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黄土高原半干旱区人工刺槐林水分密度生长效应研究

郭江红  
【摘要】:在干旱、半干旱的黄土高原地区,水分是制约植被恢复与重建的关键性因子,在天然降水一定的条件下,植物种群密度通过影响土壤水分含量,从而制约着林木的正常的生长。本研究针对干旱、半干旱地区水资源匮乏,植物种群密度不合理的现状,从土壤—植物—大气连续体理论出发,以野外观测测定,吸收前人的研究成果为方法,深入系统的定量研究在当前造林技术条件下,不同林分密度环境下林木个体的生长状况,确定当地植物气候条件下不同树木个体的水分利用状况,并在此基础上确定适宜降水资源环境容量和合理的水分承载力,为调节、控制水分耗散的技术措施提供依据。 从研究目的出发,选择了试验地现有的试验种类最齐全的同龄刺槐林为研究对象,依据刺槐个体的生长规律,采用定位观测,全林分调查,定量分析的方法,在相关理论的指导下,在如下方面取得了进展: (1)、在对各密度刺槐平均生长状况分析的基础上,得出了试验地刺槐的生长规律,树高的平均生长量在造林后的第2年达到生长高峰,胸径在第4年达到高峰,材积在第10年达到生长高峰,高峰出现的顺序符合树木一般的生长规律。依据不同密度林木个体的年生长量的资料建立了林分密度基础上的生长方程V=0.0015×N~(-1.0593)×T~(1.2241),其中V代表材积的年生长量,N代表标准化林分密度,T代表林分的年龄。 (2)、对不同降水年刺槐的生长状况进行分析结果显示,降雨对不同生长指标影响的表现不同,前期降水对树高的影响比较大,胸径和材积的生长有滞后于降水的特点,密度大的林分表现出“早衰”现象。 (3)、在对刺槐水分生长规律分析的基础上,对数据进行统计分析得到刺槐林分基础上的降水生长模型V=0.0012×N~(-1.0770)×P~(0.0296)×T~(1.23),其中P代表前一年降水量 (4)、对不同密度林分刺槐地上各部分生物量的影响因素进行了分析,回归分析的结果表明对该试验地生物量的表达式以二次项的拟合效果最好。 (5)、运用刺槐地上生物量的年积累量的数据,结合试验地降水资料,拟合得到密度水分生产力模型,形式如:M=M_b+M_e=0.071×e~d+0.023×N~(-1.184)×P~(0.0825),d代表单木胸径的年生长量。 (6)、以水资源可持续利用为原则,根据上述研究结论,绘制了不同降水条件下的密度效应图,用以指导半干旱区合理的降水资源容量。


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