木麻黄种子萌发的限制生态因子

成功的天然更新应同时具备三个条件:(1)种源数量充足、质量良好;(2)适宜种子萌发的微生境;(3)幼苗、幼树存活的生态条件。为进一步揭示海南岛木麻黄(Casuarina equisetifolia)海防林自身无法天然更新的障碍因子,该文对影响其天然更新的三个条件之一的种子萌发条件进行了研究,并探讨了不同的生态因子,如木麻黄化感、土壤酸碱度、盐度、温度、基质类型、水分等对木麻黄种子萌发的影响。结果表明:(1)不同浸提物的不同浸提液浓度处理的种子萌发率与CK组无显著性差异。(2)设定范围内的pH、盐度和温度对木麻黄种子萌发率无显著影响。(3)不同浓度梯度PEG溶液处理的木麻黄种子萌发率存在显著性差异,且伴随PEG溶液浓度增加,木麻黄种子萌发率随之锐减。(4)不同基质及浇水频度对种子萌发率也具有显著影响。从综合PEG干旱胁迫、基质及浇水频度的结果可以发现,木麻黄种子抗旱能力较弱,对水分敏感。因此,水分是制约木麻黄种子萌发的主要限制因子,凋落物层及滨海沙土较差的保水性不同程度地制约了种子的萌发。     

盐磷胁迫对木麻黄和台湾相思种子萌发及幼苗生长的影响

恶劣环境下,人工海防林因面临养分胁迫而经营困难。为探讨盐、磷胁迫对主要海防林树种木麻黄和台湾相思种子萌发及生长的影响,该研究分别用不同浓度的NaCl(盐)和KH₂PO₄(磷)溶液处理种子和浇灌幼苗,测定种子萌发和幼苗生长指标。结果表明：(1)高盐胁迫显著抑制种子萌发,对幼苗生长有一定影响,但两种植物影响程度不同;台湾相思种子萌发耐盐性高于木麻黄,前者相对盐害率最大值为23.03%,后者为89.15%;随着盐浓度增加,木麻黄和台湾相思种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均降低,对应最大值分别为38.70%、34.67%、18.70、0.055和76.67%、62.22%、48.46、6.11。(2)两种植物的株高和根长随盐浓度增加而降低,木麻黄和台湾相思株高分别为12.29～6.01 mm和48.27～17.33 mm,根长分别为8.57～1.45 mm和33.41～5.88 mm;台湾相思根、茎、叶生物量及根冠比均随盐浓度的增加逐渐减小,木麻黄各处理差异较小。(3)台湾相思的种子和幼苗较木麻黄更耐低磷环境,二者最适磷浓度存在差异;木麻黄种...     

海南岛木麻黄林林下植物天然更新影响因素的研究

木麻黄海防林是海南岛重要的海岸生态屏障,天然更新对其持续发挥防护功能具有重要意义。调查发现海南岛大多数木麻黄林林下天然更新困难,然而却存在局部更新良好的现象。为了探究天然更新存在巨大差异的原因,并为促进海南海防林由人工林向近自然林转化提供一定的理论基础,通过分析不同林地更新质量的差异,研究影响木麻黄海防林林下天然更新的主要影响因素。该研究在海南岛木麻黄海防林中共设置73块临时样地,采用方差分析和相关分析等统计方法,分别研究林地所属气候区、林分条件、土壤因子和凋落物累积量对天然更新质量和密度的影响。结果表明:(1)湿润气候区的木麻黄林下更新要显著优于半干旱区;(2)木麻黄林分密度与更新密度和草本盖度存在显著负相关,但林分条件其他因子对更新影响不大;(3)不同更新质量样地的土壤pH和养分均无显著性差异,但铵态氮对幼苗、有机质对幼树的更新存在一定的促进作用;(4)凋落物的累计整体不利于天然更新的进行。结果说明气候因子、木麻黄林分密度、木麻黄凋落物积累量是木麻黄海防林林下植物天然更新的主要影响因素。     

水杉原生种群核心种质资源的繁殖特性

水杉(Metasequoia glyptostroboides)原生种群天然更新困难, 为探究其原因是否与繁殖特性有关, 本文以其核心种质资源(40株个体)为对象, 通过对生境、母树个体和种子性状的调查, 并结合田间播种试验, 分析其繁殖特性。以方差分析检测不同母树个体间种子性状、发芽率和幼苗生长特征的差异; 采用相关性分析和多元线性回归模型分析个体性状对其种子、发芽率及幼苗生长的影响; 通过Logistic模型拟合, 分析幼苗生长的节律参数。结果显示: (1) 40株母树个体仅有7株产种, 产种率仅为17.50%, 且不同母树个体间产种量差异显著(P < 0.05)。(2)不同母树个体间的种子千粒重、种子发芽率、幼苗存活率和基径生长量均存在显著差异(P < 0.05)。(3) 7株母树个体种子的平均发芽率为19.73%, 幼苗平均存活率为73.42%, 不同母树之间差异显著(P < 0.05)。(4)母树个体的胸径与种子千粒重、种子发芽率呈显著负相关(P < 0.05), 种子发芽率与幼苗存活率呈极显著正相关(P < 0.001), 树高与幼苗存活率呈显著正相关(P < 0.05)、与幼苗基径呈极显著正相关(P < 0.001)。(5)母树树高对幼苗存活率有显著正效应(P < 0.05), 胸径对种子发芽率有显著负效应(P < 0.05)。(6)苗高、基径的生长符合“S”型生长曲线(R ² ≥ 0.928)。水杉原生种群产种量低, 种子发芽率低、幼苗存活率较低, 且不同母树之间差异显著可能是造成其天然更新困难的原因。     

六盘山区辽东栎的实生苗更新及其影响因子

研究了六盘山区辽东栎(Quercus liaotungensis)灌丛的种子产量、土壤种子库组成、湿沙和风干贮藏对种子寿命的影响以及动物取食子叶对种子萌发和幼苗建立的影响。结果表明, 辽东栎灌丛种子的完好率为27.51%, 被动物取食或搬运种子的比例(41.51%)显著高于其他类型种子(p < 0.01); 辽东栎次生林土壤种子库中萌发和虫蛀种子分别占35.16%和38.29%, 完好种子仅占13.65%, 捕食动物主要通过贮藏或搬运而影响土壤种子库中的种子密度。湿沙贮藏60天的辽东栎种子自动萌发率高达96.67%, 短期贮藏可加快种子的萌发进程, 提高萌发率和萌发指数, 但随着贮藏时间的延长, 种子萌发进程延迟, 萌发率、萌发指数和活力指数均不同程度地降低。排除动物取食处理的幼苗在林窗和林下生境的存活率分别为80%和83%, 而不排除动物取食幼苗在2种生境中分别仅有25%和31%能够存活, 表明子叶在幼苗建立中具有重要作用。林窗中幼苗子叶的动物取食率(85.00%)高于林下(71.00%), 子叶留存的幼苗在林窗中的存活率(6.00%)低于林下(15.50%), 而子叶被取食幼苗的存活率在两种环境中基本相等(分别为18.50%和18.00%)。     

不同光照对望天树种子萌发和幼苗早期生长的影响

在不同光照梯度的人工遮荫和森林生境中,研究了西双版纳季节雨林标志树种望天树的种子萌发和幼苗早期生长特征.结果表明,裸地上的强光照和深度遮荫均不利于望天树种子的萌发,中等程度的遮荫有利于种子萌发.望天树种子萌发率在林窗中央最大,而且萌发迅速,林窗边缘和林下生境不利于种子萌发.幼苗株高、基径和单株叶面积等生长指标均在部分遮荫处理条件下最大;幼苗根冠比在裸地上最高,且随遮荫程度的增加而降低;幼苗比叶面积在一定光照强度范围内随遮荫程度的增加而增大,在3层遮荫最大.除幼苗根冠比以外的其它生长参数均在林窗中央最大.讨论了环境因子(主要是光照强度和光质)对望天树种子萌发和幼苗生长的影响.     

长苞铁杉幼苗在林窗不同位置的建立

通过2003年12月到2005年1月对福建省天宝岩国家级自然保护区长苞铁杉林内椭圆形林窗(面积118m2)中心、中部、边缘和林下样地进行种子埋藏及幼苗定位观测实验,研究了长苞铁杉幼苗在林窗不同位置中的建立。结果表明:在林窗内不同位置对长苞铁杉幼苗建立有显著影响。林窗中心样地、林窗中部样地、林窗边缘和林下样地内长苞铁杉幼苗发生率分别为10%,10.7%,6%和6%。从林冠下到林窗中心,长苞铁杉种子的幼苗发生率略有增高趋势。在林窗中心样地和林窗中部样地中雨水冲刷是幼苗死亡的最主要原因,而在林窗边缘样地和林下样地中昆虫的取食是幼苗死亡的最主要原因。林窗位置对幼苗的存活率有显著影响,林窗中部样地幼苗存活率最高(11.4%),林窗中心样地幼苗存活率次之(6.7%),而林窗边缘样地和林下样地幼苗则均全部死亡。种子营养消耗完后,在林窗中心、林窗中部、林窗边缘和林下等4个位置样地中,林窗中心样地幼苗平均高度最高。经过一个生长季后,林窗中心样地中幼苗的根生物量、茎生物量和总生物量均略高于林窗中部样地的幼苗,但差异并不显著。林窗中心样地幼苗叶生物量、叶重比、叶/地上等指标显著高于林窗中部样地的幼苗,而茎重比则低于林窗中部样地的幼苗。     

木麻黄海防林种子雨的时空动态

为了解木麻黄(Casuarina equisetifolia)种子雨的时空间分布格局和萌发性能对其天然更新的影响,对海口木麻黄海防林种子雨的时空分布特征和种子雨的萌发动态进行了研究。结果表明,木麻黄种子落雨时间始于7月中旬,结束于次年4月中旬,持续长达9个月,期间种子雨年际平均密度为1 764.63 grain m~(-2)a~(-1);种子雨高峰期在12月上中旬,落种量占总散落量的43.38%;种子雨呈聚集分布,且种子雨密度与附近球果数量呈极显著正相关;种子雨萌发率较低,仅为11.31%,但由于种子雨密度较大,可萌发的种子雨密度仍然较大,为199.58grainm~(-2)a~(-1)。因此,种子数量和质量均不是制约木麻黄天然更新困难的主要障碍因子,但聚集分布特征使木麻黄种子在林内扩散能力十分有限。     

不同温度条件下PEG模拟干旱胁迫对水杉种子萌发的影响

水杉原生种群天然更新极差,林下鲜见幼苗和幼树,种子萌发率低是造成天然更新困难的重要因素。为探究其种子萌发率低是否与水杉母树原生地春季低温有关,该文利用恒温培养箱设置3种恒温处理(15、20、25 ℃)和1种变温处理(12 ℃/12 h和24 ℃/12 h,每24 h交替),并设置5种不同浓度的聚乙二醇(PEG-6000,0、0.05、0.10、0.15、0.20 g·mL^-1)模拟干旱胁迫,来研究干旱胁迫对水杉种子萌发的影响。结果表明:(1)实验所设置的温度对水杉种子萌发无显著影响(P>0.05),变温条件下的水杉种子平均发芽率和发芽势均为最高,分别为46.75%和21.25%;(2)不同浓度的PEG-6000溶液对其种子萌发产生显著影响(P<0.05),水杉在15 ℃或25 ℃下,低浓度的PEG-6000溶液(0～0.10 g·mL^-1)对水杉种子的发芽势和发芽指数有促进作用,高浓度(>0.10 g·mL^-1)的PEG-6000溶液对水杉种子的萌发有抑制作用,且随着浓度的增大抑制作用也随之增强,直到浓度增大为0.20 g·mL^-1 时,水杉种子不再萌发。原生地春季低温并不是造成水杉原生种群天然更新困难的因素,适当的干旱胁迫有利于增强水杉种子发芽势和发芽指数,促使出苗整齐。     

光质对杉木种子萌发及幼苗生长的影响

光是影响森林早期天然更新(种子萌发和幼苗生长)的重要因子之一.但光质对杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook)早期更新的影响尚不清楚.为探讨光质对杉木种子萌发及幼苗生长的影响机制,以杉木种子为研究对象,通过设置8h白光(W)、8h红光(R)、6h红光-2 h远红光(R-FR)、4h红光-2 h远红光-2 h红光(R-FR-R)、黑暗(D,对照)5种不同光质处理,观察种子萌发及幼苗生长特征.结果表明,不同光质处理对杉木种子萌发影响显著,D和R-FR-R处理促进杉木种子萌发,R处理抑制种子萌发.最后一次照光选择红光处理(R和R-FR-R)能够显著促进杉木幼苗根和子叶的伸长,促进生物量积累以及增加叶生物量分配比例,但抑制茎的伸长,远红光处理则促进茎的生长.杉木种子为光不敏感种子,黑暗处理下萌发率最高,且远红光间断处理能够相对促进其萌发,说明杉木种子可以较好地适应异质光环境.     

植冠与土壤种子库储存种子的萌发特性及策略

为明确黄土丘陵沟壑区植物种子库如何调控种子萌发来提高个体适合度,选择研究区7种具有种子库的主要物种为研究对象,以刚成熟和室内储存种子为对照,比较植冠宿存(5个宿存期)和土壤埋藏(5a埋藏期)对植物种子萌发特性的影响,探讨植冠种子库与土壤种子库储存下的种子萌发策略。结果表明:7种植物种子经过不同种子库储存后萌发特性表现出明显的种间差异,黄刺玫(Rosa xanthina)和水栒子(Cotoneaster multiflorus)种子萌发力表现为植冠宿存不变型、土壤储存增强型,土壤储存明显提高水栒子种子萌发速率;达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)和狼牙刺(Sophora davidii)种子萌发力表现为植冠宿存增强型、土壤储存减弱型,种子萌发历时表现为植冠宿存延长型,土壤种子库储存还可加快达乌里胡枝子萌发速率、缩短萌发历时;茭蒿(Artemisia giralaii)和铁杆蒿(Artemisia gmelinii),种子萌发率随植冠宿存时间先升高后降低,随土壤储存时间先降低后升高,土壤储存可推迟其萌发,铁杆蒿种子萌发速率在植冠与土壤储存后均加快;紫丁香(Syringa oblata)种子萌发率随植冠宿存先升高后降低,土壤储存明显加快其种子启动萌发与速率。在黄土丘陵沟壑区,植物种子经过植冠或土壤种子库储存,或增加、加快、提早萌发充分利用有利条件提高占据性,或减少、减缓、推迟萌发分摊不利条件的风险;而且该区植物植冠与土壤储存后种子萌发特性间的关系,体现各自适应环境与应对干扰的分工与协作策略,主要表现为:单一主导型和相辅相成型。     

木麻黄浸提液对榄仁树幼苗生长及生理生化的影响

该研究试图将榄仁树引入木麻黄海防林以期形成混交林型的海防林。以15 d榄仁树种子苗为材料,分别采用浓度为125 g·L~-1的木麻黄根、木麻黄凋落物和林下表层土壤的水浸提液胁迫处理榄仁树幼苗60 d,研究木麻黄化感作用对榄仁树幼苗生长、光合作用、膜系统伤害、抗氧化系统酶活性及游离Pro含量的影响。结果表明:木麻黄根、木麻黄凋落物及林下表层土壤的水浸提液都能降低榄仁树幼苗的存活率,影响幼苗株高、叶和根生物量,可以推断不同浸提液中对影响植物生长成分的浓度有所不同。3种浸提液均显著降低处理15~45 d期间幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Ccond)、胞间CO_2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr),且显著增加幼苗水分利用率(WUE)。第60天时3种木麻黄浸提液能显著增加幼苗叶片、根的Pro含量,使得幼苗根系组织细胞膜通透性增加,而木麻黄根浸提液能显著增加幼苗Ccond、Ci、叶SOD、根CAT含量,木麻黄凋落物浸提液能显著增加幼苗Ccond和Tr,同时凋落物浸提液会显著降低幼苗根POD含量。榄仁树幼苗通过调整自身的生理生化能适应木麻黄化感胁迫的影响,为此可考虑榄仁树作为沿海防护林建设的树种之一。     

木麻黄纯林及其混交林对土壤剖面理化性质的影响

为明确混交林对木麻黄林地土壤肥力的改善作用,该文选取海南岛北部滨海沙地木麻黄纯林、木麻黄-琼崖海棠混交林、木麻黄-大叶相思混交林3种林分类型,通过采集土壤剖面样品,分析腐殖质层、0～100 cm土壤各层次的理化性质、分布特征及其林分间差异。结果表明：(1)与纯林相比,木麻黄-琼崖海棠混交林可显著提高腐殖质层以及20～40 cm土壤层pH,增幅分别为6.11%和5.97%。(2)与纯林相比,木麻黄-琼崖海棠混交林和木麻黄-大叶相思混交林均可显著提高各层土壤的有机碳和全氮含量,有机碳含量增幅分别为69.8%～358.3%和90.2%～908.3%,全氮含量增幅分别为44.1%～160.7%和31.4%～210.7%;另外,木麻黄-琼崖海棠混交林还可显著提高0～100 cm各土层的全磷含量,增幅为20.8%～39.6%,而木麻黄-大叶相思混交林可显著提高20～100 cm各土层的全磷含量,增幅为25.0%～39.6%;木麻黄-大叶相思混交林对腐殖质层速效养分的改善效果较好,而两种混交林均可显著提高各土层的速效钾含量。(3)方差分析表明,林分类型和土层深度对林下有机碳、全氮、全磷、有效磷、硝态...     

海南岛木麻黄海防林天然更新特征及更新树种筛选

天然更新是森林资源再生产的一个重要的生态学过程,良好的天然更新可促进人工林向近自然林的方向转变。为了解海南木麻黄海防林天然更新现状和特征,筛选出自然条件下天然更新良好的树种。该研究在海南岛木麻黄海防林内共计设立临时样地73块,样地总面积为2.51 hm~2,采用典型抽样的调查方法对海南全岛木麻黄海防林天然更新状况进行系统调查,应用天然更新密度及物种丰富度等指标对干、湿不同气候区木麻黄天然更新特征进行比较分析,并应用更新密度、更新指数等指标对天然更新质量较好的树种进行筛选。结果表明:(1)海南岛木麻黄海防林下天然更新质量整体不佳,木麻黄自身虽无法实现天然更新,但局部其他树种天然更新良好,更新良好的比例为15.1%。(2)湿润区天然更新丰富度及物种多样性远优于半干旱区,其中湿润区样地更新树种为28科、50属、59种,半干旱区样地更新的树种为6科、6属、6种。(3)乔木更新情况优于灌木。(4)潺槁木姜子、鸦胆子、台湾相思、榄仁树等具有较强的天然更新性能,适合与木麻黄混交,可以作为木麻黄海防林的混交树种或伴生树种。     

Effects of Biological Soil Crusts on Seed Bank, Germination and Establishment of Two Annual Plant Species in the Tengger Desert (N China)

The presence of biological soil crusts can affect the germination and survival of vascular plants, but the reasons are not well investigated. We have conducted a field investigation and greenhouse experiments to test the effect of crusts on two desert annual plants, which occur on the stabilized dunes of the Tengger Desert in N China. The results showed that biological soil crusts negatively influenced the seed bank of Eragrostis poaeoides and Bassia dasyphylla. The important effect of biological soil crusts on seed germination and establishment were performed indirectly through reducing the amount of germinating seeds. Field investigation and experimental results with regard to the seed bank indicated that higher seedling density was found in disturbed crust soil and bare soil surface than in intact crust soils. Greenhouse experiments showed that the effects of biological soil crusts on germination and establishment of the two plants are not obvious in moist condition, while disturbed crusts are more favorable to seed germination in dry treatment. Significant differences in biomass were found between disturbed crust soil and bare soil. Survival and growth of the two annual plants were enhanced in both algal and moss crusts during the season of rainfall or in moist environment, but crusts did not affect seedling survival in the dry period. The small seeded E. poaeoides has higher germination than larger-seeded B. dasyphylla in crust soils, but B. dasyphylla has a relatively higher survival rate than E. poaeoides in crust soils.     

Effect of oil on recruitment from the seed bank of two tidal freshwater wetlands

The effect of oil spills on the recruitment of freshwater tidal wetland species was determined using soil seed bank samples collected in early March from two New Jersey Delaware River marshes. Samples were exposed to simulated tidal cycles 0 (2 days), 2 and 4 wk after soil was collected; 0 wk samples were treated before germination began. Oil treatment significantly reduced survival to I May (end of study) of Acnida cannabina and Bidens laevis, the dominant species, as well as number of species per sample and height of B. laevis. Total perennial seedlings, present in low numbers, also showed significant reduction with treatment. However, during the course of the study, Peltandra virginica recruitment and survival were not reduced by oil treatment and recruitment of Sagittaria latifolia appeared enhanced. There was no consistent pattern regarding which treatment time produced the greatest effect. Interactions (site, treatment, time) were generally not significant. Because these tidal freshwater wetlands and seed banks are dominated by annuals, reduction in seedling numbers and growth could substantially alter vegetation patterns. Timing of oil spills would be important, but impact would depend on species composition of the seed bank and colonizing vegetation, dispersal of seeds into the site, and germination requirements.     

模拟干旱胁迫下六个种源梓树种子萌发特性及地理变异研究

该研究采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫,测定了发芽率、发芽势和胚根长度等指标,运用相关性分析、聚类分析和隶属函数法综合评价梓树六个种源种子萌发期的抗旱性大小,初步筛选出抗旱性较强的种源。结果表明:随着溶液水势的降低,六个种源种子的发芽率、发芽势、相对发芽率、发芽指数、活力指数表现为持续下降趋势;除河南洛阳种源的胚根、胚轴长度以及甘肃正宁种源的胚根长度外,其余种源胚根、胚轴长度均表现为逐渐下降趋势;溶液水势为-1.0 MPa时,河南洛阳种源失活,其余种源各指标趋于一致。将各种源种子发芽特性与原产地地理环境因子进行相关分析表明,种子活力指数与经度、纬度呈显著正相关(0.903和0.871),经度、纬度较大的种源活力更强、抗旱性更佳;年均气温越高,种子发芽率和活力均降低;年降雨量与种子的发芽率和活力指数呈中偏弱的负相关,但与胚根和胚轴的生长呈中等正相关;温度和降雨量对梓树种子的抗旱性有一定影响,主要体现在年均温和年降雨量越低,种子的发芽率也越低;初步发现处于干旱和寒冷等相对恶劣环境下的梓树种源表现为以提高种子发芽率和降低种子胚生长活性的调节机制来适应不良环境。运用聚类分析及隶属函数法对六个种源梓树种子萌发期进行抗旱性综合评价,辽宁恒仁种源种子抗旱性最强,河南洛阳种源种子抗旱性最弱。综上结果认为,梓树六个种源抗旱性差异明显,温度和降雨量在一定程度上影响了种子萌发的抗旱性。