山東省常用恢復(fù)樹種徑向生長與氣候關(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)的研究對象，加強(qiáng)對其生長特性的了解意義重大。研究表明樹木的生長尤其是徑向生長和立地環(huán)境密切相關(guān)并受氣候變化的影響，通過研究樹輪寬度的生長變異，不但可以了解樹木歷年的生長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)測未來氣候變化以及研究氣候變化對樹木生長和森林結(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)。本研究選擇外來樹種刺槐(Robiniapseudoacacia L.)和兩種鄉(xiāng)土樹種赤松(Pinus densiflora Sieb.et Zucc.)、麻櫟(Quercus acutissima Carr.)作為研究對象，旨在為適宜樹種選擇提供重要的理論依據(jù)。刺槐作為一個較常用的混交樹種和植被重建的先鋒樹種對我國溫帶大部

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亞頂級鄉(xiāng)土針葉種，不但成為主要的森林建群樹種，也能夠?yàn)槠渌貛月淙~闊葉樹種入侵、生長提供基礎(chǔ)，創(chuàng)造適生條件，這對于在荒山禿嶺科學(xué)地營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)土落葉闊葉樹種，其生長、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)。這三種樹種作為山東乃至中國華北生態(tài)恢復(fù)與重建的先鋒種、項(xiàng)級優(yōu)勢種代表，研究其樹木徑向生長與環(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種的發(fā)展現(xiàn)狀，選取萊蕪房干(LF)、棗莊抱犢崮(ZB)、東營仙河(DX)、青島嶗山(QL)、德州臨邑(DL)、菏澤曹縣(

5、HC)六個較典型地區(qū)作為此次研究樣地，基于國際樹木年輪數(shù)據(jù)庫(ITRDB)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行野外取樣，對樣本進(jìn)行交叉定年和寬度測量。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)曲線來模擬三個樹種徑向生長趨勢，經(jīng)過

6、檢驗(yàn)是可靠的，都達(dá)到極顯著水平，據(jù)此求得樹輪指數(shù)序列(RWI)。選擇當(dāng)年生長季(CG:4、5、6、7、8、9、10月)，生長季外(OG：11、12、1、2、3月)，上一個生長季(PG：4、5、6、7、8、9、10月)的月平均氣溫(T<,m>)和月降水量(P<,m>)作為氣象因子與樹輪指數(shù)序列進(jìn)行相關(guān)分析。刺槐在6個樣點(diǎn)的相關(guān)分析顯示，刺槐徑向生長在萊蕪房干地區(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，刺槐的生長在生長季前期和生長旺季都主要受到溫度的限制，而夏季降水高峰過去之后，刺槐生長對降水的需求則

8、明顯表現(xiàn)出來，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刺槐生長也具有顯著影響。具體到各個地區(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月溫度對赤松徑向生長有正相關(guān)作用，10月的降水對赤松徑向生長有負(fù)相關(guān)作用；在青島嶗山，赤松徑向生長與當(dāng)年2-5月、9月溫度有負(fù)相關(guān)。這表明生長季前期和末期的氣候因子對赤松生長影響較大，但兩個地區(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。赤松為喜光樹種，在萊蕪房干生長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，但降水過度增加造成光照減少，影響光合作用反而制約赤松生長。在青島嶗山，赤松生長與春季低溫相適應(yīng)，溫度升高使樹木呼吸作用加強(qiáng)，而光合作用受阻，從而抑制赤松生長。 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樹木生長的限制作用，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，降水成為麻櫟生長的主要限制因子。對刺槐、赤松、麻櫟分別進(jìn)行單年分析，對每年的溫度和降水因子求距平，檢查與其相應(yīng)的樹輪指數(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木徑向生長與環(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)生長的不同氣候限制因子，對三個樹種徑向生長與氣候因子間的關(guān)系進(jìn)行了