森林培育科學研究中的方法論

1、森林培育科學研究中的方法論森林培育科學研究中的方法論徐程揚徐程揚主要內(nèi)容l研究中普遍存在的問題研究中普遍存在的問題l如何把握主要矛盾如何把握主要矛盾l試驗設計的重要性試驗設計的重要性l數(shù)據(jù)分析的科學性數(shù)據(jù)分析的科學性l典型研究案例典型研究案例一、研究中普遍存在的問題一、研究中普遍存在的問題l 文獻閱讀數(shù)量不足文獻閱讀數(shù)量不足l 文獻使用不盡合理文獻使用不盡合理l 研究的核心內(nèi)容不夠突出研究的核心內(nèi)容不夠突出l 機理性研究不足機理性研究不足l 研究方法追風研究方法追風l 數(shù)據(jù)解釋簡單數(shù)據(jù)解釋簡單一、研究中普遍存在的問題一、研究中普遍存在的問題1文獻閱讀數(shù)量不足文獻閱讀

2、數(shù)量不足國內(nèi)外研究生論文參考文獻數(shù)量與質(zhì)量對比國內(nèi)外研究生論文參考文獻數(shù)量與質(zhì)量對比總數(shù)量近5年文獻綜述文獻外文文獻博士 國內(nèi)30257/26.5%28/12.3%92/42.1%變幅146-30231-1097-6832-165國外285碩士 國內(nèi)9723/24.4%10/10.3%37/38.1%變幅64-1504-633-2811-107根據(jù)國內(nèi)外博士碩士研究生論文各根據(jù)國內(nèi)外博士碩士研究生論文各10篇統(tǒng)計篇統(tǒng)計一、研究中普遍存在的問題一、研究中普遍存在的問題2 文獻使用不盡合理文獻使用不盡合理文獻的使用現(xiàn)狀文獻的使用現(xiàn)狀：研究綜述，討論：研究綜述，討論文獻的科學使用文獻的科學使用：研究

3、綜述，研究內(nèi)容確定，：研究綜述，研究內(nèi)容確定，研究方法確定，討論：結(jié)果比較、缺失補研究方法確定，討論：結(jié)果比較、缺失補充、意義和應用拓展充、意義和應用拓展案例案例：即使在濕潤的土壤中，土壤的機械阻力依然可以：即使在濕潤的土壤中，土壤的機械阻力依然可以導致根系伸長速度降至正常情況下的一半以下導致根系伸長速度降至正常情況下的一半以下（Bengough et al.，2011）。因此，盡管緊實脅迫對三倍）。因此，盡管緊實脅迫對三倍體毛白楊細根生物量的影響不顯著，但是，細根平均直體毛白楊細根生物量的影響不顯著，但是，細根平均直徑隨著土壤緊實度提高顯著增加，細根長度、表面積、徑隨著土壤緊實度提高顯著增加

4、，細根長度、表面積、根尖數(shù)及比根長和比根表面積則大幅下降（表根尖數(shù)及比根長和比根表面積則大幅下降（表2），進而），進而將影響其對土壤資源的獲得能力。將影響其對土壤資源的獲得能力。一、研究中普遍存在的問題一、研究中普遍存在的問題3 研究內(nèi)容核心不夠突出研究內(nèi)容核心不夠突出題目太大題目太大內(nèi)容分散內(nèi)容分散主題不突出主題不突出未抓住主要矛盾未抓住主要矛盾內(nèi)容與研究目的內(nèi)容與研究目的不一致不一致案例案例1：溫室苗木生長與抗逆性調(diào)：溫室苗木生長與抗逆性調(diào)控技術(shù)研究控技術(shù)研究標題解讀標題解讀：旱、寒、熱、淹、鹽：旱、寒、熱、淹、鹽堿、污染等等堿、污染等等原主要內(nèi)容原主要內(nèi)容：n 栽培基質(zhì)：栽培基質(zhì)：u基質(zhì)

5、配方基質(zhì)配方,生長生長,光合光合,電導電導,生生化物質(zhì)化物質(zhì)u基質(zhì)配方，生長，基質(zhì)養(yǎng)分基質(zhì)配方，生長，基質(zhì)養(yǎng)分和水分和水分n 煉苗時間煉苗時間n 抗性調(diào)節(jié)劑：生長，光合，抗性調(diào)節(jié)劑：生長，光合，生化物質(zhì)生化物質(zhì)n 施肥技術(shù)：生長施肥技術(shù)：生長一、研究中普遍存在的問題一、研究中普遍存在的問題3 研究內(nèi)容核心不夠突出研究內(nèi)容核心不夠突出案例案例2：太行山南段石灰?guī)r低山區(qū)植被構(gòu)建技術(shù)研究：太行山南段石灰?guī)r低山區(qū)植被構(gòu)建技術(shù)研究標題解讀標題解讀：景觀尺度、林分尺度；適地適樹；組成和空間配置：景觀尺度、林分尺度；適地適樹；組成和空間配置原主要內(nèi)容原主要內(nèi)容：n 立地類型劃分與土壤肥力評價立地類型劃分與土

6、壤肥力評價u立地類型劃分：海撥、母質(zhì)母巖、土壤厚度、坡向坡度立地類型劃分：海撥、母質(zhì)母巖、土壤厚度、坡向坡度u土壤肥力評價：各立地類型的全土壤肥力評價：各立地類型的全N，有機質(zhì)，速效磷，速效鉀，有機質(zhì)，速效磷，速效鉀，pH值值n 土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化u水澆地、旱地、山地、其他（目標決策分析，結(jié)論）水澆地、旱地、山地、其他（目標決策分析，結(jié)論）u喬木林、灌木林、經(jīng)濟林、坡地、荒山荒地喬木林、灌木林、經(jīng)濟林、坡地、荒山荒地 n 植被類型布局優(yōu)化：植被類型布局優(yōu)化： 目標決策分析，立地和植被目標決策分析，立地和植被n 樹種選擇生理生態(tài)依據(jù)與適地適樹優(yōu)化方案：抗旱（膨樹種選擇生理生態(tài)依據(jù)與

7、適地適樹優(yōu)化方案：抗旱（膨壓，光合），耐瘠?。ü夂希?，光合），耐瘠?。ü夂希┮?、研究中普遍存在的問題一、研究中普遍存在的問題3 研究內(nèi)容核心不夠突出研究內(nèi)容核心不夠突出案例案例3：云南金沙江流域退化天然林恢復重建模式研究：云南金沙江流域退化天然林恢復重建模式研究標題解讀標題解讀：現(xiàn)狀與問題；參照系；恢復技術(shù)：自然、人促；：現(xiàn)狀與問題；參照系；恢復技術(shù)：自然、人促；重建技術(shù)：人工造林重建技術(shù)：人工造林,模式篩選模式篩選;機理：物種組成和空間結(jié)構(gòu)機理：物種組成和空間結(jié)構(gòu)原主要內(nèi)容原主要內(nèi)容：n 流域森林生態(tài)系統(tǒng)分區(qū)流域森林生態(tài)系統(tǒng)分區(qū)n 退化林分系統(tǒng)的分類和分區(qū)評價退化林分系統(tǒng)的分類和分區(qū)評價

8、u退化指標：干擾初試時間、類別、頻度退化指標：干擾初試時間、類別、頻度u分類：根據(jù)干擾得分分類：根據(jù)干擾得分n 退化天然林封育恢復模式選擇退化天然林封育恢復模式選擇u封禁后群落結(jié)構(gòu)，土壤理化性質(zhì)，生物量，蓄水能力封禁后群落結(jié)構(gòu)，土壤理化性質(zhì)，生物量，蓄水能力u間伐試驗（一個樹種）間伐試驗（一個樹種）n 退化天然林和人工林近自然化改造規(guī)程草案退化天然林和人工林近自然化改造規(guī)程草案一、研究中普遍存在的問題一、研究中普遍存在的問題3 研究內(nèi)容核心不夠突出研究內(nèi)容核心不夠突出案例案例4：湖南城市群林業(yè)建設對策研究：湖南城市群林業(yè)建設對策研究標題解讀標題解讀：區(qū)域布局及其合理性；林業(yè)：植被、機構(gòu)、產(chǎn)：區(qū)

9、域布局及其合理性；林業(yè)：植被、機構(gòu)、產(chǎn)業(yè)、政策等建設；業(yè)、政策等建設；原主要內(nèi)容原主要內(nèi)容：n 城市群經(jīng)濟關(guān)聯(lián)度分析城市群經(jīng)濟關(guān)聯(lián)度分析n 城市群區(qū)域景觀格局與生態(tài)用地潛力分析城市群區(qū)域景觀格局與生態(tài)用地潛力分析u景觀斑塊動態(tài)景觀斑塊動態(tài)u土地利用潛力土地利用潛力u存在的問題存在的問題n 城市群區(qū)域森林景觀格局分析城市群區(qū)域森林景觀格局分析u區(qū)劃結(jié)果區(qū)劃結(jié)果u林業(yè)用地景觀斑塊林業(yè)用地景觀斑塊u城市群林業(yè)建設問題城市群林業(yè)建設問題n 林業(yè)發(fā)展對策林業(yè)發(fā)展對策一、研究中普遍存在的問題一、研究中普遍存在的問題4 機理性研究不足機理性研究不足案例案例5：泡桐修枝促接干技術(shù)及其效應的研究：泡桐修枝促接干

10、技術(shù)及其效應的研究標題解讀標題解讀：接干的原因；接干措施；接干后解剖結(jié)構(gòu)、生：接干的原因；接干措施；接干后解剖結(jié)構(gòu)、生理生化反映；接干效果評價理生化反映；接干效果評價原主要內(nèi)容原主要內(nèi)容：n 主干生長動態(tài)主干生長動態(tài)u適宜修枝促接干樹齡確定適宜修枝促接干樹齡確定u促接干對主干生長量的影響促接干對主干生長量的影響u促接干對主干年生長節(jié)律的影響促接干對主干年生長節(jié)律的影響u促接干對主干連年生長過程的影響促接干對主干連年生長過程的影響n促接干對泡桐枝生長動態(tài)及枝干相對生長關(guān)系的影響促接干對泡桐枝生長動態(tài)及枝干相對生長關(guān)系的影響u枝生長量，枝生長年動態(tài)，相對生長關(guān)系枝生長量，枝生長年動態(tài)，相對生長關(guān)系

11、n 葉片生長、枝葉和干葉相對生長葉片生長、枝葉和干葉相對生長n 光合和水分利用效率光合和水分利用效率一、研究中普遍存在的問題一、研究中普遍存在的問題5 研究方法追風研究方法追風根據(jù)前人研究根據(jù)前人研究方法進行拼湊方法進行拼湊根據(jù)儀器設備根據(jù)儀器設備確定研究方法確定研究方法根據(jù)數(shù)據(jù)信息根據(jù)數(shù)據(jù)信息量獲得能力確量獲得能力確定研究方法定研究方法樹種不同是創(chuàng)新嗎？樹種不同是創(chuàng)新嗎？保護酶并非全能！保護酶并非全能！光合與生產(chǎn)力關(guān)系？光合與生產(chǎn)力關(guān)系？根系形態(tài)能說明什么問題？根系形態(tài)能說明什么問題？光合數(shù)據(jù)的用途？光合數(shù)據(jù)的用途？氣象站的作用？氣象站的作用？常見的保護酶和生化物質(zhì)超氧化物歧化酶（超氧化物歧

12、化酶（SOD）過氧化物酶（過氧化物酶（POD）過氧化氫酶（過氧化氫酶（CAT）丙二醛（丙二醛（MDA）脯氨酸（脯氨酸（proline）可溶性糖可溶性糖可溶性蛋白可溶性蛋白圖5 凈光合速率與生物量的關(guān)系1002003004005000102030凈光合速率(mol m-2 s-1)總生物量 (g)圖6 單株光合產(chǎn)量與生物量的關(guān)系y =0.5927Ln(x)-0.4581 R2=0.86100200300400500123456單 株 光 合 產(chǎn) 量 (mol stem-1 s-1)總生物量(g)圖8 葉面積與生物量的關(guān)系y =224.35Ln(x)-1387.6 R2=0.82100200300

13、4005001000200030004000葉 面 積 (cm2)總生物量(g)dRA通常的規(guī)律：通常的規(guī)律：為什么凈光合速率與為什么凈光合速率與樹木生物量不完全正樹木生物量不完全正相關(guān)？相關(guān)？光響應曲線光響應曲線 50%P+100%N-4-202468040080012001600PAR(mol m-2 s-1)Pn(mol m-2 s-1)y=0.028x-3.150 R2=0.974-4-3-2-101230100200Pn(mol m-2 s-1)PAR(mol m-2 s-1)樹木的光合作用樹木的光合作用降雨降雨樹冠樹冠截留截留土壤水分土壤水分蒸騰蒸騰空氣水分虧空氣水分虧缺缺氣孔導度

14、氣孔導度根系根系輻射能輻射能葉面積葉面積樹冠量子效率樹冠量子效率初級初級(碳水化合物碳水化合物)生產(chǎn)力生產(chǎn)力碳水化合物碳水化合物分配分配莖莖(干干)營養(yǎng)營養(yǎng)枯落物枯落物預測樹木生長的簡化過程示意圖預測樹木生長的簡化過程示意圖根生物根生物量積累量積累根系分解根系分解和被捕食和被捕食根系呼根系呼吸消耗吸消耗光與光合作用光與光合作用2010250500750ControlPhoton damagePhoton protectionPhotoinhibition30CO2與光合作用與光合作用 ACE200 400 600 800階段階段1Ci（molmol-1）階段階段2光合作用的光合作用的CO2響應

15、曲線響應曲線mol m-2s-1光呼吸速率光呼吸速率CO2飽和點？飽和點？光合的影響因素太多！光合的影響因素太多！10月1 4日012345623.525.527.529.531.533.535.537.5Tleaf()Pn(m olCO2m-2s-1)全光 F ull sun一層網(wǎng) 1 layer of shade-net三層網(wǎng) 3 layers of shade-net5月2 7日0123456724.526.528.530.532.534.5Tleaf()Pn(m olCO2m-2s-1)7月2 1日02468101230.532.534.536.538.540.542.5Tleaf()

16、Pn(m olCO2m-2s-1)6月1 9日-2-1012330.532.534.536.538.540.542.5Tleaf()Pn(m olCO2m-2s-1)-20246810120100200300400500Ci(ppm)Pn(mol m-2 s-1)圖圖3不同不同N、P比例處理苗木的比例處理苗木的CO2響應曲線響應曲線Fig3 CO2 response curves of seedling treated using different proportions of N and P注：圓實點注：圓實點(Filled circle)：200%P:100%N，三角框，三角框(tria

17、ngle)100%P:100%N,圓框圓框( (circle) ) 50%P:100%N，實三，實三角角(filled triangle) 0%P:100%N，星對照，星對照(asterisk is control)。 礦物質(zhì)營養(yǎng)與光合礦物質(zhì)營養(yǎng)與光合根系形態(tài)的作用喬木樹種喬木樹種喬木根干重與主干新梢高生長量相關(guān)性G=4770RW-1.3392 R2=0.8801020304050607020304050607080根系干重(g)新梢生長量(cm)G=0.529RW+7.303 R2=0.710102030020406080100根系干重(g)新梢生長量(cm) 灌木根干重與主干新梢高生長量相

18、關(guān)性根系形態(tài)的作用喬木D2mm根系長度()及根系總長度()與主干新梢生長量的關(guān)系G=1E-06RLt2-0.0062RLt+24.087R2=0.70G=2E-06RL2mm2-0.0067RL2mm+24.305R2=0.6902040608002000400060002mm根系長度，根系總長度(cm)新梢高生長量(cm) 灌木D2mm根系長度()及根系總長度()與主干新梢高生長量相關(guān)性G=5.9324Ln(RLt)-20.809 R2=0.88G=5.17Ln(RL2mm)-14.021 R2=0.9005101520253035010002000300040002mm和總根系長度(cm)

19、新梢生長量(cm)根系形態(tài)的作用供試喬木樹種根據(jù)根系形態(tài)聚類結(jié)果 C A S E 0 5 10 15 20 25 Label Num 臭椿臭椿 2 樟子松樟子松 3 楸樹楸樹 7 沙棗沙棗 9 飼料桑飼料桑 5 果桑果桑 6 欒樹欒樹 1 皂角皂角 8 圓柏圓柏 4 酸棗酸棗 11 沙棘沙棘 10 光合數(shù)據(jù)的用途，氣象站的作用光合數(shù)據(jù)的用途，氣象站的作用光合數(shù)據(jù)：光合數(shù)據(jù)：瞬時碳同化能力變化及其影響因素：瞬時碳同化能力變化及其影響因素：光、溫度脅迫、水分虧缺、氣孔限制、光、溫度脅迫、水分虧缺、氣孔限制、同化限制等。同化限制等。氣象站數(shù)據(jù)：氣象站數(shù)據(jù)：環(huán)境背景條件及其控制環(huán)境背景條件及其控制環(huán)境

20、對觀測變量變化的調(diào)控環(huán)境對觀測變量變化的調(diào)控一、研究中普遍存在的問題一、研究中普遍存在的問題6 數(shù)據(jù)解釋簡單數(shù)據(jù)解釋簡單具體表現(xiàn)：具體表現(xiàn)：簡單描述圖表數(shù)據(jù)的規(guī)律：方差分析簡單描述圖表數(shù)據(jù)的規(guī)律：方差分析十分重要！十分重要！孤立地解釋研究結(jié)果孤立地解釋研究結(jié)果前后章節(jié)脫節(jié)前后章節(jié)脫節(jié)不能揭示數(shù)據(jù)后面透視的實質(zhì)性問題不能揭示數(shù)據(jù)后面透視的實質(zhì)性問題不善于使用數(shù)學手段不善于使用數(shù)學手段案例：從根系特征總結(jié)樹種抗旱能力供試灌木樹種和種源根據(jù)根系形態(tài)聚類結(jié)果 E 0 5 10 15 20 25 Label Num +-+-+-+-+-+ 武寨檸條 5 鹽池檸條 7 東勝檸條 6 海原檸條 3 饞口檸條

21、 2 赤峰檸條 8 西康扁桃 9 杭錦旗檸條 4 紅瑞木 10 沙地柏 1 丁香 11 自然條件下灌木樹種和種源根系長度比較自然條件下灌木樹種和種源根系長度比較 樹種樹種比例比例%根系總長根系總長度度(cm)根系干重根系干重(g)根系深度根系深度（cm）D2mm2D5mm饞口檸條饞口檸條49.02 50.98 0.00 234.2010.32720海原檸條海原檸條61.03 35.96 3.01 345.6513.04821東勝檸條東勝檸條70.91 28.73 0.36 400.1313.81325鹽池檸條鹽池檸條70.54 27.36 2.10 443.6815.241122赤峰檸條赤峰檸

22、條65.26 31.31 3.43 367.5212.48421西康扁桃西康扁桃68.66 29.82 1.52 383.0513.62424杭錦旗檸條杭錦旗檸條80.54 12.62 6.84 1567.7925.56628紅紅 瑞瑞 木木 70.44 25.98 3.58 560.4519.081337沙沙 地地 柏柏86.18 10.49 3.33 3127.1387.11624丁丁 香香75.0020.504.501364.9724.921129武寨檸條武寨檸條68.86 28.83 2.31 436.1914.45924二、如何把握主要矛盾二、如何把握主要矛盾根據(jù)研究根據(jù)研究目標確定

23、目標確定主要內(nèi)容主要內(nèi)容 施肥技術(shù)施肥技術(shù)l生產(chǎn)力生產(chǎn)力l需肥規(guī)律需肥規(guī)律l吸收與同化吸收與同化l吸收的影響因素等吸收的影響因素等撫育技術(shù)撫育技術(shù)l林木分級林木分級l撫育強度試驗與林木短期響應撫育強度試驗與林木短期響應l林木生長和林分動態(tài)模擬林木生長和林分動態(tài)模擬l密度與生產(chǎn)力密度與生產(chǎn)力l撫育與小氣候、土壤水肥特性等撫育與小氣候、土壤水肥特性等二、如何把握主要矛盾二、如何把握主要矛盾根據(jù)作用根據(jù)作用機理確定機理確定主要內(nèi)容主要內(nèi)容 養(yǎng)分對林木生產(chǎn)力的調(diào)控養(yǎng)分對林木生產(chǎn)力的調(diào)控l核心：核心：R/S碳、養(yǎng)分體內(nèi)分配及反碳、養(yǎng)分體內(nèi)分配及反饋調(diào)節(jié)饋調(diào)節(jié)l前提：摒除非養(yǎng)分因素的作用前提：摒除非養(yǎng)分因

24、素的作用l因素：養(yǎng)分與碳同化，生產(chǎn)力的表達，因素：養(yǎng)分與碳同化，生產(chǎn)力的表達，吸收、同化、運輸消耗，物質(zhì)運輸?shù)奈铡⑼?、運輸消耗，物質(zhì)運輸?shù)纳刂频壬刂频葥嵊龑α帜旧L的作用機理撫育對林木生長的作用機理l林木生長的短期與長期反映林木生長的短期與長期反映l小氣候和土壤環(huán)境變化小氣候和土壤環(huán)境變化l生長節(jié)律變化，生產(chǎn)力的表達，形態(tài)生長節(jié)律變化，生產(chǎn)力的表達，形態(tài)反映，生理反映反映，生理反映l環(huán)境因素與生產(chǎn)力的關(guān)系環(huán)境因素與生產(chǎn)力的關(guān)系二、如何把握主要矛盾二、如何把握主要矛盾長期試驗長期試驗與專項試與專項試驗相結(jié)合驗相結(jié)合長期試驗長期試驗完成目標完成目標專項試驗專項試驗探索機理探索機理以撫育

25、技術(shù)為例以撫育技術(shù)為例l 撫育強度試驗撫育強度試驗l 撫育方法試驗撫育方法試驗l 生物量分配動態(tài)生物量分配動態(tài)l 小氣候變化過程小氣候變化過程l 土壤肥力變化過程土壤肥力變化過程l 林下植被變化過程林下植被變化過程l 光合作用變化光合作用變化l 養(yǎng)分利用效率變化養(yǎng)分利用效率變化l 水分利用效率變化水分利用效率變化l 養(yǎng)分有效性變化養(yǎng)分有效性變化l 水分有效性變化水分有效性變化l 光照環(huán)境對比等光照環(huán)境對比等根據(jù)目標確定內(nèi)容案例：云南金沙江流域退化天然林案例：云南金沙江流域退化天然林恢復重建模式研究恢復重建模式研究主要目標：模式集成主要目標：模式集成主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：n 退化特征及其原因退化特

26、征及其原因n 典型作業(yè)干擾后的林分特征典型作業(yè)干擾后的林分特征 n 典型作業(yè)干擾措施的合理性評價典型作業(yè)干擾措施的合理性評價n 樹種選擇及其造林效果評價樹種選擇及其造林效果評價n 合理模式篩選合理模式篩選n 恢復與重建技術(shù)集成恢復與重建技術(shù)集成根據(jù)機理確定主要內(nèi)容案例：泡桐修枝促接干技術(shù)及其效應的研究案例：泡桐修枝促接干技術(shù)及其效應的研究作用機理：頂端優(yōu)勢及其生理生化和解剖學控制作用機理：頂端優(yōu)勢及其生理生化和解剖學控制主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：n 頂端優(yōu)勢狀況頂端優(yōu)勢狀況n無頂端優(yōu)勢的原因無頂端優(yōu)勢的原因 生理，生化，解剖生理，生化，解剖n修枝后頂端優(yōu)勢變化修枝后頂端優(yōu)勢變化 相應指標變化相應指標

27、變化n接干后生理、生化、解剖學接干后生理、生化、解剖學n密度與頂端優(yōu)勢間的關(guān)系密度與頂端優(yōu)勢間的關(guān)系 相應指標變化相應指標變化n促接干技術(shù)：合理密度、科學修枝、適時接干、接促接干技術(shù)：合理密度、科學修枝、適時接干、接干方法等干方法等三、試驗設計的重要性三、試驗設計的重要性l內(nèi)容科學性內(nèi)容科學性l結(jié)論嚴密性結(jié)論嚴密性l分析問題容易性分析問題容易性l數(shù)據(jù)隱含意義數(shù)據(jù)隱含意義l全面統(tǒng)籌變量全面統(tǒng)籌變量l理清邏輯關(guān)系理清邏輯關(guān)系l全面考慮要素全面考慮要素l找出主導因子找出主導因子l分離影響程度分離影響程度l突出研究重點突出研究重點l數(shù)據(jù)盡量引申數(shù)據(jù)盡量引申l數(shù)據(jù)彼此關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)彼此關(guān)聯(lián) N供給量和根系直徑

28、對根系呼吸速率的影響供給量和根系直徑對根系呼吸速率的影響方差分析方差分析 樹種樹種根系呼吸變量根系呼吸變量變差來源變差來源自由度自由度F值值每重復每重復樣本數(shù)樣本數(shù)顯著性顯著性白皮松白皮松Pinus bungeana單位根系表面單位根系表面積呼吸速率積呼吸速率RSaN供給量供給量26.2750.01徑級徑級2134.2750.01單位根系體積單位根系體積呼吸速率呼吸速率RVN供給量供給量237.3150.01徑級徑級245.8150.01單位根系干重單位根系干重呼吸速率呼吸速率RMSN供給量供給量21.515NS徑級徑級27.3650.05溫度、施肥、灌溉對葉片光合作用的影響溫度、施肥、灌溉對

29、葉片光合作用的影響樹種樹種處理處理253035MSFPMSFPMSFP P山杏山杏光飽光飽和凈和凈光合光合速率速率施肥施肥9.73 2.04 NS5.74 3.09 0.114.11 16.16 0.01灌溉灌溉45.07 9.47 0.0120.01 10.76 0.0118.96 21.72 0.01施肥施肥灌溉灌溉1.85 0.39 NS3.64 1.96 NS0.29 0.33 NS山杏山杏水分水分利用利用效率效率施肥施肥2.27 5.32 0.050.14 0.77 NS0.15 0.44 NS灌溉灌溉8.97 21.01 0.010.64 3.51 0.10.51 1.51 NS施

30、肥施肥灌溉灌溉0.83 1.93 NS0.63 3.47 0.10.08 0.23 NS多因素方差分析多因素方差分析樹種根系呼吸變量變差來源自由度均方比每重復樣本數(shù)顯著性側(cè)柏Platycladus orientalis單位根系表面積呼吸速率溫度216964 60.0001徑級219506 60.0001溫度徑級41101 60.0001單位根系體積呼吸速率溫度231264 60.0001徑級219253 60.0001溫度徑級45296 60.0001單位根系干重呼吸速率溫度231283 60.0001徑級216726 60.0001溫度徑級44865 60.0001設計不設計不盡合理盡合理林

31、業(yè)科學研究林業(yè)科學研究中的試驗問題中的試驗問題缺乏設缺乏設計思路計思路丟失大量丟失大量信息信息研究效率研究效率低下低下出現(xiàn)致命出現(xiàn)致命錯誤錯誤研究水平研究水平低下低下設計相設計相對簡單對簡單設計不設計不夠嚴密夠嚴密題目：鴨糞對杉木林地土壤的改良作用題目：鴨糞對杉木林地土壤的改良作用案例案例：試驗設計簡單帶來的后果試驗設計簡單帶來的后果田間試驗設計：田間試驗設計： 設設6個樣塊，在試驗地的上坡位設立個樣塊，在試驗地的上坡位設立3個樣個樣塊，分別為塊，分別為A、B、C；下坡位設立；下坡位設立3個樣地個樣地分別為分別為D、E、F。每個樣地面積為。每個樣地面積為400m2, 干干鴨糞施用量每年鴨糞施用

32、量每年4500kg/hm2。每個樣地施肥。每個樣地施肥處理設處理設3個重復，同時以不施鴨糞為對照。個重復，同時以不施鴨糞為對照。題目：鴨糞對杉木林地土壤的改良作用題目：鴨糞對杉木林地土壤的改良作用案例：試驗設計簡單帶來的后果案例：試驗設計簡單帶來的后果取樣分析設計：取樣分析設計：1 觀察記錄土層厚度、土壤顏色、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、觀察記錄土層厚度、土壤顏色、質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、松緊度、干濕情況、植物根系分布狀況松緊度、干濕情況、植物根系分布狀況2 各個樣地在表層各個樣地在表層20cm的深度采集土樣，對土壤的深度采集土樣，對土壤的有機質(zhì)、全氮、水解氮、速效磷、速效鉀含的有機質(zhì)、全氮、水解氮、速效磷、速效鉀含量進

33、行了分析。量進行了分析。3 土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地(手測手測)、pH值、容重、含水量值、容重、含水量題目：鴨糞對杉木林地土壤的改良作用題目：鴨糞對杉木林地土壤的改良作用案例：試驗設計簡單帶來的后果案例：試驗設計簡單帶來的后果丟失的重要丟失的重要信息信息坡位與施肥量的交互作用程度坡位與施肥量的交互作用程度養(yǎng)分全量養(yǎng)分全量有機質(zhì)含量有機質(zhì)含量林份要素與施肥關(guān)系林份要素與施肥關(guān)系土壤質(zhì)地量化值土壤質(zhì)地量化值土壤養(yǎng)分利用效率土壤養(yǎng)分利用效率增加了不確定性增加了不確定性題目：南美蟛蜞菊扦插繁殖題目：南美蟛蜞菊扦插繁殖案例：試驗設計不合理的后果案例：試驗設計不合理的后果田間試驗設計：田間試驗設計：A1(紅土、橫

34、埋、遮蔭、粗放紅土、橫埋、遮蔭、粗放)A2(紅土、橫埋、光照、精細紅土、橫埋、光照、精細)B1(紅土、橫埋、遮蔭、粗放紅土、橫埋、遮蔭、粗放)B2(紅土、橫埋、光照、精細紅土、橫埋、光照、精細)C (砂土、橫埋、遮蔭、粗放砂土、橫埋、遮蔭、粗放)F (砂土、扦插、遮蔭、粗放砂土、扦插、遮蔭、粗放)試驗結(jié)果：試驗結(jié)果：1 查穗成苗率查穗成苗率2 扦插后不同時間苗木生長狀況扦插后不同時間苗木生長狀況 題目：南美蟛蜞菊扦插繁殖題目：南美蟛蜞菊扦插繁殖案例：試驗設計不合理的后果案例：試驗設計不合理的后果丟失的重要丟失的重要信息信息1 多數(shù)環(huán)境因子缺失多數(shù)環(huán)境因子缺失4 促生根優(yōu)、劣信息促生根優(yōu)、劣信息

35、3 土壤、環(huán)境、扦插土壤、環(huán)境、扦插交互作用交互作用2 扦插方式信息扦插方式信息5 苗木質(zhì)量信息苗木質(zhì)量信息難以集成配套技術(shù)難以集成配套技術(shù)設設計計信信息息調(diào)調(diào)查查信信息息田間試驗設計田間試驗設計a+b+a-b+a+b-a-b-a+b+a+b-a-b+a-b-競爭強度控制競爭強度控制田間試驗設計田間試驗設計田間試驗設計田間試驗設計a+b+a-b+a+b-a-b-a+b+a+b-a-b+a-b-a:abovegroundb:belowground+:competition-:non-competitionKosola & Gross. 1999. Resource competition

36、 and suppressionof plants colonizing early successional old fields. Oecologia, 118: 69-75合理的田間試驗設計合理的田間試驗設計現(xiàn)狀調(diào)查現(xiàn)狀調(diào)查田間試驗：田間試驗：分隔法分隔法Rajaniemi DK et al. 2003. Root competition can cause a decline in diversity with increased productivity. Journal ofEcology, 91: 407416合理的試驗設計合理的試驗設計l 主導因素盡可能全面主導因素盡可能全面l

37、 次要因素納入系統(tǒng)誤差次要因素納入系統(tǒng)誤差l 復雜因素通過分組簡化復雜因素通過分組簡化l 重復數(shù)量盡可能大重復數(shù)量盡可能大l 避免人為造成誤差避免人為造成誤差典型設計典型設計 主導因素：林分密度，林齡，立地條件主導因素：林分密度，林齡，立地條件 次要因素：林木個體間差異次要因素：林木個體間差異 處理：處理：n撫育強度：對照、強、中、弱撫育強度：對照、強、中、弱n立地條件：陽坡薄土、陽坡厚土、陰坡薄土、陰坡厚土立地條件：陽坡薄土、陽坡厚土、陰坡薄土、陰坡厚土 弱化因子：林齡，選擇年齡基本一致的林分弱化因子：林齡，選擇年齡基本一致的林分 試驗設計：完全（隨機）區(qū)組試驗。撫育強度作為處理，試驗設計：

38、完全（隨機）區(qū)組試驗。撫育強度作為處理，沿坡位設置；坡向作為區(qū)組，納入系統(tǒng)誤差，但坡度要求沿坡位設置；坡向作為區(qū)組，納入系統(tǒng)誤差，但坡度要求基本一致。重復基本一致。重復45個。個。 設計案例設計案例1撫育強度對林木生長的影響撫育強度對林木生長的影響A B C DB C D AC D A BD A B CD B D B DB A A A CC D B D BA D C C A完全完全區(qū)組區(qū)組完全隨完全隨機區(qū)組機區(qū)組典型設計典型設計 主導因素：樹齡，生長調(diào)節(jié)劑，樹冠部位，扦插時間，主導因素：樹齡，生長調(diào)節(jié)劑，樹冠部位，扦插時間， 扦插基質(zhì)，光照強度與質(zhì)量，扦插深度等扦插基質(zhì)，光照強度與質(zhì)量，扦插深

39、度等 次要因素：枝條部位，插穗大小、插穗長度、切口方式、次要因素：枝條部位，插穗大小、插穗長度、切口方式、 插后管理等插后管理等 處理：處理：n樹齡：樹齡：1、5、10、20年等年等n生長調(diào)節(jié)劑：生長調(diào)節(jié)劑：ABT、NAA、IBAn樹冠部位：上、中、下，東、西、南、北樹冠部位：上、中、下，東、西、南、北n扦插時間：扦插時間：3月中旬、月中旬、5月中旬、月中旬、6月中旬等月中旬等n扦插基質(zhì)：河沙、蛭石、草炭、土壤等扦插基質(zhì)：河沙、蛭石、草炭、土壤等n光照強度：光照強度：100%、70%、50%、30%等等n光照質(zhì)量：全光譜、藍光、綠光等光照質(zhì)量：全光譜、藍光、綠光等n扦插深度：扦插深度：2cm、

40、4cm、8cm等等 設計案例設計案例2樹木扦插繁殖技術(shù)樹木扦插繁殖技術(shù)典型設計典型設計 試驗設計：分組設計試驗設計：分組設計u正交試驗。生長調(diào)節(jié)劑種類、生長調(diào)節(jié)劑濃度、浸泡時間。正交試驗。生長調(diào)節(jié)劑種類、生長調(diào)節(jié)劑濃度、浸泡時間。3因素、因素、3水平、交互作用。選擇水平、交互作用。選擇L18（37）設計）設計 設計案例設計案例2樹木扦插繁殖技術(shù)樹木扦插繁殖技術(shù)L18（37）正交試驗設計表頭正交試驗設計表頭處理試驗號種類濃度種類濃度時間種類時間濃度時間空白u對比試驗：扦插基質(zhì)、母樹年齡、樹冠部位、扦插時間、對比試驗：扦插基質(zhì)、母樹年齡、樹冠部位、扦插時間、 光照強度與質(zhì)量，扦插深度等光照強度與質(zhì)

41、量，扦插深度等u次要因素：回避，盡可能采用同樣條件次要因素：回避，盡可能采用同樣條件典型設計典型設計試驗設計：分組區(qū)組設計試驗設計：分組區(qū)組設計 設計案例設計案例350個全同胞、個全同胞、150個優(yōu)樹子代測定林個優(yōu)樹子代測定林u 分組方法：分組方法：10個全同胞或優(yōu)樹子代作為一組，個全同胞或優(yōu)樹子代作為一組，選擇共同的對照物（天然自由授粉后代）。隨選擇共同的對照物（天然自由授粉后代）。隨機不完全區(qū)組或隨機完全區(qū)組。機不完全區(qū)組或隨機完全區(qū)組。u 造林：每一個立地條件類型安排一個區(qū)組造林：每一個立地條件類型安排一個區(qū)組u 數(shù)據(jù)分析：采用以對照為主的相對值。數(shù)據(jù)分析：采用以對照為主的相對值。四、數(shù)

42、據(jù)分析的科學性四、數(shù)據(jù)分析的科學性數(shù)據(jù)分析注意的問題數(shù)據(jù)分析注意的問題研究尺度一致性研究尺度一致性方差分析的基礎方差分析的基礎多元統(tǒng)計方法多元統(tǒng)計方法數(shù)學模型的基礎數(shù)學模型的基礎多多(單單)目標決策法目標決策法數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換！數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換！滿足方差齊次性滿足方差齊次性自變量相互獨立自變量相互獨立具有生物學意義具有生物學意義獲得最佳的依據(jù)獲得最佳的依據(jù)正確處理定性變量正確處理定性變量四、數(shù)據(jù)分析的科學性四、數(shù)據(jù)分析的科學性簡單比較法簡單比較法方差分析法方差分析法多元統(tǒng)計方法多元統(tǒng)計方法數(shù)學模擬法數(shù)學模擬法多多(單單)目標決策法目標決策法獲得最佳的依據(jù)獲得最佳的依據(jù)簡單模型簡單模型綜合模型綜合模型線性模型線

43、性模型非線性模型非線性模型多元統(tǒng)計分析多元統(tǒng)計分析單因素方差分析單因素方差分析雙因素方差分析雙因素方差分析多因素方差分析多因素方差分析廣義方差分析廣義方差分析數(shù)據(jù)分析的主要方法數(shù)據(jù)分析的主要方法注意交注意交互作用互作用五、典型研究案例五、典型研究案例l 根系呼吸對樹木生產(chǎn)力的控制機理根系呼吸對樹木生產(chǎn)力的控制機理 l XX豐產(chǎn)林水肥管理技術(shù)研究豐產(chǎn)林水肥管理技術(shù)研究l XX能源林合理經(jīng)營密度研究能源林合理經(jīng)營密度研究l 冰雪災害區(qū)植被恢復技術(shù)研究冰雪災害區(qū)植被恢復技術(shù)研究研究案例研究案例1：根系呼吸對樹木生產(chǎn)力的控制機理：根系呼吸對樹木生產(chǎn)力的控制機理 森林的森林的生產(chǎn)力生產(chǎn)力立地立地因素因素經(jīng)營經(jīng)營管理管理遺傳遺傳因素因素森林生產(chǎn)力的總體構(gòu)成森林生產(chǎn)力的總體構(gòu)成環(huán)境環(huán)境控制控制遺傳遺傳改良改良根系調(diào)控森林生產(chǎn)力的可能途徑高輸導能力高輸導能力節(jié)約資源節(jié)約資源高吸收能力高吸收能力R/S地上地上地下地下同化效率同化效率結(jié)構(gòu)能力結(jié)構(gòu)能力吸收