青藏高原东缘川西云杉林皆伐后灌木生长、繁殖与更新的研究

摘要

植物群落及其环境在干扰后的演替格局和过程的研究，是群落和生态系统动态研究的一个热点。选取青藏高原东缘山原区川西云杉林皆伐后，从草地过渡到灌丛的关键阶段的4个皆伐迹地(恢复时间为8 a、10 a、16 a和21 a)，研究皆伐及自然恢复过程对林下典型灌木银露梅(Potentilla glabra)和唐古特忍冬(Lonicera tangutica)的生长与繁殖能力的影响以及灌木植物在迹地上的更新情况，分析灌木在不同生境中的适应对策和适应能力的差异，为揭示青藏高原东缘山原区迹地植被从草甸到灌丛演替的过程和特点及促进迹地演替与植被恢复进程提供理论依据和技术支撑。研究主要结论如下：
　　 1)皆伐后银露梅生长和繁殖能力显著提高，但对唐古特忍冬的影响不明显。皆伐后银露梅丛基径、高度和各部分生物量都显著增加(P＜0.05)，但唐古特忍冬只有叶生物量和地下生物量增加，总生物量和其余构件生物量无显著变化。皆伐后，银露梅的结实数量、结实株数、不结实株数和结实株/不结实株比例显著增加(P＜0.05)。自然恢复过程中，银露梅和唐古特忍冬生长能力以及银露梅的结实量都表现出降低的趋势。随着迹地自然恢复时间的增加，银露梅和唐古特忍冬的基径、高度、丛叶片数和各部分生物量有减少的趋势。银露梅的结实株数增加，但结实数量减少。
　　 2)皆伐对银露梅和唐古特忍冬生物量分配模式影响不一致。原始林和迹地中(除CT85)银露梅的生物量大小关系皆为：地下＞茎＞侧枝＞叶。唐古特忍冬在原始林中的生物量大小关系为：茎＞地下部分＞侧枝＞叶，而皆伐后生物量的分配情况改变，生物量大小关系变为：地下部分＞茎＞侧枝＞叶。随着自然恢复时间的增加，银露梅减少了地下生物量的分配，而唐古特忍冬增加了地下生物量的分配。
　　 3)皆伐和恢复时间的增加改变了迹地物种组成，促使阳性乔、灌木在迹地上定居。4个迹地上共出现了灌木15种，乔木3种，没有出现天然云杉和冷杉幼苗。随着恢复时间的增加，迹地上的灌木物种由原始林下的耐阴物种逐步发展为以针刺悬钩子(Rubus pungens)为主的阳性灌木。
　　 4)影响灌木幼苗密度和幼树密度的因子不一致。灌木幼苗密度与灌木层盖度显著负相关，与苔藓层盖度显著正相关。幼树密度与草本层盖度正相关，与苔藓层盖度、灌木层盖度和高度负相关。
　　 5)研究发现在青藏高原东缘山原区皆伐15～20 a后，迹地仍以草本植物为主，推测皆伐后至少20 a以上迹地才可能向灌丛阶段过渡，比高山峡谷地区的演替进程至少推迟了20 a。
　　 银露梅和唐古特忍冬在皆伐后自然恢复过程中表现出不同的生长与繁殖策略是由两个物种的生物学特性的差异引起的。银露梅比唐古特忍冬更适应迹地退化环境。促进青藏高原东缘山原林区迹地森林恢复一方面是尽量减少人为活动的破坏，另一方面，可以通过在迹地中播种适当的乡土乔、灌木种子(如白桦、银露梅)等人工措施，以加快演替进程。

目录

文摘

英文文摘

前 言

第一章文献综述：干扰对植物的影响

1.1干扰对植物个体和种群的影响

1.1.1干扰对植物形态的影响

1.1.2干扰对植物生理特征的影响

1.1.3干扰对植物生物量及其分配的影响

1.1.4干扰对植物繁殖的影响

1.2.采伐对林下植被的影响

1.2.1采伐对林下植被的演替时序的影响

1.2.2采伐对林下植物多样性的影响

1.2.3采伐对林下优势灌木的影响

第二章研究目的和内容

2.1研究目标

2.2研究内容

2.3拟解决的关键问题

2.4技术路线

第三章研究方案

3.1研究区自然概况

3.2研究对象

3.2.1皆伐后原有林下灌木生长与繁殖的研究

3.2.2皆伐迹地上灌木的更新情况

3.3研究方法

3.3.1.皆伐后原有林下灌木生长与繁殖的研究

3.3.2不同恢复时间迹地上灌木更新情况凋查

3.3.3数据整理与分析

第四章青藏高原东缘川西云杉林皆伐对林下灌木生长与繁殖的影响

4.1皆伐对银露梅生长与繁殖的影响

4.1.1原始林与系列皆伐迹地上银露梅的形态特征

4.1.2原始林与系列皆伐迹地上相同年龄的银露梅的生长差异

4.1.3原始林与系列皆伐迹地上相同年龄的银露梅的生物量差异

4.1.4原始林与系列皆伐迹地上相同年龄的银露梅的生物量分配差异

4.1.5原始林与系列皆伐迹地上银露梅萌生株生物量的回归方程的模拟

4.1.6原始林与系列皆伐迹地上银露梅的繁殖差异

4.2皆伐对唐古特忍冬生长与繁殖的影响

4.2.1原始林与系列皆伐迹地上唐古特忍冬的形态特征

4.2.2原始林与系列皆伐迹地上相同年龄的唐古特忍冬的生长差异

4.2.3原始林与系列皆伐迹地上相同年龄的唐古特忍冬的生物量差异

4.2.4原始林与系列皆伐迹地上相同年龄的唐古特忍冬的生物量分配差异

4.2.5原始林与系列皆伐迹地上唐古特忍冬萌生株生物量的回归方程的模拟

4.3讨论

4.3.1皆伐对青藏高原东缘川西云杉林下灌木生长与繁殖策略的影响

4.3.2自然恢复过程中青藏高原东缘川西云杉林下灌木生长与繁殖策略的变化

第五章青藏高原东缘山原区川西云杉林皆伐迹地上灌木的天然更新

5.1不同自然恢复时间皆伐迹地上灌木更新幼苗幼树的物种数量和组成差异

5.2不同自然恢复时间皆伐迹地上灌木更新实生株和萌生株的密度、高度及其差异

5.3不同自然恢复时间皆伐迹地上灌木更新幼苗和幼树的高度级结构及其与微生境变量的关系

5.4不同自然恢复时间皆伐迹地上灌木层与草本层的发育情况及其关系

5.5讨论

5.5.1青藏高原东缘山原区川西云杉林不同皆伐迹地上灌木更新幼苗和幼树的物种组成

5.5.2青藏高原东缘山原区川西云杉林不同时间皆伐迹地上灌木植物的更新方式和更新强度

5.5.3青藏高原东缘山原区川西云杉林皆伐迹地上灌木幼苗和幼树的发育情况及其与微生境因子的关系

5.5.4青藏高原东缘山原区川西云杉林皆伐迹地上草本发育对灌木生长的影响

5.5.5青藏高原东缘山原区川西云杉林皆伐迹地植被恢复演替方向预测及对植被恢复的建议

第六章结论和建议

参考文献

附 录

致 谢