论文部分内容阅读
内蒙古农牧交错带的特殊性质使得其生态功能较为脆弱,人造柠条林往往不能起到水土保持的作用,反而会造成生态环境的恶化,因此,本文以内蒙古农牧交错带黄花甸子流域典型柠条锦鸡儿(Caraganakorshinskii)人工林为研究对象,以柠条锦鸡儿地上及地下、生长及生理指标为分析依据,在全面调查研究区柠条锦鸡儿的栽植密度、立地条件、林龄等前提下,对柠条锦鸡儿进行了 0cm(齐地)、10cm和20cm的平茬处理,并以未平茬处理柠条锦鸡儿林分为对照,分析了连续4年不同平茬模式柠条锦鸡儿的生理生态特征和土壤含水率的动态变化特征间的关系,并对各生理生长指标进行了综合评价,从而得出平茬模式对柠条生理生长指标的影响。研究结果对深入揭示内蒙古农牧交错带柠条锦鸡儿林分的更新复壮具有重要的理论指导意义,对于干旱区柠条锦鸡儿的平茬措施的实施具有实用价值。研究主要结论如下:(1)未平茬模式柠条锦鸡儿的地上和地下部分各项生理生态特征在各年限之间均无显著差异;(2)各年限不同平茬模式下的柠条锦鸡儿株高和冠幅增长量、当年生枝条长度(除平茬第4年)、当年生枝条基径、当年生枝条生物量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率、边材比导率、叶比导率、细根质量、细根总根长、细根活力、可溶性蛋白含量(除平茬第1年)均高于未平茬模式;气孔限制值、栓塞度、木材密度、脯氨酸含量(除平茬第1年)、细胞膜透性(除平茬第1年)均低于未平茬模式。(3)各年限不同平茬模式柠条锦鸡儿的株高和冠幅增长量、当年生枝条长度、当年生枝条基径、当年生枝条生物量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、边材比导率(除平茬第1年)、叶比导率(除平茬第1年)、细根质量、细根总根长、细根活力、可溶性蛋白含量均表现为:10cm平茬模式>20cm平茬模式>0cm平茬模式>未平茬模式;气孔限制值、栓塞度(除平茬第1年)、木材密度(除平茬第1年)、脯氨酸含量、细胞膜透性均表现为0cm平茬模式>20cm平茬模式>10cm平茬模式。(4)各年限5-11月份各平茬模式土壤水分随着土层的增加呈现波动增加后趋于平稳的趋势。除第1年未平茬模式柠条锦鸡儿表层土壤含水率较高外,各年限平茬模式和未平茬模式表层土壤含水率基本无差异;随平茬年限增加,3种平茬模式柠条锦鸡儿土壤含水率逐渐回升,且表现为中层土壤含水率较早恢复,深层土壤含水率较晚恢复,平茬第4年时土壤含水率恢复速率逐渐降低;除平茬第1年外,3种平茬模式柠条锦鸡儿土壤含水率均表现为:10cm平茬模式>20cm平茬模式>0cm平茬模式。(5)平茬措施对柠条锦鸡儿的水分演化周期具有显著的影响,未平茬模式柠条锦鸡儿平茬1-4年在0-60cm 土层处存在4个周期性变化规律;60-140cm处存在3个周期性变化规律;140-200cm处存在2个周期性变化规律。平茬模式柠条锦鸡儿平茬1-4年在0-140cm处存在4个周期性变化规律;140-160cm处存在3个周期性变化规律;160-200cm处存在2个周期性变化规律。表明平茬模式对柠条锦鸡儿土壤含水率存在显著影响,但主要影响层位于60-140cm。(6)对各年限3种平茬模式和未平茬模式柠条锦鸡儿进行综合评价,结果均为:10cm平茬模式>20cm平茬模式>0cm平茬模式>未平茬模式,但是3种平茬模式之间差异较小,且随年限增加各模式之间差异逐渐减小。(7)通过对不同平茬年限柠条锦鸡儿各指标与土壤含水率进行相关性进行研究,不同平茬模式柠条锦鸡儿地上生长特征相关性大小表现为:未平茬模式>平茬第4年>平茬第3年>平茬第2年>平茬第1年;不同平茬模式柠条锦鸡儿地上生理特征间相关性大小表现为:平茬第3年>平茬第2年>平茬第1年>平茬第4年>未平茬模式;不同平茬模式柠条锦鸡儿细根生长特征间相关性大小表现为:平茬第3年>平茬第2年>平茬第1年>平茬第4年>未平茬模式。(8)不同平茬模式地上生长特征、地上生理特征、细根生长特征以及细根生理特征指标间相关性绝对值存在差异性,未平茬模式柠条锦鸡儿其地上生长指标与地上生理指标、细根生理指标以及含水率之间的相关性绝对值大,地上生理指标与细根生长指标以及细根生理指标之间的相关性绝对值较大,细根生长指标与细根生理指标以及土壤含水率之间的相关性绝对值较大,细根生理指标与土壤含水率之间的相关性绝对值较大,而平茬模式相关性绝对值各指标间相关性较小,说明平茬改变了柠条锦鸡儿原有各指标间的相关性,尤其是改变了土壤含水率与其他指标间的相关性,随着平茬时间的增加,这种作用逐渐减弱。(9)对不同平茬模式柠条锦鸡儿各指标进行主成分分析,对选取的主成分的特征值以及系数进行研究,相比未平茬模式,平茬改变了柠条锦鸡儿整体指标的在主成分分析当中的特征值与各主成分贡献率,降低了柠条锦鸡儿地上生长指标对于柠条锦鸡儿总体的表达,增强了地上生理、细根生长以及细根生理特征对于总体指标的解释性,从整体指标的角度解释了平茬对柠条锦鸡儿各指标的影响。随着平茬年限的增加,其主成分分析当中的特征值与各主成分也发生这变化,其地上生长特性对柠条锦鸡儿整体的解释性逐渐增强,随着平茬年限增加,这种增强作用逐渐减弱,从整体指标的角度解释了平茬年限柠条锦鸡儿各指标的影响。