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《西南大学》 2011年
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川滇高山栎组织碳氮代谢与萌生更新能力的关系研究

黄亚洲  
【摘要】:川滇高山栎(Quercus aquifolioides)林是中国植被非常特殊的亚高山硬叶栎林类型,广泛分布在横断山区,是横断山区的主要森林生态系统类型之一,高山栎是栎属中较为原始的类群,在高山栎灌丛广泛分布的横断山脉区域是我国西部和长江上游地区极其重要的生态功能区域,是我国最大的一些天然林区之一,也是长江上游地区的天然屏障,区内岭谷的高差悬殊,水土流失非常严重,自然灾害频繁,是全国七大脆弱生态区之一的西南山地河谷脆弱生态区。区内高山栎树林特别发达,种类也很丰富,大多数分布在土壤贫瘠、干旱、寒冷、降水量少、紫外线辐射强等立地条件非常差的地段,是为其它的树种很难适应的极端环境条件,由于自身特有抗寒耐旱的形态条件,高山栎灌丛成为横断山区森林群落里的建群种和优势种,对横断山脉高海拔地区一些脆弱生态系统的稳定性的维持,对金沙江、岷江、澜沧江、怒江及雅鲁藏布江等江河源头的水源涵养和水土保持,都具有十分重要的生态功能。 萌生,是指植物在受到自然或人为干扰后,保持种群延续的一种有效的再生方式。对森林群落的保护与恢复,次生林保护、经营和管理中具有重大的意义。不同的干扰方式和干扰强度,对植物群落的萌生影响不同。萌生是植物再生生态位(regeneration niche)的一部分,为一种直接的再生方式,萌生更新已受到越来越多的关注。 本研究选择川西折多山分布广泛的川滇高山栎灌丛作为对象,比较不同生长季节植株各组织非结构性碳水化合物(NSC)和全氮含量的变化特点,探讨其与海拔高度的响应关系;对折多山区川滇高山栎灌丛进行不同程度的人工砍伐干扰,探讨比较自然条件下和人工干扰条件下不同海拔梯度川滇高山栎灌丛萌生更新能力,测定不同干扰(砍伐)强度(砍伐数量、留桩高度)下川滇高山栎灌丛各组织中的NSC含量和全氮含量的动态变化,验证“适度的人工干扰可促进萌生更新”和“基株根系非结构性碳水化合物储存与萌生更新力正相关”科学假说。 研究结果表明,自然条件下,在不同时期,川滇高山栎各组织中NSC含量,均为地下部分大于地上部分,可能说明根系是川滇高山栎储存碳源的主要地方。另外川滇高山栎在休眠期地下地上组织含量差距最大,而其他时期含量差距有变小,也能说明这个问题。川滇高山栎,在休眠期表现出随海拔升高而降低的趋势,但在萌动初期、生长旺盛期以及生长末期又出现随海拔升高而升高,前者可能是因为NSC是植物休眠后恢复生长的主要碳供应者,并能在植物光合作用不足时起到缓冲作用,川滇高山栎需要在休眠期来临前存储大量的NSC,但由于随着海拔的升高,环境条件的不适宜,低温导致生长的抑制,川滇高山栎储存的NSC的能力变得更加困难;而后者则可能是由于高海拔地区温度、竞争等环境条件限制,川滇高山栎呼吸作用等生命活动减少,消耗存储的NSC的量减少,故使其根部根部存储的NSC的量较之低海拔偏高。高山林线幼苗(50 cm)的存活及早期生长受近地层微小气候控制,随着树苗高度增加(50 cm),其地上部分的生长越来越受局部气候的某个热量层控制,这可能就是高海拔和低海拔之间地上部分各组织的NSC含量没有显著差异的原因。随海拔升高而升高;地上部分各组织NSC的含量在不同季节对海拔的响应表现出非线性,无明显变化规律。另外,休眠期川滇高山栎各组织全氮含量几乎都随着海拔升高而降低,而其他时期变化不一致。该结果可能反应了NSC和氮含量对海拔的不同响应外,还意味着川滇高山栎地下组织NSC对温度变化更为敏感。 在人工砍伐干扰条件下,砍伐70%的川滇高山栎灌丛具有更强的萌生更新能力,验证了“适度的人工干扰可以促进萌生更新”这一假说,可为植被恢复和生态重建以及生物多样性的保护提供理论依据。萌生植被为检验萌生更新理论提供了良好的试验材料和方法,应加强萌生更新理论和生产实践相结合的研究。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:Q948

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