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金佛山林下小径竹类对乔木幼苗更新的影响

金佛山林下小径竹类对乔木幼苗更新的影响

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作者：张腾达西南大学

学位级别：硕士

过度发育的林下植被,多由单种或少数几种植物发育而来,能够强烈地改变森林底部微环境,对林下乔木幼苗更新产生了重要影响。小径竹类通过其强大的地下茎和快速克隆生长的能力,能够迅速占据林窗或林下的灌木层,成为优势种,甚至是单优种,... 详细信息

过度发育的林下植被,多由单种或少数几种植物发育而来,能够强烈地改变森林底部微环境,对林下乔木幼苗更新产生了重要影响。小径竹类通过其强大的地下茎和快速克隆生长的能力,能够迅速占据林窗或林下的灌木层,成为优势种,甚至是单优种,形成过度发育的林下植被,影响林下幼苗更新及整个森林群落的更新过程和动态。本文选取了林下灌层优势种分别为金佛山方竹（Chimonobambusa utilis）、箭竹（Fargesia spathacea）和平竹（Qiongzhuea communis）的三个森林群落作为研究对象。首先比较了三种小径竹的性状特征。然后通过竹类去除,设置有竹无竹样方对,比较了不同季节不同环境下森林地表的光照、温度、水分等条件,同时跟踪观察各样方内幼苗的更新情况及数量动态。最后,通过比较不同样地和不同处理下乔木幼苗的功能性状,研究了乔木幼苗的功能性状对不同环境的响应情况。主要研究结果如下： 1)平均株高、叶片数、分枝数和总生物量都表现为方竹＞平竹＞箭竹。方竹叶生物量在总生物量中所占比重最大,而箭竹的比叶面积最大。不同的功能性状反映出三种小径竹不同的生活策略和所生活的群落环境差异。不同种类小径竹的性状不同,对环境的影响能力也不同。通过比较样方对之间的环境差异,研究发现小径竹的存在都会拦截大量光照,降低林下地表温湿度的变化幅度。对环境的影响程度而言,方竹对环境的影响最大,平竹次之,箭竹最弱,但箭竹对温度的影响强于平竹。 2)跟踪观察各样地设置的小径竹覆盖和小径竹去除的样方对内幼苗的更新动态。小径竹覆盖的样方内当年生幼苗的平均数量显著小于小径竹去除的样方。幼苗更新的动态来看,有竹样方内幼苗的新增和死亡强度都小于无竹样方,发生数量波动的频率也低于无竹样方。当年生幼苗的物种丰富度同样表现为有竹样方显著小于无竹样方;不同样地相同处理样方间比较,方竹样地无竹样方内幼苗物种丰富度最大,箭竹样地有竹样方内幼苗物种丰富度最大。三个样地内,有竹样方内幼苗的种类相似,主要为耐荫种或演替中后期物种;先锋种或喜阳物种幼苗主要存在于无竹样方内。 3)不同种类的小径竹影响产生了不同的林下环境,不同的环境条件对乔木新生幼苗的性状的影响情况不同。通过比较不同样方内幼苗的功能性状发现,有竹样方和无竹样方内幼苗的性状差异主要体现在生物量分配上,方竹样地有竹样方内幼苗的叶生物量比重和叶茎比显著小于无竹样方,而平竹样地有竹样方内幼苗的叶生物量比重、叶茎比和叶根比显著大于无竹样方,根生物量比重显著小于无竹样方。同时,一些性状指标在不同样地间表现出差异性。本研究认为,过度发育的小径竹类对林下环境产生了强烈影响,小径竹自身的特点与其对环境的影响能力密切相关。小径竹的高度、叶片数、分枝数、生长密度及其他性状都与对环境影响的能力有关。小径竹的存在显著的降低了林下更新幼苗的种类和数量。小径竹造成的环境差异越大,对幼苗数量和种类的影响越大。不同种类的小径竹林下更新幼苗的种类表现出相似性,以耐荫或演替中后期物种为主,对森林更新演替的进程有潜在影响。植物幼苗的功能性状受小径竹和林冠环境的双重影响。小径竹自身的功能性状与林下幼苗更新密切相关。

关键词：森林更新小径竹类林下环境幼苗动态植物功能性状

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两种小径竹对林下幼苗更新及幼树生长的影响

两种小径竹对林下幼苗更新及幼树生长的影响

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作者：郭庆学西南大学

学位级别：硕士

稳定的森林群落中普遍存在着由干扰所引起斑块循环更新过程,干扰的发生创造了森林群落环境的多样性,驱动森林的循环更新,对森林群落的结构和组成以及多样性和稳定性维持具有重要意义。在亚热带山地森林中,竹类能够快速入侵林窗或其他类... 详细信息

稳定的森林群落中普遍存在着由干扰所引起斑块循环更新过程,干扰的发生创造了森林群落环境的多样性,驱动森林的循环更新,对森林群落的结构和组成以及多样性和稳定性维持具有重要意义。在亚热带山地森林中,竹类能够快速入侵林窗或其他类型的干扰迹地,在群落灌木层成为优势种,甚至是单优种。小径竹类影响森林群落的物种组成、群落结构等,阻碍森林更新,降低群落物种多样性。首先,本文比较了紫耳箭竹(Fargesia decurvata)和平竹(Qiongzhuea communis)的性状特征,以及这两种小径竹分别对群落中,林下幼苗和幼树的物种多度和丰富度的影响。然后,在紫耳箭竹为灌木层优势种的群落中,以竹冠层中的幼树为研究对象,分析幼树的树冠结构在该群落中的生长对策。最后,通过竹类去除实验,研究小径竹对幼苗发生、建立和生长以及幼树生长的影响。主要结果如下： (1)平竹的平均株高、叶片数、叶片面积、一级分枝数以及总生物量显著高于紫耳箭竹,其平均密度和枝条生物量与总生物量的比值显著低于紫耳箭竹。两种小径竹对光照有明显的拦截作用,显著降低了到达森林底部的光照强度。相比之下,平竹对光照和地表温度影响显著高于紫耳箭竹。比较灌木层优势种为平竹和灌木层优势种为紫耳箭竹的群落时发现,在平竹为灌木层优势种的群落中,幼苗和幼树的多度以及物种丰富度均小于紫耳箭竹为优势种的群落。 (2)为研究幼树在光照条件较差和光照条件优越的情况下,植物采取怎样的生长策略,在研究样地设置52个小样方,每个样方中至少含有一株被遮阴的和一株未被遮阴的幼树,测定每株幼树树冠的形状、大小以及分枝特征。研究发现,受光条件较好的幼树树冠面积和树冠深度较大,一级分枝数较多,但是与被遮阴的幼树相比,幼树单位株高的一级分枝数、树冠面积与株高比值和树冠面积与树冠深度比值并没有表现出显著差异,表明两组幼树具有相似的树冠形状。随着株高、基径和一级分枝数的增加,被遮阴幼树的树冠大小增加较大,因此被遮阴的幼树采取“侧向生长对策”(lateral-growth strategy)来适应低光照环境,而未被遮阴的幼树采取“向上生长对策”(vertical-growth strategy)。同时,被遮阴幼树的分枝采用“保守对策”(conservative strategy),即分枝上当年生叶片数量较少,但是在单位长度的分枝上总的叶片数量较多。 (3)通过去除实验发现,紫耳箭竹对幼苗的发生没有显著影响,但阻碍了幼苗的建立,同时增加了幼苗的死亡率。紫耳箭竹对幼苗的基径与叶片没有显著的影响,与有竹样方相比,无竹样方中幼苗的高度较高。紫耳箭竹对幼树的高度生长、一级分枝和二级分枝没有影响,但是在去除样方中,标记枝条的叶片数显著多于有竹样方,而基径的生长显著低于有竹样方。同时发现,有竹样方内幼树发生顶端新生枝死亡的个体数量显著多于去除样方。本研究认为,在小径竹类为灌木层优势种的群落中,林下植物的幼苗和幼树的更新生长受到抑制。密集的小径竹类冠层改变林下的物种更新的环境条件(如光照),增加幼苗和幼树的死亡率。幼树是群落更新的重要组成成分。个体通过采取不同的生长策略,如改变树冠的结构特征,提高拦截光照的能力与效率以及牺牲个体顶端的新生枝,来达到适应竹丛环境,减轻小径竹类的抑制作用的目的。

关键词：森林更新小径竹类生长策略干扰

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