根系竞争对两种演替阶段树种幼苗高生长的影响机理研究
根系竞争对两种演替阶段树种幼苗高生长的影响机理研究
【摘要】： 在森林生态系统中,要对森林的可持续经营进行研究我们首先要考虑的因素就是森林更新,其更新的方式与进程将会对森林的群落水平与结构造成不同程度的影响。更新幼苗的成长则是整个森林更新进程至关重要的部分,而高生长量是衡量幼苗更新水平最为直接的指标。当前对更新幼苗的研究主要集中在地上部分,但是植物苗高生长是由地上和地下部分共同决定的,研究表明激烈的根系竞争会显著影响幼苗的生长发育,所以探究根系竞争对于更新幼苗的影响就显得尤为重要。为使研究结果更具普遍意义,本试验选取了早期演替树种白桦(Betula platyphylla),晚期演替树种五角枫(Acer mono Maxim)1年生幼苗为研究对象,以在森林中具有较高分布度的植物草地早熟禾作为竞争草本,结合自然界中大多数土壤呈异质性分布的特点设计了土壤养分有效性和养分分布异质性的背景条件,通过建立结构方程模型来具体表述根系竞争对更新幼苗地上部分非对称性竞争形成、发展过程的影响,并结合幼苗地上部分与地下部分根系和叶片的形态指标来探究其作用机理及其作用途径。研究结果如下所示:(1)根据树种综合竞争强度指数模型得出,根系竞争强度及树冠竞争强度对苗高生长量具有极显著的影响,其对苗高生长量的标准化路径系数分别为0.215、0.092,根系竞争强度的作用相当重要。(2)由根系竞争作用机理模型可知植物间激烈的根系竞争可对细根三个亚径级的含量比例造成影响,细根三个亚径级对潜变量根系养分吸收能力是植物根系养分吸收功能的主要实现部分,最终作用于其苗高生长量,这种现象在养分不同分布条件下和不同根系属性的幼苗之间都有所体现。(3)由根系竞争作用途径模型可知根系养分吸收能力通过叶片光合能力对苗高生长有着极显著的间接效应,点估计值为0.013,占其对总效应的占比为69.8%,说明间接途径是其发挥作用的主要途径。(4)两种演替阶段树种的根系竞争影响森林更新幼苗苗高生长量的作用途径不同。早期演替阶段树种根系养分吸收能力对苗高生长量影响的间接效应占其总效应的比例为25.2%,说明早期演替阶段树种根系竞争影响森林更新幼苗苗高生长量的作用途径主要是直接途径,而晚期演替阶段树种的根系养分吸收能力对苗高生长量影响间接效应占其总效应的比例分别达81.9%,说明晚期演替阶段树种根系竞争影响森林更新幼苗苗高生长量的作用途径主要为间接途径。本试验通过对森林更新过程中对根系竞争对森林更新幼苗的影响进行探究,量化了不同条件下根系竞争以及与树冠竞争交互作用对幼苗更新进程中的作用机理和作用途径,有助于完善森林更新理论,为森林经营管理的相关工作提供一定的理论依据。
【学位授予单位】：山西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
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