基本信息
- 项目名称：
- 子午岭油松天然林种内与种间竞争关系的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文利用改进的竞争指数模型，对子午岭油松天然林种内及种间竞争关系进行了研究，结果表明：对象木胸径与种内竞争强度成反比；油松群落竞争关系为：油松种内>辽东栎>漆树>春榆；竞争强度和对象木胸径服从幂函数关系；本研究改进的单木竞争模型能很好地度量油松的种内和种间竞争强度。以上研究结果能够为保护和经营油松天然林以及黄土高原沟壑区退化生态系统的植被恢复与重建提供理论依据。
- 详细介绍：
- 在全面踏查整个林分的基础上，选择具有代表性的地段设置50m×50m的样地，并在每个样地中随机选择胸径大于6cm的油松为对象木，并以对象木为中心，把所有在半径6m样圆以内的林木作为竞争木，记录竞争木的种类，并测量竞争木与对象木之间的距离，同时测量并记录竞争木和对象木的胸径、树高、冠幅等指标。然后将野外调查测定的对象木和竞争木的相关指标代入竞争指数模型中，计算出每株竞争木对对象木的竞争指数，再将N株竞争木的竞争指数累加和即得油松种内及其与伴生树种的竞争强度，最后利用计算结果探讨了油松天然林种内及种间价值关系，结果发现：(1)随对象木胸径的增大，油松种群因自疏作用使植株距离增加，种内竞争强度降低。(2)油松群落内其它物种虽较多，但个体普遍较小，结果种间竞争相对较弱，种内与种间竞争关系顺序为：油松种内>辽东栎>漆树>春榆；(3)竞争强度和对象木胸径的关系服从幂函数关系，当油松胸径达25 cm以上时，竞争强度变化不大，所得的预测模型能很好地预测油松种内和种间的竞争强度；(4)改进的竞争指数模型能很好地度量油松的种内和种间竞争强度。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 利用改进的竞争指数模型，对油松天然林从其群落内油松的径级、对象木与竞争木的基本特征、油松种内及种间竞争指数的变化上探讨了子午岭油松天然林种内及种间竞争关系；同时，本文通过对竞争强度与对象木的胸径关系的分析，建立了依赖于胸径的油松竞争强度预测模型；从而为更有效地保护和经营油松天然林，为黄土高原沟壑区退化生态系统的植被恢复与重建提供理论依据。
科学性、先进性及独特之处
- 本文采用竞争关系研究中常用的样方法，并以改进的竞争指数模型为基础，在PASW下对油松天然林种内及种间竞争指数及关系进行了科学计算和分析；研究资料为调查所得的第一手资料，其分析方法科学准确，从而保证了本研究的科学性。另外，研究中对Hegyi模型做了简单修改，使其结果更符合实际，从而体现了本研究的先进性和创新性。同时，子午岭油松天然林种内及种间竞争关系研究上目前还是一个空白，这也是本研究的创新之一。
应用价值和现实意义
- 油松是黄土高原广泛分布的常绿针叶树种，也是暖温带湿润半湿润气候区的地带性植被，为该区森林群落自然演替过程中的先锋群落与亚顶极群落，是该区生态保护和恢复的重要植被类型之一，有着重要的生态与经济价值。本文采用改进的单木竞争模型，分析了油松种内和种间的竞争强度，探讨了其自然种群内部及与伴生种之间的相互关系，为有效地保护和经营油松天然林，乃至为黄土高原沟壑区退化生态系统的植被恢复与重建提供理论依据。
学术论文摘要
- 本研究采用改进的竞争指数模型研究了甘肃省子午岭油松天然林种内和种间竞争强度。结果发现：(1)随对象木胸径的增大，油松种群因自疏作用使植株距离增加，种内竞争强度降低。(2)油松群落内其它物种虽较多，但个体普遍较小，结果种间竞争相对较弱，种内与种间竞争关系顺序为：油松种内>辽东栎>漆树>春榆；(3)竞争强度和对象木胸径的关系服从幂函数关系，当油松胸径达25 cm以上时，竞争强度变化不大，所得的预测模型能很好地预测油松种内和种间的竞争强度；(4)改进的竞争指数模型能很好地度量油松的种内和种间竞争强度。
获奖情况
- 2010年10月荣获学校第十一届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛二等奖
鉴定结果
- 无
参考文献
- Pukkalat J. 2002. Application of ecological field theory in distance-dependent growth modeling. Forest Ecology and Management, 161: 101-107. Weigelt A, Jolliffe P. 2003. Indices of plant competition. Journal of Ecology, 91(5): 707-720. 段仁燕, 王孝安. 2004. 植物邻体干扰的研究范畴、热点及意义. 西北植物学报, 24(6): 1138-1144. 李先琨, 苏宗明, 欧祖兰, 等. 2002. 元宝山冷杉群落种内与种间竞争的数量关系. 植物资源与环境学报, 11 (1) : 20 - 24. 李裕元, 郑纪勇, 邵明安. 2005. 子午岭天然林与人工林群落特征比较研究. 西北植物学报, 25 (12): 2447-2456. 刘红润, 李凤日. 2010. 红松天然林种内和种间竞争关系的研究. 植物研究, 30(4): 479-484. 张根水. 2010. 红楠天然林种内与种间的竞争关系. 福建林学院学报, 30(2): 179-182. 周志强, 刘彤, 李云灵. 2007. 立地条件差异对天然东北红豆杉(Taxus cuspidata)种间竞争的影响. 生态学报, 27(6): 2223-2228.
同类课题研究水平概述
- 竞争现象在植物群落特别是自然群落中普遍存在，植物间的竞争主要表现为邻近的植物体之间对有限生存空间和环境资源的争夺，从而导致相关个体的适合度下降，影响植物的存活、生长和形态建成，最终改变植物的群落结构与功能以及发展动态(Yokazawaetal., 1998; 张思玉和郑世群, 2001; 刘彤等, 2007)。植物种内种间竞争是目前植物生态学研究的核心问题之一(李先琨等, 2002; 段仁燕和王孝安, 2005; Bristowet al., 2006; Cortini &Comeau, 2008)。相关研究主要有两类：通过部分添加或取代系列设计(partial additive or replament series design)等人为控制试验研究不同植物种间的竞争(Fetene, 2003; Wanget al., 2004; Bristowet al., 2006)，以及通过野外调查反映不同植物种内和种间的竞争(Yoshida & Kamitan,i 2000; Filipescu & Comea 2007)。近年来关于常绿阔叶林、针叶林和针阔混交林等的优势种群的竞争已有不少报道(张思玉和郑世群, 2001; 张跃西和钟章成, 2003; 张池等2006),发现森林群落中优势种之间存在着明显的竞争关系；有关天然林的优势种群的竞争也有少量报道(张琼等, 2005; 刘红润和李凤日, 2010; 张根水. 2010.)，但油松天然林群落尤其是黄土高原退化生态系统中油松种内及种间竞争尚未见报道。 目前在研究方法上，对于林木种群种内、种间竞争关系的研究一般是先确定竞争区域，普遍认为以对象木为圆心，半径分别为5、6或8m所确定的圆为竞争区域(邹春静等, 2001; 刘彤等,2007; 满自红等,2008)，并将竞争区域内所有树木定义为竞争木。而对于分析方法上，国内外学者采用多种竞争模型来定量研究植物种内和种间的竞争强度(Hurlber S H, 1978; Weiner J, 1984; 张越西, 1993; 吴巩胜和王政权, 2000; 吴承桢等, 2001)，但以Hegyi提出的与距离有关的竞争指数模型较常用，效果较好(邹春静和徐文铎, 1998; 李先琨等, 2002; 金则新等, 2004; 张池等, 2006)。
