梭梭自然更新与维持生态学--详细介绍

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 当前位置:店销书,专著 农林环境 农林环境 农林环境 梭梭自然更新与维持生态学
   
梭梭自然更新与维持生态学
作者:刘国军
书名:梭梭自然更新与维持生态学
定价:¥ 142 元
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开本: 小16K
标准书号: 978-7-03-060205-3
字数(千): 349
页数: 292
出版日期: 2020-5-25
发行号: Q-4331.0101
装帧: 平装
点击热度: 389
最新印刷日期:    
 
编辑推荐
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获奖情况
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图书介绍
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  本书聚焦温带荒漠区植被可持续的核心问题——自然更新与维持,以地带性建群种植物梭梭为主要研究对象,对课题组成员在自然条件下长达十余年的野外研究工作进行总结。内容涉及梭梭的分布区概况及研究进展、种群生态学基础、自然更新与种子特性和种子萌发、幼苗建成、成年植株的逆境适应机制、植被管理技术等方面。研究成果将为区域植被恢复重建和管理提供理论依据,为政府和相关部门提供技术支撑和科学依据。
  本书可供生态保护、荒漠化防治等领域的科研人员和相关专业的研究生,以及关注干旱区生态建设与植被修复的各级生产和管理人员参考。
 
前言
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  梭梭是中亚荒漠区分布最广的荒漠植被类型,在我国西北干旱区温带荒漠具有广泛分布。新疆梭梭分布面积占我国梭梭总面积的73.35%,而准噶尔盆地又是新疆梭梭集中分布区(约占我国梭梭总面积的68.2%)。梭梭植被是农耕绿洲的天然屏障,具有不可估量的生态、经济和社会效益。20世纪50年代,准噶尔盆地梭梭面积为700万hm2。由于滥垦、乱樵、过牧,到20世纪80年代其面积下降为237万hm2,其中覆盖度大于10%的面积只有98万hm2。梭梭林资源衰竭锐减的速度十分惊人,导致原本以固定、半固定沙丘为主的古尔班通古特沙漠沙丘活化。近些年来,各地采用各种方法恢复梭梭植被,但成效不一;也有一些部门采用模仿自然更新的方式进行梭梭植被的重建,但因缺乏系统的实验研究,没有掌握梭梭自然更新的生态规律,成效具有不确定性。因此,开展梭梭自然更新研究,掌握自然更新的生态规律,将为梭梭恢复重建技术的制定奠定科学基础,在理论和实践上都具有非常重要的意义。
  根据林学的概念,更新是指在林冠下或迹地上形成新一代森林的过程。可以想象,没有自然更新过程的森林将无法自然延续,该森林的功能也将无法持续。由此可见,自然更新是天然林生活史得以延续的本质。具有自然更新能力是巩固发展现有植被、保持植被生态功能可持续的重要前提。只有掌握了自然更新规律,才能获得对天然植被实施恢复、保护和管理的“自由”。
  自然更新既是植被延续的基础,又是植被延续的过程。对森林种群更新而言,它的成功与否与更新过程中种子的生产、种子的散布、土壤种子库状况、种子萌发与幼苗建成、成苗过程与维持条件等一系列环节密切相关。系统研究天然林种群自然更新的主要过程,掌握过程中的主要生态规律,可以对特定区域是否具备自然更新条件及其自然更新成功的可能性做出准确的判断。对于不具备自然更新条件的区域,则可以对所需要的人工干预措施和强度做出客观的预测(主要指资金与资源量的投入等)。此外,还可为天然林恢复与可持续管理方法的制定提供科学依据。
  长期以来,中国在采用生物措施进行荒漠化治理方面进行了积极的努力和探索,获得了不少具有重要影响的成功范例。但是,从整体上看,西部荒漠化整体态势依然是“局部治理,整体恶化”。这说明长期以来我们所采取的措施难以适应荒漠化广域发生的实际和广域治理这一紧迫的国家生态恢复与保护需求。过去许多所谓的“大面积治理”成功业绩与荒漠化发生的广域性相比,仍然是有限的局部。而局部成功与整体改善之间存在着巨大的差距。如果我们的技术和措施缺乏自然性,那么这种在局部范围所获得的经验就无法在广域范围的推广和应用中获得成功。
  过去在局部范围获得的成功经验与方法不能在今天西部生态环境建设的实际推广应用中获得成功的原因是,过去局部范围的成功是建立在对高资金投入和高限制性资源投入的高度依赖的基础之上的。显然,这种高投入的特征难以与我国的经济实力和区域限制性资源短缺的实际相吻合。因此,西部生态恢复与建设期待着适合于在广域范围使用的植被恢复重建的新思路和新方法早日诞生。而这种方法的主体思路是必须走“近自然”道路(Zhang et al.,2001;Michael and Zhang,2004;张希明和Michael,2006),实行自然恢复和自我维持,这是荒漠生态保护、恢复与可持续发展的基础与根本。依据“近自然”思路,在掌握自然更新规律的基础上,寻求解决的途径,是扭转“局部治理,整体恶化”被动局面的希望和途径。
  本书就是一本基于上述思路、着眼荒漠区植被恢复和可持续管理的学术专著。本书是对课题组成员在国家自然科学基金项目、中国科学院方向性项目、中国科学院A类先导专项及与林业基层单位合作项目等的支持下,聚焦温带荒漠区植被可持续的核心问题——自然更新与维持,以地带性植被主要建群种——梭梭为主要研究对象,在大漠自然条件下进行的长达十余年的野外研究工作的总结。
  全书共分7篇、20章。第1篇为温带荒漠梭梭分布区概况及研究进展,重点介绍梭梭分布区的地形、地貌、土壤、气候、水文、植被等概况及梭梭的研究进展;第2篇为梭梭自然更新早期阶段的种群生态学基础,主要从种群生态学层面对梭梭的种子生产、种子雨、土壤种子库进行量化分析;第3篇为梭梭自然更新与种子特性和种子萌发,从种子质量、活力维持、种子萌发特性及胁迫条件对梭梭种子萌发的影响开展工作;第4篇为梭梭自然更新的幼苗建成,作为梭梭自然更新的核心阶段,探讨了幼苗建成的主要影响因子、水分支撑条件、关键影响因子及关键影响阶段等,并对幼苗定居的早期标志问题提出了有利于实践中应用的建议;第5篇为梭梭的逆境适应机制,重点从生理生态层面对梭梭的气体交换、水势、PV参数及根系适应等方面开展研究;第6篇为梭梭植被管理技术,重点对种群结构判断、根系调控、水源判定及植被的需水耗水等管理问题加以指导;第7篇为梭梭自然更新与植被持续管理中几个基本问题的探讨,作为全书的最后一篇,在前几篇分述梭梭自然更新过程中各个环节具体研究结果的基础上,再次对梭梭的自然更新过程的基本数量关系、自然更新过程的水分问题、梭梭种子的低温萌发问题、植物水分来源与植被可持续管理问题进行再讨论、再认识。
  全书撰写分工如下:第1篇由张希明和刘国军撰写;第2篇和第3篇由吕朝燕和张希明撰写;第4篇由刘国军和张希明撰写;第5篇由梁少民、许浩和刘国军撰写;第6篇由刘国军、吕金岭和许浩撰写;第7篇由张希明撰写。同时,感谢作者课题组的魏疆博士、阎海龙博士、单立山博士、谢婷婷博士、吴琦硕士、张世军硕士提供的资料,是大家的共同努力才能够完成这本著作。感谢中国科学院新疆生态与地理研究所李生宇研究员的支持与帮助。
  本书得到了国家自然科学基金项目(项目编号:31000195、30870472)、国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项“中蒙草场荒漠化防治技术合作研究与示范”(项目编号:2017YFE0109200)、中国科学院A类先导专项“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”专题“公路风沙灾害防控技术和输油管线土壤风蚀防控技术研发”(项目编号:XDA2003020201)和中国科学院战略性先导科技专项(A类)“美丽中国生态文明建设科技工程”(项目编号:XDA23060203)的共同资助。
  本书的野外研究工作得到了中国科学院新疆生态与地理研究所莫索湾沙漠研究站、新疆奇台县林业局、新疆甘家湖梭梭林国家级自然保护区、新疆阜康荒漠生态系统国家野外科学观测研究站、中国科学院塔克拉玛干沙漠研究站和新疆策勒荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站的大力支持与帮助,在此对以上单位的帮助表示衷心的感谢。感谢16号、22号和72号井房工作的朋友们,给予作者课题组的热情帮助和关心。我们将永远铭记你们对野外生态研究的支持。
                   
                                                             作  者     
                                                           2018年10月
 
图书目录
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第1篇  温带荒漠梭梭分布区概况及研究进展
第1章  自然地理条件    3
1.1  梭梭的种类    3
1.2  梭梭的地理分布    3
1.2.1  国内分布    3
1.2.2  世界分布    4
1.3  梭梭分布区地质与地貌    4
1.4  梭梭分布区土壤    5
1.5  梭梭分布区气候    6
1.6  梭梭分布区水文    8
1.6.1  地表水    8
1.6.2  地下水    11
1.7  梭梭分布区植被    13
第2章  梭梭自然更新与维持生态学研究进展    20
2.1  个体生态    20
2.1.1  光合作用    20
2.1.2  蒸腾作用    22
2.1.3  水势    23
2.1.4  根系适应    24
2.1.5  水分来源    25
2.2  种群生态    26
2.2.1  种群结构    26
2.2.2  生命表    27
2.2.3  存活曲线    28
2.2.4  种子生产    29
2.2.5  种子扩散    29
2.2.6  土壤种子库    30
2.3  种苗生态    30
2.3.1  种子萌发    30
2.3.2  幼苗出土    31
2.3.3  幼苗建成    32
2.3.4  幼苗动态    33
2.4  群落生态    34
2.5  生态系统    35
第2篇  梭梭自然更新早期阶段的种群生态学基础
第3章  种子生产    39
3.1  种群概况    39
3.2  种子产量    42
3.3  形态参数与种子产量    43
3.4  通径分析    45
3.5  种子产量预测模型    47
第4章  种子雨    48
4.1  研究方法    48
4.2  种子雨密度    49
4.3  种子雨密度的时间动态    50
4.4  种子雨质量的时间过程    51
4.5  种子雨的空间分布    52
4.6  梭梭种群更新的种子雨基础    54
第5章  土壤种子库    56
5.1  种子库样品收集    56
5.2  土壤种子库密度    57
5.3  土壤种子库空间分析    57
5.4  土壤种子库种子活力    59
5.5  梭梭种群更新的土壤种子库基础    60
第3篇  梭梭自然更新与种子特性和种子萌发
第6章  种子质量与活力维持    65
6.1  种子质量    65
6.2  种子活力维持    72
6.3  种子数量与质量的权衡关系    73
第7章  种子萌发策略与萌发生态    76
7.1  种子萌发策略    76
7.2  梭梭种子萌发的温度条件    78
7.3  梭梭种子萌发的水分支撑条件    82
7.3.1  土壤含水量对梭梭和白梭梭种子萌发的影响    83
7.3.2  积雪厚度对梭梭种子萌发的影响    84
7.3.3  春季降雨对种子萌发和幼苗存活的影响    86
第8章  干旱、盐分胁迫与种子萌发    91
8.1  NaCl胁迫下的种子萌发    91
8.2  PEG胁迫下的种子萌发    92
8.3  蒸馏水恢复萌发    93
8.4  盐分和水分胁迫对种子萌发的影响    94
8.5  环境胁迫诱导休眠现象    95
第4篇  梭梭自然更新的幼苗建成
第9章  幼苗建成    99
9.1  梭梭定居成功的早期标志    99
9.2  梭梭幼苗建成的水分支撑    101
9.2.1  不同供水量条件下梭梭幼苗的生长动态    102
9.2.2  自然条件下梭梭幼苗建成的土壤水分支撑条件    105
9.3  梭梭幼苗建成过程的生态博弈    106
9.3.1  不同供水与土壤水分和梭梭幼苗根系生长    108
9.3.2  天然生梭梭林土壤水分动态    109
9.3.3  积雪厚度对梭梭幼苗生长的影响    110
9.4  梭梭定居的关键影响因子与关键影响时段    111
9.4.1  关键影响因子    111
9.4.2  关键影响时段    113
第10章  幼苗生长与根冠关系    116
10.1  株高生长动态    117
10.2  冠幅生长动态    117
10.3  地上生物量增长动态    117
10.4  垂直根长生长动态    118
10.5  根冠比变化    119
第11章  幼苗生长与立地环境    123
11.1  水量、沙埋影响    123
11.1.1  供水量和沙埋厚度对梭梭出苗率的影响    124
11.1.2  供水量和沙埋厚度对梭梭出苗速率的影响    126
11.1.3  供水量和沙埋厚度对幼苗死亡率的影响    126
11.1.4  供水量和沙埋厚度对幼苗死亡速率的影响    127
11.2  母株影响    128
11.3  坡向影响    131
11.3.1  不同坡向土壤含水量比较    132
11.3.2  不同坡向梭梭同化枝生长速率比较    133
11.3.3  不同坡向梭梭生长及根系特征比较    133
11.4  幼苗生长特征对环境的适应    135
11.4.1  幼苗生长特征对沙埋厚度的适应    135
11.4.2  幼苗生长特征对土壤水分季节变化的适应    138
第5篇  梭梭的逆境适应机制
第12章  极端环境条件下梭梭的气体交换    143
12.1  气体交换参数测定    143
12.2  CO2交换速率和H2O交换速率日变化    145
12.3  气孔导度    146
12.4  光响应曲线    147
12.5  水分利用效率和光能利用率    148
12.6  土壤水分对梭梭气体交换的影响    149
12.6.1  不同土壤水分条件对梭梭幼苗气孔导度的影响    150
12.6.2  不同土壤水分条件对梭梭幼苗水汽交换的影响    151
12.6.3  不同土壤水分条件对梭梭幼苗CO2气体交换的影响    152
12.6.4  不同土壤水分条件对梭梭幼苗水分利用效率的影响    153
12.6.5  不同土壤水分条件对梭梭幼苗光响应曲线的影响    154
12.7  相同土壤水分条件下两种梭梭气体交换的比较    155
12.7.1  相同水分条件下两种梭梭气孔导度的比较    155
12.7.2  相同水分条件下两种梭梭蒸腾速率的比较    156
12.7.3  相同水分条件下两种梭梭净光合速率的比较    156
12.7.4  相同水分条件下两种梭梭水分利用效率的比较    157
12.7.5  相同水分条件下两种梭梭光响应曲线的比较    158
 
第13章  极端环境条件下梭梭的水势    161
13.1  水势的概念与意义    161
13.2  梭梭清晨水势和午后水势    163
13.3  梭梭水势日变化    164
13.4  梭梭与其他植物水势日变化比较    164
13.5  梭梭水势季节变化    165
第14章  极端环境条件下梭梭的PV参数    168
14.1  压力­容积分析及PV参数的意义    168
14.2  干旱胁迫条件下梭梭的PV参数    169
14.3  盐分胁迫条件下梭梭的PV参数    171
14.4  梭梭适应干旱、盐分胁迫的特点    174
14.5  5种木本植物PV参数的比较与分析    175
14.6  5种木本植物的抗旱性能比较    176
14.7  5种木本植物抗旱性的比较分析    178
第15章  梭梭根系适应    181
15.1  根系生物量的垂直分布    182
15.2  根系生物量的水平分布    185
15.3  根体积、根长和根表面积的变化    185
15.4  有效根长密度和有效根重密度分布    188
15.5  有效根系密度分布函数    190
第6篇  梭梭植被管理技术
第16章  梭梭种群结构与年龄结构    195
16.1  静态生命表    196
16.2  种群结构    198
16.3  存活曲线    200
16.4  动态预测    202
16.5  动态生命表    205
16.5.1  苗期动态生命表    206
16.5.2  苗期存活状况分析    206
16.6  生命表的应用    207
第17章  供水量对梭梭幼苗的生长调控    209
17.1  地上部分在生长季的变化    210
17.2  地下部分在生长季的变化    211
17.3  基径增长    212
17.4  根冠比的变化    213
第18章  梭梭维持水源判定    214
18.1  水源判别技术    214
18.2  木质部水及地下水δ18O值的动态变化    216
18.3  木质部水δ18O值对降雨的响应    217
18.4  梭梭利用地下水比例的动态变化    218
第19章  沙漠公路防护林耗水量估测    221
19.1  耗水量的测定    221
19.2  茎干液流的基本特征    222
19.3  茎干液流与主要气象因子的关系    223
19.4  茎干液流与直径的关系    225
19.5  梭梭单株日耗水量    228
19.6  梭梭防护林带年耗水量估算    229
第7篇   梭梭自然更新与植被持续管理中几个基本问题的探讨
第20章  梭梭自然更新与维持生态学再思考    235
20.1  梭梭种群自然更新过程的数量关系    235
20.2  梭梭自然更新过程的水分问题    237
20.2.1  古尔班通古特沙漠梭梭天然分布区基质水分状况的基本特征    237
20.2.2  干沙层    241
20.3  梭梭种子低温萌发问题的再认识    244
20.4  植物水分来源与植被可持续管理    247
20.4.1  植物水源问题的重要性    247
20.4.2 曾经的困惑与梭梭水分来源的多样性    249
20.4.3  植物功能水源与可持续管理    251
参考文献    253
后记    274
 
 
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