论文摘要：黄土高原柴松群落优势树种竞争关系

黄土高原由于自然和人为等原因，长期以来水土流失现象严重，其生态系统处于极度退化的状态，资源环境的治理和保护就显得尤为重要。植被是改善生态环境、促进生态良性循环的基础。植株间的竞争关系是影响指数生长的主要因素。柴松（Pinus tabulaefirmis f. shekanensisrao）是黄土高原优势树种油松（Pinus tabulaeformis）的生态变异型，具有优于油松的多种优良性状。植株间在资源利用方面的分享和争夺关系是影响植株生长的主要因素之一，对柴松种群竞争关系的研究有利于为柴松种群的管理和抚育提供科学的指导和对策，为保护柴松这一优良树种、重建该地区的生态系统提供理论依据。
在对柴松群落全面考察的基础上，选取柴松群落中优势树种——柴松、辽东栎（Quercus liaotungensis）为研究对象。对柴松和辽东栎的竞争关系进行定量分析，并对这两种树种各自竞争能力和竞争压力来源进行计算比较分析。优化了生存面积指数模型，在其基础上提出了描述植物生存的三维空间体积的生存空间模型；在单木竞争压力模型基础上，优化了模型参数，以本研究首次提出的树木的个体优势位（Individual Vantage，简称IV）代替传统模型中使用的树木胸径，使得竞争压力的预测更加精确和易于解释；提出了竞争压力组成模型，分析不同生长阶段竞争压力的来源；根据研究结果对柴松群落优势树种间的竞争结果进行了预测。本文研究得到结果如下：
一、计算了种群空间分布格局。使用方差/均值比率法测定了柴松、辽东栎种群的分布类型。结果显示，柴松和辽东栎种群空间分布均成聚集分布，其中柴松种群的聚集程度更为密集。
二、提出并验证了新的竞争能力指数。通过计算树木生存三维空间体积优化了描述二维空间的生存面积指数，得到APA′指数。提出树木个体优势位指数。使用树木个体优势位指数与APA′指数计算柴松和辽东栎的竞争能力。结果表明：（1）经过验证，APA′指数、个体优势位是有效的竞争能力指数；（2）柴松和辽东栎竞争能力比较可以分为4个阶段：胸径大于2.5cm、小于5cm时，柴松的竞争能力高于辽东栎；胸径大于5cm小于20cm时，辽东栎优于柴松；胸径处于20cm至25cm之间，柴松占据优势；胸径大于25cm时，柴松与辽东栎竞争能力基本一致。
三、提出并验证了新的竞争指数模型。通过对比树木个体优势位和胸径对树木整体生长状况的度量情况发现树木个体优势位能够更准确的度量树木整体生长状况。分别计算以树木个体优势位和胸径为参数的两种竞争指数，与表征树木竞争能力的APA指数做回归分析，结果表明，以树木个体优势位为参数的竞争指数比传统研究中使用胸径为参数的竞争指数更能有效的解释树木所受到的竞争能力的变化。
四、竞争关系的计算。利用树木个体优势位为参数的竞争指数对柴松和辽东栎种内种间竞争关系进行研究。结果表明，随着树木的生长，柴松和辽东栎所受竞争强度均随着径级的增大而减少，柴松的种内竞争强于种间竞争，而辽东栎的种内竞争弱于种间竞争。初步得到柴松+辽东栎混交林胸径和种内竞争、种间竞争及与林分整体的竞争之间的关系近似服从幂函数关系，且对象木胸径与竞争强度间呈显著负相关。
五、对竞争压力来源进行了计算分析。利用树木高度、冠幅面积为参数的竞争指数对柴松和辽东栎种内种间竞争关系进行研究，并基于研究中首次提出的竞争压力组成模型进行竞争压力分析，结果表明：（1）光资源的竞争并不是解释树木个体竞争的唯一方面，柴松和辽东栎都受到种内种间树木挤压的作用。（2）柴松在光资源的竞争中主要受到来自冠幅间的竞争，辽东栎主要承受树木高度间的竞争压力。
另外，还对竞争压力与种群数量变化、竞争压力与树木生长等方面进行了计算分析。研究结果显示，从竞争能力和竞争压力两个方面考虑，柴松在与辽东栎的竞争关系中处于相对优势地位。新的竞争能力指数和竞争压力指数可以准确测量树木个体的竞争能力和竞争压力，对柴松和辽东栎的竞争关系和竞争压力的量化和计算分析，可为林业管理提供更加准确而又易于观察得到的数据。柴松和辽东栎由于自身生长特性的不同，所受到的竞争压力也来源于不同层面的竞争，本研究的结论可为柴松保护、抚育更新和管理提供一定的理论依据。

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