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浙江松林生态系统对松材线虫入侵的抵御和恢复机制

作　者: 石娟
导　师: 骆有庆；李镇宇
学　校: 北京林业大学
专　业: 森林保护
关键词: 松材线虫外来入侵生物入侵抵御恢复伐除干扰
分类号: S763.7
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

松材线虫Bursaphelenchus xylophilus(Steiner et Buhrer)Nickle是我国毁灭性的林业外来入侵生物之一。本文以浙江省富阳市和舟山市11块不同林型不同受害程度的松林为研究对象,分析了松材线虫入侵及病木伐除对松林系统植物群落结构和功能的影响;同时从松树种群、植物群落及松林生态系统三个层次上,研究了不同松林生态系统对松材线虫入侵的抵御能力,并进一步探讨了松林生态系统对松材线虫入侵的抵御和恢复机制。通过研究,主要取得以下5个结果: 1.从植物多样性和生态位的角度,探讨了松材线虫入侵对植物群落结构的影响。结果表明:当松材线虫入侵后,由于马尾松林遭到严重破坏,使林内松材线虫的食物资源供应不足,在这样的情况下,若恢复形成的群落类型向其与生态位宽的树种(白栎、冬青等阔叶树)形成的混交林或阔叶林方向发展,则马尾松将不再独占主导地位,林内的物种多样性升高。反之,如果更新成第二代马尾松林,则林内的物种多样性下降。 2.在研究伐除干扰对植物多样性的影响时,建立了伐倒干扰强度指数,对于特定马尾松受害林分,群落的多样性指数随伐倒干扰强度指数的变化表现规律符合“中间高度膨胀”理论,即在较小和较大伐倒干扰强度时,群落多样性指数较低;中等伐倒干扰强度时,群落多样性指数较高。同时经协方差分析可知:它对群落内灌草多样性指数的变化反应最为显著。表明这一指数能有效反应松材线虫入侵及病木伐除后马尾松林植物多样性的变化。 3.从生长量、生物量和木材产出率的角度,分析了松材线虫入侵对植物群落功能的影响。结果表明:在伐除受害木和利用引诱剂诱集主要传播媒介松墨天牛等措施的干预下,使特定林分的平均生长水平出现了高峰,但要想保持受害区林分未受害马尾松树的平均生长量,必须采取一系列保护措施。同时建立了一系列灰色系统模型和灰色—马尔可夫组合预测模型,结果表明:灰色系统模型的后验差比值C和最小误差概率P精度好;灰色—马尔可夫模型历史拟合平均相对误差为4.89%,可见这两个模型精度高,可用于对松材线虫入侵区的马尾松林分因子的生长进行预测。 4.从松树种群、植物群落及松林生态系统水平三个层次依次开展相关研究,分别对不同径级寄主、不同松树个体结构;不同寄主树种、不同优势树种分布格局及不同松林植物多样性下的松林抵御能力进行了比较分析。结果表明:从松树种群角度而言,大部分受害松树是林分中径级较小的林木;平均冠幅、树冠占树干的百分比、五年近期生长量越大,流脂等级越高,树的抵抗力越大。从植物群落角度而言,寄主树种的抗性等级越高,松树所占的比例越小(松阔混交林),群落的抵抗力越大。从松林系

全文目录

独创性声明  2-3
摘要  3-5
Abstract  5-12
1 引言  12-29
  1．1 研究背景  12-22
    1．1．1 松材线虫  12-14
      1．1．2．1 生活史及生物学特性  12-13
      1．1．2．2 危害和发生历史  13-14
    1．1．2 主要媒介昆虫——松墨天牛的研究  14-16
    1．1．3 松材线虫病的发生规律  16-19
      1．1．3．1 寄主树种的抗病性  16
      1．1．3．2 媒介昆虫的种群密度及携带效率  16-17
      1．1．3．3 环境因素  17-19
    1．1．4 马尾松林  19-21
      1．1．4．1 地理分布  19
      1．1．4．2 生境  19-20
      1．1．4．3 生物学特性  20
      1．1．4．4 群落演替  20-21
    1．1．5 黑松林  21-22
      1．1．5．1 地理分布  21
      1．1．5．2 生境与生物学特性  21-22
    1．1．6 湿地松林  22
  1．2 国内外研究进展  22-26
    1．2．1 国内外对生态系统入侵和抵抗性的研究  22-25
      1．2．1．1 群落的组成结构与可侵入性(Invasibility)的关系  23-24
      1．2．1．2 抵抗性的度量  24-25
    1．2．2 国内外对生态系统恢复的研究  25-26
      1．2．2．1 植被生态恢复过程中的群落动态研究  25-26
      1．2．2．2 恢复性的度量  26
  1．3 本研究的思路  26-29
    1．3．1 研究目的与意义  27
    1．3．2 研究思路  27-28
    1．3．3 研究的技术路线  28-29
2 研究地区情况概述与总体情况  29-34
  2．1 标准地概况  29-34
    2．2．1 标准地情况简介  29-32
    2．2．2 林木定位与每木检尺  32-33
    2．2．3 标准地每木坐标图  33
    2．2．4 标准地位置示意图  33-34
3 松材线虫入侵对植物群落结构的影响  34-55
  3．1 松材线虫入侵对马尾松群落植物多样性的影响  34-39
    3．1．1 研究方法  34-35
      3．1．1．1 野外调查方法  34
      3．1．1．2 物种多样性指数计算  34-35
    3．1．2 结果与分析  35-38
      3．1．2．1 群落外貌及垂直结构  35-36
      3．1．2．2 不同受害及恢复阶段的马尾松群落的植物多样性变化规律  36-38
    3．1．3 小结  38-39
  3．2 不同伐除干扰强度对物种多样性的影响  39-45
    3．2．1 对不同受害阶段马尾松群落多样性的影响  39-42
      3．2．1．1 研究方法  39
      3．2．1．2 研究结果  39-41
      3．2．1．3 小结  41-42
    3．2．2 不同受害木处理方式下植物多样性的变化  42-44
      3．2．2．1 研究方法  42-43
      3．2．2．2 研究结果  43
      3．2．2．3 小结与讨论  43-44
    3．2．3 伐桩对周围灌木——苦竹生长的影响  44-45
      3．2．3．1 研究方法  44
      3．2．3．2 研究结果  44
      3．2．3．3 小结与讨论  44-45
  3．3 松材线虫入侵对马尾松林主要种群生态位的影响  45-53
    3．3．1 研究方法  45-48
      3．3．1．1 林木重要值计算  45-46
      3．3．1．2 资源梯度范围的确定  46-48
    3．3．2 结果与分析  48-53
      3．3．2．1 不同受害阶段的马尾松林主要种群的生态位宽度分析  48-50
      3．3．2．2 不同受害阶段的马尾松林主要种群的生态位相似性比例分析  50
      3．3．2．3 不同受害阶段的马尾松林主要种群的生态位重叠分析  50-53
    3．3．3 小结  53
  3．4 结论与讨论  53-55
4 松材线虫入侵对植物群落功能的影响  55-74
  4．1 松材线虫入侵对林分生长的影响  55-61
    4．1．1 研究方法  55
    4．1．2 结果与分析  55-60
      4．1．2．1 松材线虫入侵对马尾松径生长的影响  55-57
      4．1．2．2 松材线虫入侵后对马尾松高生长的影响  57-59
      4．1．2．3 松材线虫入侵后对马尾松材积生长的影响  59-60
    4．1．3 小结  60-61
  4．2 松材线虫入侵后马尾松林木生长模型的研究  61-69
    4．2．1 研究方法  61-63
      4．2．1．1 对象木树干解析  61
      4．2．1．2 模型的选择  61-63
    4．2．2 结果与分析  63-68
      4．2．2．1 松材线虫入侵后马尾松林木生长灰色预测模型  63-64
      4．2．2．2 松材线虫入侵后马尾松林木生长灰色—马尔可夫链组合模型  64-68
    4．2．3 小结与讨论  68-69
  4．3 松材线虫入侵对马尾松种群生物量的影响  69-71
    4．3．1 研究方法  69-70
      4．3．1．1 时空互代法  69
      4．3．1．2 种群生物量测定  69-70
    4．3．2 结果与分析  70-71
    4．3．3 讨论  71
  4．4 松材线虫入侵对马尾松林林分出材率的影响  71-72
    4．4．1 研究方法  71
    4．4．2 研究结果  71-72
    4．4．3 讨论  72
  4．5 小结与讨论  72-74
5 不同松林生态系统对松材线虫入侵的抵御能力研究  74-85
  5．1 在种群水平上松林对松材线虫入侵的抵御能力  74-80
    5．1．1 不同径级大小的马尾松抵御能力比较  74-78
      5．1．1．1 研究方法  74
      5．1．1．2 结果与分析  74-77
      5．1．1．3 小结与讨论  77-78
    5．1．2 不同松树结构特性的马尾松抵御能力比较  78-80
      5．1．2．1 研究方法  78
      5．1．2．2 结果分析  78-79
      5．1．2．3 小结与讨论  79-80
  5．2 在植物群落水平上松林对松材线虫入侵的抵御能力  80-83
    5．2．1 不同寄主树种的抵御能力比较  80-81
      5．2．1．1 研究方法  80
      5．2．1．2 结果与分析  80
      5．2．1．3 讨论  80-81
    5．2．2 不同树种混交方式的松林抵御能力比较  81-83
      5．2．2．1 不同马尾松和黑松混交方式的松林抵御能力比较  81-82
      5．2．2．2 不同马尾松阔叶树混交方式的松林抵御能力比较  82-83
  5．3 在松林生态系统水平上松林对松材线虫入侵的抵御能力  83-84
    5．3．1 研究方法  83
    5．3．2 研究结果  83-84
    5．3．3 小结与讨论  84
  5．4 小结与讨论  84-85
6 松林生态系统对松材线虫入侵的抵御和恢复机制  85-101
  6．1 应用解释结构模型分析松林生态系统对松材线虫干扰的响应  85-95
    6．1．1 研究方法  86-89
    6．1．2 松林生态系统对松材线虫干扰响应因素的ISM模型  89-93
      6．1．2．1 建立邻接矩阵和构思模型  89-91
      6．1．2．2 建立松林生态系统对松材线虫干扰响应的可达矩阵  91
      6．1．2．3 区域和级间分解  91-93
    6．1．3 结果与分析  93-95
    6．1．4 小结与讨论  95
  6．2 松林生态系统对松材线虫入侵抵御和恢复能力的评价指标体系  95-101
    6．2．1 研究方法  96
    6．2．2 松林生态系统对松材线虫入侵的抵御和恢复能力评价指标体系的建立  96-98
      6．2．2．1 框架设计  96-98
      6．2．2．2 算法  98
      6．2．2．3 RR值分级  98
    6．2．3 指标体系精度回验  98-99
    6．2．4 小结与讨论  99-101
7 结论与讨论  101-108
  7．1 结论  101-103
    7．1．1 松材线虫入侵后植物群落结构的变化规律  101
    7．1．2 松材线虫入侵后植物群落功能的变化规律  101-102
    7．1．3 松材线虫入侵后植物群落结构和功能的综合变化规律  102
    7．1．4 不同松林生态系统对松材线虫入侵的抵御能力研究  102
    7．1．5 松林生态系统对松材线虫入侵的抵御和恢复机制  102-103
  7．2 讨论与建议  103-105
    7．2．1 预防为主  103-104
    7．2．2 配套防治  104
    7．2．3 生态恢复  104-105
  7．3 论文主要创新点  105-108
参考文献  108-117
个人简介  117-118
导师简介  118-119
在读期间发表的论文目录清单  119-120
致谢  120

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