【摘要】：刺槐因生長(zhǎng)速度快、根系發(fā)達(dá)、成活率高且耐旱的特點(diǎn),在黃土丘陵區(qū)被當(dāng)做先鋒樹(shù)種廣泛種植。但因立地條件選擇不當(dāng)、林分密度制約等原因,部分人工刺槐林出現(xiàn)樹(shù)梢枯死、林分退化、生態(tài)效益低下等問(wèn)題。研究通過(guò)野外調(diào)查和控制實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,調(diào)查刺槐在不同立地環(huán)境和水分梯度下的功能性狀、生長(zhǎng)形態(tài)和生物量特征,分析刺槐在不同環(huán)境下的適應(yīng)策略,揭示低效人工刺槐林的形成機(jī)制,為黃土高原植被恢復(fù)的造林選址和后續(xù)管護(hù)提供理論依據(jù)。取得的主要結(jié)果如下:(1)刺槐的功能性狀隨坡位和坡向呈規(guī)律性變化:陽(yáng)坡刺槐的葉氮含量、葉磷含量、葉有機(jī)碳含量、根磷含量、根有機(jī)碳含量、根組織密度均大于陰坡;根氮含量、葉厚度、葉組織密度、比葉面積、比根長(zhǎng)均小于陰坡。隨坡位上升,葉氮含量、葉磷含量、葉有機(jī)碳含量、根磷含量、根氮含量、比葉面積、葉厚度均呈減小趨勢(shì);根有機(jī)碳含量和葉組織密度呈增大趨勢(shì)。刺槐通過(guò)改變自身功能性狀以適應(yīng)異質(zhì)性環(huán)境,針對(duì)不同坡位和坡向形成不同的適應(yīng)策略:在陽(yáng)坡和下坡對(duì)生長(zhǎng)組織的投資更多,傾向于快速生長(zhǎng);在陰坡和上坡則著重于保守防御,對(duì)不利環(huán)境有更強(qiáng)的適應(yīng)性。(2)通過(guò)對(duì)刺槐功能性狀與環(huán)境因子及功能性狀相互間的相關(guān)性分析得出:刺槐功能性狀與環(huán)境因子間響應(yīng)關(guān)系顯著,主要受土壤水分、養(yǎng)分和坡向的影響;性狀間的協(xié)變關(guān)系不僅在同一器官中存在,在不同的器官中依然存在。株高、胸徑、地徑、冠幅均隨坡位升高而顯著減小,陽(yáng)坡株高、胸徑、地徑、冠幅均大于陰坡。綜合不同立地條件下刺槐功能性狀、生長(zhǎng)形態(tài)變化規(guī)律及其適應(yīng)策略,刺槐在陽(yáng)坡和下坡具有更好的生長(zhǎng)狀態(tài),能發(fā)揮相對(duì)較大的生態(tài)收益。(3)在控制實(shí)驗(yàn)中:隨水分脅迫程度加深,刺槐幼苗通過(guò)增大葉厚度、減小比葉面積以降低水分的散失;增大根磷含量、根有機(jī)碳含量、根組織密度以提高根系吸收水分和養(yǎng)分的效率,增加適應(yīng)成本以維持自身的生長(zhǎng)平衡。表明在干旱脅迫下,刺槐幼苗為保證其存活,增加了對(duì)防御組織的投資,導(dǎo)致其水分養(yǎng)分的利用效率降低,生長(zhǎng)受到抑制,適應(yīng)策略由浪費(fèi)型用水快速生長(zhǎng)到節(jié)約型用水高效防御的轉(zhuǎn)變。(4)隨干旱時(shí)間延長(zhǎng),刺槐的株高、地徑、冠幅、總生物量、地上生物量、地下生物量和根冠比均呈累計(jì)增加趨勢(shì);隨水分脅迫程度加深,總生物量、地上生物量、地下生物量呈減小趨勢(shì),根冠比呈增大趨勢(shì)。輕度水分脅迫對(duì)幼苗影響較小,甚至在一定程度上對(duì)其生長(zhǎng)有促進(jìn)作用;中度和重度水分脅迫下,刺槐幼苗的生長(zhǎng)受到明顯抑制,比根長(zhǎng)增大,生物量由地上向地下轉(zhuǎn)移。中度和重度水分脅迫間差異不顯著,說(shuō)明中度水分脅迫下的水分供應(yīng),已經(jīng)小于刺槐幼苗正常生長(zhǎng)所需水分的最低閾值。因此,在黃土丘陵區(qū)進(jìn)行人工刺槐植被恢復(fù)時(shí),要充分考慮立地條件和土壤水分對(duì)刺槐生長(zhǎng)和適應(yīng)策略的影響,使刺槐生長(zhǎng)在能夠維持自身生長(zhǎng)和充分適應(yīng)脅迫的閾值環(huán)境中,發(fā)揮出最大的生態(tài)效益。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S792.27

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