【摘 要】
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阔叶红松林是我国东北东部山区最典型的森林植被类型。长白山地区较大的海拔差异造就了种类型多样、丰富的植被类型,呈现典型的垂直地带性植被分布,群落结构稳定且复杂,其物候的多样性一直受到学术界的关注。本研究以长白山阔叶红松林主要灌木树种为研究对象,通过长期的物候观测,研究阔叶红松林20种灌木树种的展叶过程和叶面积动态变化,并尝试从单叶尺度向单株尺度拟合再向整个群落尺度转换的过程。以温度为自变量拟合出的展
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阔叶红松林是我国东北东部山区最典型的森林植被类型。长白山地区较大的海拔差异造就了种类型多样、丰富的植被类型,呈现典型的垂直地带性植被分布,群落结构稳定且复杂,其物候的多样性一直受到学术界的关注。本研究以长白山阔叶红松林主要灌木树种为研究对象,通过长期的物候观测,研究阔叶红松林20种灌木树种的展叶过程和叶面积动态变化,并尝试从单叶尺度向单株尺度拟合再向整个群落尺度转换的过程。以温度为自变量拟合出的展叶过程以及叶面积变化的回归模型,预测群落叶面积的季节动态。为进一步了解长白山阔叶红松林的物候多样性,解释同一生境条件下不同树种能够共存的机理。主要研究结果如下:(1)建立了20个灌木树种的单叶面积模型,其中叶长和叶宽的几何平均值为自变量拟合的回归模型精度最高,该参数适用于各个树种叶片的变化过程,实际使用效果明显。枝条叶片数量回归模型可使用幂函数关系式来表达,结合各树种的分支关系。通过嵌套回归方法,使用异速生长模型拟合出20个灌木树种的基径-叶面积模型,均达到极显著水平。(2)阔叶红松林灌木树种出叶时间集中在4月下旬,主要的出叶模式有三种:爆发式出叶、持续式出叶和间断式出叶。其中,爆发式出叶模式的树种最多(13种),持续式出叶次之(6种),最少的是间断式出叶(1种)。出叶开始越早,出叶持续时间就越久;出叶结束时间越早,则出叶持续时间就越短;出叶前温度越高,出叶开始时间越早,出叶树种数量越多。在4月底,大部分灌木树种开始展叶,此时的平均生长度(Growing degree days,GDD)日为59.8℃,基于小时的平均生长度时(Growing degree hours,GDH)为2348.8℃。平均28.9d完成展叶,需要的GDD为253.4℃,基于小时的GDH平均值为6004.2℃。通过对各树种展叶过程的观测发现:各树种展叶过程均符合逻辑斯蒂“S”型曲线,总体呈现“慢-快-慢-稳定”的展叶模式;从树种展叶过程拟合模型来看,三个模型均达到极显著水平,基于历日(DOY)拟合的展叶过程模型精度最高,但其中基于GDD拟合的模型,数据获取便捷,工作量小,稳定性高,是拟合展叶过程的最佳模型。(3)群落叶面积变化开始于4月23日,此时有效积温GDD为54.1℃,基于小时的GDH为2095.1℃,变化结束于6月19日,展叶持续时间57d,所需热量489.2℃;阔叶红松林灌木树种群落的展叶过程整体呈现为一个“S”型曲线。总体来说群落的展叶过程是一个“慢-快-慢-稳定”的模式;基于历日(DOY)和生长度日(GDD)这两种群落展叶过程模型均符合“S”型的Bi Dose Resp增长曲线。考虑到模型的稳定性与泛用性,基于生长度日(GDD)的群落展叶过程模型为最佳模型。
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