山東省常用恢復(fù)樹(shù)種徑向生長(zhǎng)與氣候關(guān)系的研究.pdf

1、應(yīng)用植被生態(tài)學(xué)理論恢復(fù)森林生態(tài)系統(tǒng)，提倡和強(qiáng)調(diào)用鄉(xiāng)土樹(shù)種重建鄉(xiāng)土森林植被(Native forest with native trees)，容易在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)當(dāng)?shù)厣稚鷳B(tài)系統(tǒng)。本地鄉(xiāng)土種作為生態(tài)恢復(fù)和重建的目標(biāo)，和探索關(guān)鍵技術(shù)的研究對(duì)象，加強(qiáng)對(duì)其生長(zhǎng)特性的了解意義重大。研究表明樹(shù)木的生長(zhǎng)尤其是徑向生長(zhǎng)和立地環(huán)境密切相關(guān)并受氣候變化的影響，通過(guò)研究樹(shù)輪寬度的生長(zhǎng)變異，不但可以了解樹(shù)木歷年的生長(zhǎng)情況及其所在地歷年氣候的變化情況，還能夠幫

2、助人們預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化以及研究氣候變化對(duì)樹(shù)木生長(zhǎng)和森林結(jié)構(gòu)與功能的影響，為探討生態(tài)恢復(fù)與重建措施提供令人信服的證據(jù)。本研究選擇外來(lái)樹(shù)種刺槐(Robiniapseudoacacia L.)和兩種鄉(xiāng)土樹(shù)種赤松(Pinus densiflora Sieb.et Zucc.)、麻櫟(Quercus acutissima Carr.)作為研究對(duì)象，旨在為適宜樹(shù)種選擇提供重要的理論依據(jù)。刺槐作為一個(gè)較常用的混交樹(shù)種和植被重建的先鋒樹(shù)種對(duì)我國(guó)溫帶大部

3、分地區(qū)植被恢復(fù)和生態(tài)重建具有重大的意義，并且刺槐林已成為山東省分布最廣和面積最大的落葉闊葉林。赤松林作為山東省地帶性的針葉林，也是面積較大的針葉林。已有的研究表明赤松作為一個(gè)亞頂級(jí)鄉(xiāng)土針葉種，不但成為主要的森林建群樹(shù)種，也能夠?yàn)槠渌貛月淙~闊葉樹(shù)種入侵、生長(zhǎng)提供基礎(chǔ)，創(chuàng)造適生條件，這對(duì)于在荒山禿嶺科學(xué)地營(yíng)造赤松林以及重建山東省地帶性落葉闊葉林群落有重大意義。而麻櫟作為山東省的典型的、地帶性的鄉(xiāng)土落葉闊葉樹(shù)種，其生長(zhǎng)、發(fā)育、繁衍和分布與

4、當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)條件，特別是氣候和土壤條件相適應(yīng)。這三種樹(shù)種作為山東乃至中國(guó)華北生態(tài)恢復(fù)與重建的先鋒種、項(xiàng)級(jí)優(yōu)勢(shì)種代表，研究其樹(shù)木徑向生長(zhǎng)與環(huán)境氣候因子之間的關(guān)系，能從生理生態(tài)學(xué)方面為山東乃至中國(guó)北方的生態(tài)恢復(fù)引種造林、森林撫育、演替提供依據(jù)，具有非常重要的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。 本研究考慮到地理位置的代表意義和三種樹(shù)種的發(fā)展現(xiàn)狀，選取萊蕪房干(LF)、棗莊抱犢崮(ZB)、東營(yíng)仙河(DX)、青島嶗山(QL)、德州臨邑(DL)、菏澤曹縣(

5、HC)六個(gè)較典型地區(qū)作為此次研究樣地，基于國(guó)際樹(shù)木年輪數(shù)據(jù)庫(kù)(ITRDB)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行野外取樣，對(duì)樣本進(jìn)行交叉定年和寬度測(cè)量。參數(shù)結(jié)果顯示樣本平均敏感度較高，刺槐分布范圍在0.25～0.5之間，赤松分布范圍在0.20～ 0.30之間，麻櫟分布范圍在0.25～0.30之間，均符合平均敏感度取值要求(>0.1)，表明三種樹(shù)種受氣候因子的限制作用明顯，年輪寬度足以反映樣點(diǎn)地區(qū)環(huán)境變化。研究選用指數(shù)函數(shù)曲線來(lái)模擬三個(gè)樹(shù)種徑向生長(zhǎng)趨勢(shì)，經(jīng)過(guò)

6、檢驗(yàn)是可靠的，都達(dá)到極顯著水平，據(jù)此求得樹(shù)輪指數(shù)序列(RWI)。選擇當(dāng)年生長(zhǎng)季(CG:4、5、6、7、8、9、10月)，生長(zhǎng)季外(OG：11、12、1、2、3月)，上一個(gè)生長(zhǎng)季(PG：4、5、6、7、8、9、10月)的月平均氣溫(T<,m>)和月降水量(P<,m>)作為氣象因子與樹(shù)輪指數(shù)序列進(jìn)行相關(guān)分析。刺槐在6個(gè)樣點(diǎn)的相關(guān)分析顯示，刺槐徑向生長(zhǎng)在萊蕪房干地區(qū)主要受上一年11月降水、當(dāng)年2、3月的降水和溫度以及當(dāng)年7月的溫度限制；在青島

7、嶗山地區(qū)主要受當(dāng)年5月的溫度，以及當(dāng)年2、10月降水的控制；在東營(yíng)仙河地區(qū)主要受當(dāng)年3月的溫度、上一年11月和當(dāng)年9月的降水影響；在德州臨邑地區(qū)主要受上一年5月和當(dāng)年3月溫度、當(dāng)年10月降水限制；在菏澤曹縣地區(qū)主要受上一年12月的溫度以及當(dāng)年7月的溫度和降水控制；在棗莊抱犢崮地區(qū)則主要受上一年12月和當(dāng)年7月的溫度顯著影響。由此可以看出，刺槐的生長(zhǎng)在生長(zhǎng)季前期和生長(zhǎng)旺季都主要受到溫度的限制，而夏季降水高峰過(guò)去之后，刺槐生長(zhǎng)對(duì)降水的需求則

8、明顯表現(xiàn)出來(lái)，并且由于溫度和降水的滯后效應(yīng)，上一年秋冬季的溫度和降水對(duì)刺槐生長(zhǎng)也具有顯著影響。具體到各個(gè)地區(qū)由于氣候差異，溫度和降水的限制作用也有所差異。 赤松在萊蕪房干和青島嶗山的相關(guān)分析顯示，萊蕪房干當(dāng)年2月降水和10月溫度對(duì)赤松徑向生長(zhǎng)有正相關(guān)作用，10月的降水對(duì)赤松徑向生長(zhǎng)有負(fù)相關(guān)作用；在青島嶗山，赤松徑向生長(zhǎng)與當(dāng)年2-5月、9月溫度有負(fù)相關(guān)。這表明生長(zhǎng)季前期和末期的氣候因子對(duì)赤松生長(zhǎng)影響較大，但兩個(gè)地區(qū)的影響作用也不同

9、，這可能是由赤松自身生理特性以及地區(qū)氣候差異而導(dǎo)致的結(jié)果。赤松為喜光樹(shù)種，在萊蕪房干生長(zhǎng)季末溫度升高伴隨降水增加能夠增強(qiáng)光合作用，仍能促進(jìn)赤松生長(zhǎng)，但降水過(guò)度增加造成光照減少，影響光合作用反而制約赤松生長(zhǎng)。在青島嶗山，赤松生長(zhǎng)與春季低溫相適應(yīng)，溫度升高使樹(shù)木呼吸作用加強(qiáng)，而光合作用受阻，從而抑制赤松生長(zhǎng)。 麻櫟在萊蕪房干和棗莊抱犢崮的相關(guān)分析顯示，麻櫟徑向生長(zhǎng)在萊蕪房干主要受上一年12月的溫度，上一年5、11月和當(dāng)年5、6月降水

10、的限制；在棗莊抱犢崮主要受上一年6、12月和當(dāng)年1、2、9、10月的溫度，以及上一年11月降水的顯著影響。這是因?yàn)闂椙f抱犢崮的降水豐富從而降低對(duì)樹(shù)木生長(zhǎng)的限制作用，溫度的影響表現(xiàn)的更加明顯；萊蕪房干的降水遠(yuǎn)低于棗莊抱犢崮，在溫度與棗莊抱犢崮較接近的情況下，降水成為麻櫟生長(zhǎng)的主要限制因子。對(duì)刺槐、赤松、麻櫟分別進(jìn)行單年分析，對(duì)每年的溫度和降水因子求距平，檢查與其相應(yīng)的樹(shù)輪指數(shù)變化，研究顯示相關(guān)分析的結(jié)果能夠充分解釋產(chǎn)生寬輪和窄輪的原因，進(jìn)

11、一步驗(yàn)證了相關(guān)分析的可靠性和穩(wěn)定性。 應(yīng)用多重逐步線性回歸模型描述樹(shù)木徑向生長(zhǎng)與環(huán)境因子之間關(guān)系，結(jié)果表明各線性回歸方程的方差解釋比值較高，F(xiàn)檢驗(yàn)顯著，這說(shuō)明模型整體擬合效果較好，同時(shí)又采用嶺回歸分析建立多重回歸方程，盡管嶺回歸分析比多重逐步線性回歸分析的精確度減小，但更符合實(shí)際，并且方程整體高度顯著。 綜上所述，本研究結(jié)果得到了刺槐、赤松、麻櫟在不同地區(qū)生長(zhǎng)的不同氣候限制因子，對(duì)三個(gè)樹(shù)種徑向生長(zhǎng)與氣候因子間的關(guān)系進(jìn)行了