刺槐（Robinia pseudoacacia）克隆種群生態(tài)學及對光環(huán)境的適應性研究.pdf

1、刺槐(Robinia Pseudoacacia L.)豆科蝶形花亞科刺槐屬植物，由于具有適應性強、生長迅速、耐干旱、耐瘠薄、耐鹽堿等特點，目前已成為山東省闊葉樹中造林面積最大、木材蓄積量最多的一個樹種；也是長江以北各地分布面積最廣的落葉闊葉林之一。刺槐作為一個理想的混交樹種和植被恢復的先鋒樹種對我國溫帶大部分地區(qū)植被恢復和生態(tài)建設具有重大的意義。當前國際國內(nèi)的許多研究主要集中在刺槐造林技術和對生態(tài)系統(tǒng)的影響等方面；然而，刺槐作為典型的克

2、隆喬木，根蘗繁殖作為自然條件下刺槐林主要的更新方式，其克隆種群生態(tài)學受到的重視較少；因此，研究刺槐克隆種群的動態(tài)、結構、分布格局、克隆生長的機理及影響因子、分株形態(tài)的可塑性、小葉對光環(huán)境的適應等具有重要的理論意義和實踐價值。 本研究用野外調(diào)查的方法，設置樣地，研究刺槐克隆種群的種群結構和生長動態(tài)。結果表明，刺槐克隆種群中幼年分株數(shù)量較多，死亡率較高；成年個體數(shù)量較少，死亡率較低，而且相對穩(wěn)定，種群數(shù)量結構呈金字塔型;無性系

3、產(chǎn)生分株的時間較晚，分株的數(shù)量正處于上升階段。無性系中刺槐基株的基徑、高度、冠幅遠遠大于分株。刺槐分株在幼年時期高生長和冠幅的生長均較快，當生長到一定的年齡逐漸緩慢下來?？寺》种甑纳L、數(shù)量動態(tài)主要受克隆整合的內(nèi)部調(diào)節(jié)機制和外部環(huán)境中灌木層、草本層競爭的影響。 本研究用相鄰格子法在兩個取樣尺度下，研究了克隆生長對刺槐人工林無性系種群分布格局的影響。結果顯示隨著克隆分株的增多，無性系種群由顯著的均勻分布演變成不顯著的偏向

4、波松分布的均勻分布，最后演變成顯著的聚集分布。小于11年林齡的刺槐無性系，呈典型的均勻分布：14年林齡的無性系種群仍然成均勻分布，但是已經(jīng)不再明顯的偏離波松分布;17年和20年林齡的種群成典型的集群分布。同時，我們推測集群分布的斑塊大小更接近25m<'2>；20年林齡的無性系種群內(nèi)分株之間的競爭仍然相對較小;隨著無性系內(nèi)分株的生長和數(shù)量的增加，分株之間的競爭增大，集群分布的格局會進一步發(fā)生演變。 本研究在野外環(huán)境下研究了刺

5、槐克隆種群對光照、土壤全氮、土壤有效磷、土壤酸堿度的可塑性響應。結果表明，刺槐無性系內(nèi)分株和基株之間存在強大的 克隆整合?；昴軌蛲ㄟ^克隆整合提供分株生長所需的氮和磷，但是不能提供光合產(chǎn)物。由于克隆整合的存在，土壤全氮、有效磷對分株根生物量的分配比例、分株數(shù)量、基株與分株之間連接根的長度沒有顯著的影響。當基株和分株之間連接的根切斷時，分株根的生物量比顯著的增加，并明顯地響應土壤全氮、有效磷。光照顯著影響分株葉的生物量比和分株數(shù)量，但是

6、不影響連接根的長度。在高光照斑塊中，分株分配更多的資源給葉子，無性系配置更多的分株。土壤酸堿度顯著影響分株數(shù)量和連接根的長度。無性系通過選擇性的配置分株和改變根的長度集中在堿性斑塊中，而逃離酸性斑塊。我們由此推斷在喬木無性系中，如果某個分株的大小顯著大于其他分株，那么，無性系中的克隆整合將是非常強大的，能給其他分株提供土壤養(yǎng)分，從而影響其他分株的形態(tài)和在無性系中的空間配置。 本研究研究了光照對刺槐林下天然更新的實生苗和克隆苗生物量

7、分配和樹冠結構的影響。結果表明，光照顯著影響了實生苗根和葉生物量的分配；低光照環(huán)境中，刺槐實生苗加大了對葉的投資，減小了對根的投資，根枝比較小；高光照環(huán)境中，刺槐實生苗加大了對根的投資，減小了對葉的投資，根枝比變大。光照顯著影響了刺槐克隆苗葉生物量的分配，但對根生物量的分配影響不顯著；低光照環(huán)境中，克隆苗減小了對葉的投資；高光照環(huán)境中，加大了對葉的投資。光照對刺槐克隆苗和實生苗的樹冠結構具有相似影響，低光照環(huán)境中，刺槐幼苗通過增加比葉面

8、積、葉面積比率、一級分枝傾角，減小葉面積指數(shù)，建立開闊、松散的樹冠。高光照環(huán)境中，刺槐幼苗通過減小比葉面積、葉面積比率、一級分枝傾角，增加葉面積指數(shù)，建立緊密型的樹冠。刺槐幼苗在林隙和全光環(huán)境中均能較好的生長，能通過生物量的分配和樹冠結構的可塑性適應低光照環(huán)境；低光環(huán)境中，克隆苗較實生苗生長更好，更能忍耐光脅迫。 本研究在3種光照處理下(100％、50％、lO％)研究了刺槐小葉在變化光環(huán)境下晝夜運動的方式。結果表明，中脈角的

9、作用是由獨立的兩個角β(小葉柄的底端和水平線的夾角)和0(小葉柄的頂端和小葉葉片主脈的夾角)共同實現(xiàn)的。光照顯著影響β角的運動，高光照環(huán)境中，β角變大，小葉向上豎起來，避過強光的照射；但是在低光照環(huán)境中，β角變化較小，不能使小葉增加光照。晝夜節(jié)律性運動是由θ角完成的，這個過程也叫就眠運動。低光照能夠打破光照的節(jié)律性，從而打破就眠運動，此時就眠運動停止，θ角較小且不再晝夜變化，小葉處于下垂狀態(tài)，能夠接受林間散射的光。當光-暗節(jié)律重新建立時