的基本理论,生态系统就是一个活的有机体,它必须要进行新陈代谢,其功能不仅仅停留在食物链的水平上,而是更高的水平上——生态系统的物质循环,它包括三个代谢过程:合成过程、死亡过程和分解过程,从而形成三种物质:生物物质、死亡物质和矿物质。实际上,流经食物链的物质流仅仅是很小的一部分,而大部分物质是经过死亡过程后进入土壤,然后进入大气圈、水圈和植物体中,重新开始新的一轮循环;生态系统的另一个很重要的功能是其潜在活性,生态系统中,不同的生物适应不同的环境条件而生存,以此来维持 生态系统的稳定。 再次,介绍了功能生态学的研究方法:计算机数学模拟法。即针对 具体目标,确定参数的选取,然后运用计算机模拟其动态机制或过程。 最后,在这些理论和方法的基础上,本文对森林生态系统的生长过 程和物质流动模式进行了初步的研究(计算机程序见附录),其基本结 构框架包括树木结构框和土壤结构框,基本思路是:如果光合作用生产 量超过呼吸消耗量,则用于树木生长的物质量增加;否则,用于树木生 长的物质量减少,当二者的差值为零时,树木停止生长,这时树木的年 龄叫“自然成熟年龄”,通过计算机模拟,我们可以看出:Ia级普通松树 叶的生物量(三层叶层)增长规律:生长的初级阶段增长迅速,树冠形成 后(300一350年),其值保持不变;总的生物量增长也有类似的规律;树 木的生长规律:80一100年时,新增的生物量最大,然后逐渐减小,直至 最后接近为零,其“自然成熟年龄”为425一475年,这个值不受其生长 环境和树木所处的生长状态的影响。
【学位授予单位】:湖南师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:S718

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