不同土壤基质与施加氮肥对日本落叶松(Larix kaempferi)和长白落叶松(Lolgensis)竞争关系的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 郭庆学
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| 答辩日期 | 2017 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 李春阳 |
| 关键词 | 人工林生产力 环境异质性 人工林管理 生态位分化 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 其他题名 | Effects of two soil types and N fertilization on competition relationship between Larix kaempferi and L. olgensis |
| 英文摘要 | 作为一种特殊的森林类型，人工林已经是全球森林生态系统的重要组成部分，在木材生产、水土保持和生物多样性等经济生产和生态功能领域，有非常重要的作用。我国是世界上人工林面积最大的国家，长白落叶松和日本落叶松人工林广泛分布在中国东北大部地区。施肥与构建混交林是提高人工林生产力的两种重要措施，本文以日本落叶松和长白落叶松为研究对象，探索不同土壤类型和施肥对两种落叶松竞争关系以及生长的影响，主要得到以下结论。首先，种间竞争与种内竞争对两种落叶松的根系特征影响不同。当两种落叶松混种时，相比种内竞争，二者的比根长(Specific root length: SRL)和比根尖密度(Specific root tip density: SRD)较高，而平均根系直径(Average diameter: AD)有降低的趋势。这表明，种间竞争时两种落叶松感知到异种的存在，通过调整根系结构，增强吸收土壤养分的能力。比如在第一次收获时(2014年8月末)，在未施加N肥的落叶松土壤中，种间竞争促使两种落叶松叶片中的N浓度显著高于两物种各自的种内竞争状态，而叶片中C:N值显著的低于种内竞争时。其次，两种落叶松的种间竞争关系表现出时间上的差异。2014年，在未施加N肥的落叶松土壤以及天然次生林土壤中，两种落叶松的叶片、茎枝、根系和总生物量均未表现出明显的差异；施加N肥的落叶松土壤中，日本落叶松的生长受到长白落叶松的促进作用，使得前者的叶片、茎枝、根系和总生物量最高，相对竞争强度(Relative competition intensity: RCI)显著的高于长白落叶松，导致后者的生长受到轻微的抑制，而在其他条件下，二者的相对竞争强度则未有显著差异。然而，在2015年时，施加N肥的落叶松土中，日本落叶松的相对竞争强度降低，相反的，长白落叶松的竞争强度升高，二者的总生物量未有明显的差异；在未施加N肥的落叶松土壤中，长白落叶松的生长受到日本落叶松的促进作用，而在天然次生林土中，日本落叶松的生长受到长白落叶松的促进作用，后者受到抑制。日本落叶松土抑制日本落叶松的生长，在2015年，天然次生林土壤中，日本落叶松(种内和种间竞争)的生物量均显著较高，施N肥能有效的促进日本落叶松的生长。第三，竞争、施肥和土壤影响两种落叶松叶片、茎枝和根系的基本元素(C、N和P)以及非结构性碳水化合物浓度的变化(从2014到2015)，比如在未施加N肥的日本落叶松土中，混种的日本落叶松茎枝和叶片的淀粉和总非结构性碳水化合物(Total non-structural carbohydrate, TNC)浓度变化显著的高于其纯种时。竞争、施肥和土壤也影响两物种N库、P库和非结构性碳水化合物的含量以及相对应的积累速率，结果表明，从2014年到2015年，生长受到促进的物种，其C、N和P以及非结构性碳水化合物含量的积累速率显著较高。最后，2015年7月末与8月末，不同条件下两种落叶松的净光合速率(Pn)以及光合N利用效率(Photosynthetic N-use efficiency, PNUE)表现不同，但是两种落叶松光合P利用效率(Photosynthetic P-use efficiency, PPUE)变化最为明显，比如在天然次生林土中，7月份两种落叶松的PPUE未出现明显的变化，但是在8月末份，混种时的日本落叶松PPUE显著高于其纯种条件下。从叶片的超微结构看出，不同的竞争条件下，受到促进的植物，单位视野内，其叶片中含有的叶绿体数量较多，其叶片的叶绿a/b值显著升高，而生长受到抑制的植株，叶绿素a/b值显著降低，这说明，叶绿素a/b可能反映出物种之间的竞争状态。物种、竞争和土壤影响着两种落叶松对15NO3--N和15NH4+-N的选择吸收偏好，在未施N的落叶松土中，与日本落叶松混种后，长白落叶松吸收15NO3--N显著增加，而在次生林土中，混种的日本落叶松对15NO3--N的吸收能力有升高的趋势，但是对15NH4+-N的吸收偏好显著高于其纯种条件下。结果还发现，实验中谷氨酸脱氢酶(GDH)、谷氨酰胺合成酶(GS)的活性以及叶片中各类氨基酸浓度未有明显的变化。总的来说，日本落叶松土对日本落叶松的生长有一定的抑制作用，施加N肥后，日本落叶松的生长受到促进，特别日本落叶松与长白落叶松混种时，两种落叶松的生物量和生长速率均最高，说明在施加N肥的日本落叶松土中，混种是提高落叶松人工林产量的有效措施。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 104 |
| 源URL | [http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/24606]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山地表生过程与生态调控重点实验室 |
| 作者单位 | 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郭庆学. 不同土壤基质与施加氮肥对日本落叶松(Larix kaempferi)和长白落叶松(Lolgensis)竞争关系的影响[D]. 北京. 中国科学院大学. 2017. |
入库方式： OAI收割
来源：成都山地灾害与环境研究所
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