荒漠植物枝系构型影响因素分析

荒漠植物的枝系构型的影响因素包括各级分枝角度、各级分枝长度、枝径比、逐步分枝率和总体分枝率、树冠分维数、分枝分维数和计盒维数等17个指标。采用主成分分析(PCA)方法对50种典型荒漠植物的17个构型指标进行分析,结果表明:第一主成分的贡献率十分高,达到77.0%,其中2级分枝长度和3级分枝长度是影响枝系构件的主要因素;第二主成分的贡献率只有11.3%,主要综合了3级分枝角度、2级分枝角度和1级分枝角度三个因素。对枝系构型因素进行PCA排序可将其划分为三类:第一类包括各级分枝长度;第二类包括逐步分枝率和分形维数;第三类包括各级分枝角度和枝径比等。通过第一和第二主成分分析体现了荒漠植物的两种不同的生态适应机制,即在分枝长度上和分形维数上,趋于增加和减小两种趋势,但在分枝角度方面,都有趋于增大的趋向。

民勤荒漠植物枝系构型的分类研究

荒漠植物的枝系构型因素包括各级分枝角度、各级分枝长度、枝径比、逐步分枝率和总体分枝率、分枝分维数和计盒维数等16个指标.采用组内欧式距离法进行聚类,把荒漠植物依构型指标分为4个类型:第一类型包括霸王(Zyg ophy llum x anthoxy lum)、黄刺条(C arag ana f rutex)等14种荒漠植物;第二类型包括秦晋锦鸡儿(C.pur-d om ii)、荒漠锦鸡儿(C.roborovsky i)等11种荒漠植物;第三类型包括网状沙拐枣(C a llig onum cancella tum)、黄花草木樨(M elilotus suaveolens)等9种荒漠植物;第四类型包括扁果木蓼(A traphax is rep licta)、洋白蜡(F rax inus am eri-cana)等14种荒漠植物.不同的枝系构型类型反映了不同荒漠植物对于空间资源与环境的长期适应对策.

腾格里沙漠南缘唐古特白刺克隆分株生长格局及枝系构型分析

选取腾格里沙漠南缘景泰点(JBDZ)、古浪点(GMLT)和民勤点(MQQF)及对照点兰州(LZNS)天然分布的唐古特白刺克隆种群,结合统计检验和分形理论分析研究唐古特白刺克隆分株生长格局及枝系构型的环境异质性。结果表明,唐古特白刺表现出较为明显的形态可塑性,克隆分株存在显著差异,随着水分梯度递减,分株间距逐渐增大,对照点LZNS分株各指标普遍高于沙漠南缘三地,分株克隆生长格局呈现密集型,MQQF分株克隆生长格局有一定的游击趋势。克隆整合使得唐古特白刺克隆种群枝系构型表现复杂,LZNS的各级分枝角最小,MQQF最大;枝径比波动大,LZNS各级枝径比普遍最大,MQQF最小;LZNS唐古特白刺克隆植株总体分枝率和逐步分枝率均显著高于MQQF,但与JBDZ和GMLT差异不大;枝系分枝强度和各分维数表现较为一致,均以LZNS较大,沙漠南缘三地则表现出随水分梯度递减,白刺克隆植株分维数逐渐下降,枝系的空间格局趋于简单。研究表明在水分条件差的生境,唐古特白刺克隆种群获取资源的主要对策是,分株间距增加,分枝角度加大,而分枝强度变小,克隆生长格局趋于游击型,利于基株跨越和逃离逆境以获取水分。

梭梭不同生长阶段的枝系构型特征

通过对民勤荒漠植物梭梭(Haloxylon ammodendron)不同生长发育阶段(3～11a龄)枝系构型进行了统计分析。结果表明:1)梭梭不同生长阶段的分枝格局参数,总体分枝率和分枝角度差异不显著,且总体分枝率均较低。2)梭梭生长初期逐步分枝率(SBR)1∶2大于生长后期,而梭梭生长初期(SBR)2∶3小于生长后期。3)梭梭的分枝角度随级数的增加而呈现减小的趋势,梭梭在越靠近植株顶端,年幼的枝和干之间的分枝角度越接近于30°,而在越靠近植株基部的老枝和干之间的分枝角度多接近于60°。4)梭梭的各级分枝长度存在显著差异(p<0.05),梭梭枝条的伸展能力从低级到高级呈现相对减弱的趋势。5)随着梭梭个体生长发育,其植株的枝径比差异显著(p<0.05),随分枝级数的增加,其枝径比呈现出逐渐增大的趋势,说明其枝条间的承载力越大。梭梭在不同生长发育阶段,枝系构型表现出一定的可塑性,反映了对荒漠环境的适应。

荒漠植物胡杨不同发育阶段的枝系构型可塑性研究

【目的】以准噶尔盆地南缘荒漠植物胡杨为研究对象,对其不同发育阶段的枝系构型特征进行研究,为荒漠植物的生态适应性及进化机制提供理论依据,并为防风林的配置提供一定的理论数据。【方法】根据胡杨胸径的大小,比较胡杨不同生长发育阶段的枝系构型特征值:分枝长度,分枝角度,枝径比,逐步分枝率和总体分枝率。【结果】(1)树冠不同部位构型格局中,各级分枝长度数值和各级分枝角度数值从上到下均表现为逐渐变大的趋势;(2)幼龄期、中龄期和老龄期分枝长度从第3级到1级排序为老龄期>中龄期>幼龄期,且幼龄期、中龄期和老龄期枝条伸展能力从第3级到1级呈现相对减弱的趋势;(3)不同生长发育阶段的各级分枝角度没有明显变化,除当年生、2级和3级分枝角度之间差异显著之外,其他类型之间的差异不显著;各分枝角度不仅随枝级的增加而增而且随发育程度的增加而增大;(4)在胡杨植株生长过程中,其植株枝径比差异不显著(P<0.05);(5)幼龄期、中龄期和老龄期的总体分枝率和逐步分枝率均呈现差异显著(P<0.05),且总体分枝率均较大,分别为1.95±0.15、1.96±0.07和2.38±0.05。【结论】胡杨植冠构型在空间分布格局上呈现一定的可塑性,而且胡杨在不同生长发育阶段上枝系构型也呈现一定的可塑性。与灰叶胡杨枝系构型有一定的相似性。

濒危物种灰叶胡杨不同发育阶段枝系构型特征研究

以灰叶胡杨这种非常重要的濒危的荒漠植物为研究对象,以不同胸径代表不同发育阶段的灰叶胡杨,通过对其枝系构成指标的测定与分析,探明了:1.随着发育阶段的成熟,分枝的级别增加,枝系构型的中部分枝较为丰富,下部分枝较为疏松,促进通风透光,提高空间利用率;分枝长度随分枝级别增加而变短;2.分枝率随胸径增大而增大;在相同胸径范围内,逐步分枝率差异显著或极显著,不同发育阶段枝倾角差异显著,胸径越小,枝倾角越大,分枝构型越为上冲,随胸径增加,枝倾角减小;分枝级别越高,分枝角度越小,构型越紧凑,上部分枝枝倾角较小构型相对平展;3.灰叶胡杨叶片长大于宽,近乎圆形,随着胸径变大,叶面积有所增加,叶片数也增多,作为枝上的构建单元也作为辅助参数构成了分枝格局的一部分,反映了其枝系构型的结构特点,对光照等能源的利用及适应策略。

荒漠草原不同生长年限中间锦鸡儿灌丛枝系构型特征

基于分维数理论,对荒漠草原5个不同生长年限(未平茬16年、25年、37年生及平茬后1年、5年生)中间锦鸡儿(Caragana intermedia)灌丛的枝系构型变化进行分析,并探讨其生态适应策略。中间锦鸡儿灌丛的冠幅、株高、基径等指标基本随生长年限的增加呈先增大后降低趋势,未平茬中间锦鸡儿灌丛的地上生物量随林龄的增加呈下降趋势,老林龄(37年生)灌丛以自我更新的方式来抵制衰老的态势;平茬后1年与5年生中间锦鸡儿灌丛的枝径比(ratio of branch diameter,RBD)较未平茬16、25、37年林龄灌丛大,平茬后灌丛枝条间的承载力增大;中间锦鸡儿灌丛的总体分枝率(overall bifurcation ratio,OBR)以及低级枝的逐步分枝率(stepwise bifurcation ratio,SBR1∶2)随林龄增大而减小,平茬后1年生灌丛的OBR及SBR1∶2较未平茬3种年限林龄的灌丛大,但平茬后5年生灌丛的OBR和SBR1∶2急剧降低;未平茬灌丛的树冠分维数(crown fractal dimensions,CFD)较低,均小于1,且随林龄增大,树冠分维数降低。平茬后的灌丛CFD值大于1,尤以平茬后5年生灌丛为最大。未平茬灌丛的分枝分维数(bifurcation fractal dimensions,BFD)随林龄增大而减小,平茬后1年生灌丛BFD值大于未平茬灌丛,平茬后5年生灌丛BFD值最小。在构件水平上,16、25、37年生中间锦鸡儿灌丛出现衰退型发育的趋势。16年生中间锦鸡儿灌丛的枝系空间格局最为复杂,其占据空间的能力以及利用空间资源的潜能较高。但随着灌丛林龄的增加,中间锦鸡儿的枝系构型趋于简化,对空间资源的利用潜能和生态适应能力下降。平茬有利于刺激灌丛空间格局的发展,使灌丛枝系构型复杂化,但平茬后生长5年的灌丛,其构型发展主要以各级分枝枝长为主,分枝数对其贡献不大。

3种枸杞的枝系构型特征比较

以引自甘肃临夏的宁杞1号和民勤青土湖的黑果枸杞以及野生枸杞为研究对象,应用枝系构型理论与方法对三者的枝系构成指标进行测定与分析,结果表明:1)3种枸杞的分枝长和分枝角从1级到3级呈现逐渐减小的趋势,而逐步分枝率(SBR)呈增大趋势;2)生境对野生枸杞与宁杞1号、黑果枸杞的枝径比(RBD2∶1)和逐步分枝率(SBR1∶2)影响显著,但对三者的枝径比(RBD3∶2)和总体分枝率(OBR)的影响不显著;3)野生枸杞对恶劣的环境有更好的适应策略,而在同一生长环境中,黑果枸杞较宁杞1号更占优势。

黄金宝树树冠分形特征及枝系构型分析

以黄金宝幼树为研究对象,经过2 a左右的生长观察,分析其树冠的分形维数及其枝系构型,采用主成分分析方法对9个枝系构型指标进行分析,结果表明,黄金宝树冠幅均值的分形维数为0.57,冠幅面积的分形维数为0.18,树冠体积的分形维数为0.21;该时期以高生长为主,各枝处于生长状态,但四级枝条较少,枝条由一级转化为二级的能力高于二级转化为三级和三级转化为四级。主成分分析结果还表明,第一主成分贡献率为40.37%,第二主成分贡献率为21.61%;通过第一和第二主成分分析体现了黄金宝树该阶段的2种生态适应机制,即冠幅、冠幅面积、冠幅体积和枝径均值均趋于增大,逐步分枝率3,4和枝条倾角则均趋于减小。

2种生境下红砂枝系构型特征

[目的]探究不同生境下红砂的枝系构型特征,并分析红砂植物构型对其生存的外在环境变异的适应策略。[方法]以荒漠地区超旱生小灌木红砂(Reaumuria soongorica)为研究对象,选择兰州九州台和张掖临泽2个样点,结合统计检验和分形理论的方法,通过分枝率、分枝长度、分枝角度、枝径比指标来研究2种生境下红砂的枝系构型变异特征。[结果]兰州九州台红砂和张掖临泽红砂的总体分枝率和逐步分枝率差异均不显著,兰州九州台红砂总体分枝率略大于张掖临泽红砂,逐步分枝率呈现出兰州九州台红砂略小于张掖临泽红砂。兰州九州台红砂各级分枝枝长均显著长于张掖临泽红砂,且兰州九州台红砂和张掖临泽红砂枝条伸展能力从第1级到第4级呈相对减弱趋势。兰州九州台红砂和张掖临泽红砂的分枝角度差异显著,总体上兰州九州台红砂各级分枝角度显著大于张掖临泽红砂,从1级到4级分枝角度呈明显减小趋势,角度均小于90°。兰州九州台红砂各级枝径比显著高于张掖临泽红砂,即兰州九州台红砂的承载力显著高于张掖临泽红砂。[结论]研究结果为深入了解红砂内部结构及其对环境的生态适应性提供了理论依据。

灌木枝系结构与积沙效能野外观测

通过对油蒿(Artemisia ordosica)、沙蒿(A.desertorum)、梭梭(Haloxylon ammodendron)、花棒(Hedysarum scoparium)、白刺(Nitraria tangutorum)、红砂(Reaumuria soongorica)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)和两种仿真灌木的各级枝数量的观测,分析比较了灌木枝系结构与其积沙量关系。结果显示:半球形的仿真灌木积沙量最大;灌木积沙量与其总体分枝率成反比,但不同形状的灌木积沙量取决于枝系结构。积沙量较大的梭形和半球体灌木是内密外疏,而坛状灌木的内外疏而中间密的积沙量较大。灌木积沙量与枝系结构复杂程度有密切联系,且随着总体分枝率和逐步分枝率变异系数增大而增大。

吉兰泰盐湖不同造林方式下梭梭枝系构型特征分析

人工造林是干旱荒漠地区减少土地荒漠化的重要手段。不同造林措施影响着植物存活率及植物的生长状态。为探究干旱荒漠区不同造林方式对梭梭地上构件在空间排列方式的影响,采用枝系构型的理论和方法,对吉兰泰不同造林方式中梭梭的分枝构型特征进行研究。结果表明:1)不同造林方式下的梭梭分枝构型有较大的差异,主要体现在分枝长度、角度、枝径、体积等变化明显;2)不同造林方式中梭梭的分枝长度、枝径、体积总体均呈现随枝序级别的增加其值减小的趋势,但各级别分枝角度表现出不规则分布的特征;3)不同造林方式中梭梭的总体分枝率表现为:水冲造林>机械穴植造林>抢墒造林,分别为6.51±1.95、2.88±0.77、2.23±0.61。抢墒造林的梭梭枝系长度、枝径、体积、分枝能力均优于水冲、机械穴枝造林,能够在有限的自然资源中获得更多的空间资源。因此,抢墒造林技术是更适宜吉兰泰当地梭梭生长的人工造林方式。

不同生态环境中梭梭枝系构型特征分析

按降水差异在古尔班通古特沙漠南缘自西向东依次选择克拉玛依、121团、150团、阜康、奇台5个样点,研究不同生态环境中梭梭的构型特征,以求探讨荒漠植物梭梭对环境的适从机理。结果显示:分枝率数值依样地顺序大体呈减小的趋势,阜康和奇台的分枝总数和1级分枝数远远大于其他3个样地。枝径比和分枝率有着相似的发展趋势;各级分枝枝长大体上依所选样地顺序减短;各样地1~4级分枝角度自36°~62°逐渐增大,1~3级分枝角度增大幅度不明显,4级分枝角度增幅在10°以上,各样地分枝角度大体依样地顺序减小;克拉玛依、121团和150团的梭梭外部整体轮廓大致呈椭球形,阜康和奇台梭梭外部整体轮廓趋于球形。据野外观察,发现克拉玛依、121团以及150团的梭梭枝系构型大致呈伸展型,阜康和奇台的梭梭枝系构型大致呈发散型。

黄金宝树幼龄木枝系构型特征及影响因素

为分析黄金宝树（Melaleuca bracteata）幼龄木不同生长高度的枝系构型特征及影响因素,通过统计分析不同高度阶段的枝系构型指标,并采用主成分分析法分析影响枝系构型的因素。结果表明：随着高度的增加,树高、地径、冠幅均值、树冠体积、逐步分枝率1,2与枝径均值对枝系构型的影响趋于上升;总体分枝率、逐步分枝率2,3、逐步分枝率3,4与枝条倾角均值对枝系构型的影响则增减不一。第1主成分的贡献率在23.61%-60.32%间,当高度小于60 cm时,树冠体积、枝径均值及冠幅均值是影响枝系构型的主要影响因素;高度在60-80 cm时,树冠体积和冠幅均值是主要影响因素;高度在80-100cm时,逐步分枝率1,2和总体分枝率是该阶段的主要影响因素;高度在100-120 cm时,逐步分枝率1,2、冠幅均值及枝径均值为主要影响因素。高度超过120 cm时,逐步分枝率1,2的绝对值最大,说明其为该阶段影响枝系构型的主要因素。

茂兰喀斯特区典型灌木枝系构型特征

地形是导致植物构型异质性的重要因素,了解喀斯特区典型灌木枝系构型在不同地形部位的适应特征,对揭示喀斯特植物的维持机制具有重要意义。运用Harper构件理论,对喀斯特区不同地形部位5种典型灌木的枝系构型特征进行了调查分析。结果显示:(1)不同地形,槽谷灌木种分枝数、分枝长度显著大于坡面,逐步分枝率、分枝角度小于坡面,分枝间距大于坡面,槽谷较坡面灌木生长旺盛。同一地形不同灌木种间,分枝数、分枝角度间存在显著差异(P<0.05)。(2)灌木种各级分枝长度有明显变化,随分枝级数的增加枝条伸展能力呈现出相对减弱的趋势。逐步分枝率趋势为SBR_(1∶2)<SBR_(2∶3)<SBR_(3∶4),通过低分枝率来增加有效光合作用面积。灌木种枝径比随着分枝级数的增加而逐渐增大,说明高级枝之间水分和养分的运输状况对灌木的生长发育影响大。喀斯特灌木对空间资源的利用率高,在不同地形部位不同灌木树种枝系构型表现出一定的可塑性,反映了喀斯特灌木种对喀斯特环境的适应。

吉兰泰荒漠-绿洲过渡带平茬花棒枝系构型特征

为探讨平茬花棒(Hedysarum scoparium)对不同立地类型的响应及适应机制,采用典型抽样法对吉兰泰荒漠-绿洲过渡带不同立地类型(丘顶、平缓沙地、丘间低地)平茬花棒枝系特征和生物量分配特征进行了分析。结果表明,各立地类型平茬花棒长势良好,丘间低地花棒株高和基径均显著高于丘顶(P<0.05),平茬花棒地上生物量大小依次为:丘间低地>平缓沙地>丘顶;总体分枝率由丘间低地到丘顶呈逐渐增大趋势,丘间低地平茬花棒的分枝能力弱于丘顶、平缓沙地;丘顶2、3级分枝数(SBR_(2∶3))的分枝能力大于丘间低地(P<0.05),平茬花棒在丘顶呈发散式生长;各级分枝长度由丘间低地到丘顶呈逐渐减小趋势,丘顶2、3级枝茎比(RBD_(3∶2))显著大于平缓沙地和丘间低地,丘顶平茬花棒枝系承载力优于平缓沙地和丘间低地;相关性分析发现,土壤含水量、土壤温度和空气温度对平茬花棒株高、冠幅、基径和地上生物量影响显著,且土壤水分与地上生物量呈正相关关系。研究结果表明,在水分条件较差的生境,平茬花棒通过增加枝径比、减少分枝数和地上生物量来适应外界环境变化,而且在丘间低地平茬措施更有利于退化花棒复壮更新。研究结果可为地区花棒人工林更新复壮及地区生态恢复提供科学依据。

平茬花棒枝系构型调控及其地表蚀积特征研究

近年来吉兰泰盐湖周边植被衰退现象普遍发生,严重制约了该区防沙治沙工作的进行。合理的平茬处理能有效缓解植株衰退问题,对防护林更新复壮及防风固沙具有重要意义。为了探究平茬处理对盐湖防护林防风固沙效应的影响,本研究以吉兰泰盐湖平茬后的花棒防护林为研究对象,探讨平茬后不同生长年限花棒的枝系构型特征、林内地表机械组成和地表蚀积状况。结果表明:(1)平茬处理有利于花棒的更新复壮。花棒平茬处理后,其各级分生枝数、枝长和基径均随着生长年限增加呈现增大的趋势,新生枝数与之相反。(2)枝径比随生长年限增加呈现增大的趋势,逐步分枝率与之相反;不同生长年限总分枝率介于0.31~0.57之间,3a花棒总分枝率较35a增加74.19%,表明平茬处理增强了花棒的分枝生长能力,提高了花棒枝条对空间的利用效率。(3)1a和2a的花棒林间土壤主要以风蚀为主,而3a花棒主要以风积为主;对于荒漠地区植被,合理的平茬处理能有效促进枝系构型逐渐呈现复杂化。值得注意的是在平茬初期,要采取地表防护措施,防止地表发生风蚀。

吉兰泰盐湖不同林龄人工梭梭林的枝系构型特征

植物生长构型特征是对其生境的适应表现,为了探究内蒙古吉兰泰盐湖人工林的枝系构型特征,以吉兰泰盐湖区人工种植的梭梭林为研究对象,选择5种林龄(2、5、10、15和30 a)进行样地设置,调查分析不同林龄下梭梭林表型生长特征及枝系构型的变化特征。结果表明:梭梭林的株高、冠幅、基径、各级枝长的变化表现为随林龄增大而显著增大的趋势(P<0.05);5种林龄梭梭林分支角度随着枝级的增加而减小,分枝角度表现为越靠近植株主体越大,且随林龄的增加其承载能力增强;不同林龄人工梭梭林的整体构型表现出一定的可塑性,林龄为2、5、10和15 a的梭梭整体外观呈“高瘦形”灌木;林龄为30 a梭梭林整体外观呈“矮胖形”灌木。综上,吉兰泰盐湖区域防护林梭梭林在5 a以下林龄期以纵向空间资源探索为主,在30 a林龄以横向空间资源探索为主。研究结果为林木的生态适应性和进化机制及防风固沙林的选择和优化配置提供理论依据。

豆麦类混作中根系与枝系相互作用的研究

在置于田间的栽培箱内，将大麦、小麦以及两种形态上截然不同的豆类品种（叶豆和半无叶豆）混作，以这些作物按标准种植密度的净作为对照，并采用隔离装置、研究这些作物混作时枝系和根系的相互作用。豆类和麦类同时播种或间隔10天。并用15N标记的氮肥为这些作物的氮源。或许由于两个豆类品种种子较大的缘故，豆类根系、枝系的竞争能力都强于大麦和小麦。叶豆的根系、枝系竞争力大于半无叶豆。豆类晚播会减小其竞争力。豆、麦间混作的相对产量总和（RYT，基于总的生物产量）是，当仅有根系相互作用时，平均为1．6；只有枝系相互作用时平均为1．4；根系的相互作用和枝系的相互作用同时存在时为1．0。豆类与小麦混作时，RYT值较豆类和大麦混作及豆、麦类同播种时为大。来自豆类的枝系竞争增加了麦类的N％，但由于麦类生物学产量的下降，其总含氮量显著减少，与麦类枝系的竞争对豆类的含氮量无影响，总含氮量也只有轻微的下降。豆、麦间的枝系竞争对各自不同来源氮的比例无显著影响。豆类的根系竞争，能显著降低麦类的N％和总含氮量。麦类的根系竞争对豆类的N％无影响，但使其总含氮显著降低，同时把来源于根瘤菌固定氮的比例从76％提高到94％。由于豆类和麦类通常利用不同氮源，因此当两者共享土壤资源时?

枝系构型中的化感塑造作用

同一种树木,长在密林中和长在林外,树形非常不同。通过理论分析提出树冠枝系构型的化感塑造作用,认为枝叶释放挥发性化感物质,抑制叶芽萌发,压弯树干和冠底层侧枝,从而清理树冠内膛、自然修剪侧枝,改善树冠形态,适应林内林外生境,对树冠所在光照空间的利用达到最大化。