植冠种子库及其生态意义研究

植冠种子库由成熟的种子宿存在植冠上形成。种子可在植物植冠中存留1～30年或者更长时间。40属木本植物中有1200种植物具有植冠种子库,它们大多分布在火灾易发区和干旱区。植冠种子库是植物繁殖对策的一个方面,具有延缓繁殖体传播、使繁殖体免受捕食、调节萌发时间、将种子降落在适宜位置等生态功能。本文对植冠种子库的概念、分类、具有植冠种子库物种的地理分布、植冠种子库的研究现状及植冠种子库研究中存在的问题进行了论述。应加强对干旱区植冠种子库种子脱落机制和沙漠地区植冠种子库生态意义的研究。     

辽东栎植冠的构型分析

对辽东栎 ( Quercus liaotungensis)个体发育中不同阶段的植冠构型进行统计分析 ,结果发现 :构型转变主要表现在分枝格局上 ,除枝、叶方位角和叶倾角外 ,分枝率、枝长和枝倾角都发生过显著改变。不同阶段构型分析的比较表明 :1 )幼苗阶段 ,高生长显著 ,枝条伸长较快 ,但分枝率低 ;2 )幼树阶段 ,分枝率显著小于成株阶段 ,但上层枝条的平均枝倾角大于其它两阶段 ,上层枝条的长度也大于成株阶段 ;3)成株阶段 ,冠幅迅速扩展 ,分枝率较前两时期显著增加 ,同时顶端优势减弱 ,引起休眠芽萌动和萌生苗的发生。而枝的转向是植物个体发育过程中构型调整的直接证明。这些都说明了辽东栎在生活史的不同阶段 ,因为所处的微生境和所面临的威胁都各不相同 ,在构型表达上也有不同对策。     

山西濒危植物翅果油树植冠的构型分析

应用分形理论及方法,从分枝格局和冠幅扩展2个方面对山西翼城和乡宁的35株翅果油树(Elaeagnus mollis Diels)个体的植冠构型进行统计分析。结果表明,幼树和成树的总体分枝率和逐步分枝率有显著变化;一级枝的平均枝长和枝径有显著差异,但枝和叶的方位角及叶倾角差异不明显。不同发育阶段个体的冠幅变化较大,幼树冠幅的分形维数(2.0026)小于成树(2.2694)。翅果油树在不同生长发育阶段对生境变化有不同的构型策略。     

辽东栎林内不同小生境下幼树植冠构型分析

以黄土高原黄龙山林区辽东栎林内3个小生境（林下、林隙、林缘）下辽东栎天然更新幼树为研究对象,采用典型抽样法对辽东栎幼树侧枝、叶片和树冠的空间分布状况以及生物量分配状况进行调查分析,探讨微生境与幼树植冠构型特征的关系,明确辽东栎幼树对不同小生境的适应策略,为栎林经营和林分结构优化提供理论依据。结果显示：（1）3种生境下辽东栎幼树构型发生了可塑性变化,林下幼树树冠层次比较单一,林隙与林缘的幼树树冠层次更加丰富。（2）由林下至林缘,幼树的树高、枝下高呈逐渐减小的趋势,而地径变化趋势与之相反;幼树的冠幅、树冠面积、树冠率呈先增加后减小的趋势,并且林下与林隙、林缘的差异显著;幼树的总体分枝率、逐步分枝率、枝径比呈先增加后减小的趋势。（3）3种生境下,幼树的一级枝的枝长、直径与倾角随着树高的增加而呈减小的趋势,但3种生境的差异不显著;林下一级枝主要分布在冠层中上部,而林隙与林缘一级枝主要分布在冠层中下、中上部。（4）由林下至林缘幼树叶长、叶宽、单叶面积和比叶面积逐渐降低,而单株叶数、叶总面积、叶面积指数呈先增大后减小趋势;与其他2种生境相比林下叶片分布趋于冠层上部。（5）幼树地上部分生物量中林下主干生物量占83%,枝和叶生物量只占17%;而林隙与林缘虽然各部位生物量有所差异但比例基本一致,其中主干占66%左右,枝和叶生物量占34%左右。研究表明,林隙生境下幼树的构型优于林缘和林下生境,在今后栎林的经营中,可以通过适当间伐来增加林隙数量,为森林更新和结构的优化提供有利条件。     

陕北黄土丘陵区6种植物冠层种子库的初步研究

对陕北黄土丘陵区猪毛蒿（Artemisia scoparia）、铁杆蒿（Artemisia gmelinii）、茭蒿（Artemisia giraldii）、杠柳（Periploca sepium）、狼牙刺（Sophora viciifolia）和黄刺玫（Rosa xanthina）6种植物不同时期的冠层种子宿存量进行了调查。结果显示,6种植物均有不同程度的植冠种子宿存量,翌年4月,黄刺玫的宿存量可达57.60%,狼牙刺的宿存量达31.56%,杠柳的宿存量为6.30%,铁杆蒿的宿存量为2.42%,猪毛蒿的宿存量为1.86%,茭蒿的宿存量为1.16%。猪毛蒿、铁杆蒿、茭蒿、黄刺玫的种子宿存时间可长达7个月之久,狼牙刺、杠柳的宿存时间为5～7个月。     

黄土丘陵沟壑区主要物种植冠种子库动态及其生态策略

植冠种子库是植物适应环境并应对外界干扰的种子生态策略之一,研究了黄土丘陵沟壑区12种主要植物植冠种子库动态,结果表明:杠柳不具有植冠种子库,其他11种植物均具有植冠种子库;除了黄刺玫种子在翌年5月达到脱落高峰,其他植物大部分种子在冬季脱落,其中杠柳、达乌里胡枝子、茭蒿、黄柏刺和水栒子的大部分种子脱落集中偏早,铁杆蒿和土庄绣线菊的大部分种子脱落集中偏晚;植冠宿存对大部分植物种子的萌发特性表现为促进作用;但不同植物种子的萌发时滞对植冠宿存响应差异较大;9种植物种子在植冠上宿存至翌年2月底,其种子活力仍能维持达60%以上;该区植物表现出不同的植冠种子库策略,通过不同的方式来减少干扰的威胁,提高成功萌发与更新的几率,它们或具有较大规模的宿存量、或调控种子萌发特性、或提高种子维持活力的百分比。此外,全面了解该区植物形成植冠种子库的机理及对应的生态策略还有待于全面、深入的研究。     

两种亚热带榕属乔木植冠损伤后的位置依赖性枝发生

三峡库区需要大量植株用于三峡工程所涉及的诸多建设(如铁路、公路、建筑)之后的植被恢复和绿化.由于具有优美树冠和耐瘠薄土壤的能力,榕(Ficus microcarpa L.)和黄桷树(Fvirens Ait.var.sublanceolata(Miq.)Cornor) 在三峡库区作为绿化和行道树木大量栽植.在三峡库区,这两种树种苗木的培育主要通过切枝扦插的方式进行.大量切枝损伤植株植冠并且使叶组织数量减少,对植株生长有很大影响.植株生长与植株的枝发生格局有很大关系,为明确植冠损伤对植株生长的可能影响,对榕和黄桷树植冠损伤后的枝发生进行了研究.实验发现,切枝造成的植冠损伤对榕和黄桷树植株侧枝上的枝发生没有影响,不同损伤强度之间和不同损伤发生时间之间都不存在明显的差异.但是,植冠损伤后,榕和黄桷树植株主茎上的枝发生是位置依赖性的.植冠损伤不影响榕和黄桷树植株损伤处理后新生主茎段和具侧枝主茎段上的枝发生,却促进了损伤处理后裸露主茎段上的枝发生,并且裸露主茎段上枝发生的数量和密度随植冠损伤强度的升高而增大.此外,实验结果表明,秋季植冠损伤植株裸露主茎段上的枝发生要高于春季植冠损伤植株裸露主茎段上的枝发生;在榕和黄桷树的枝发生中,仅有裸露主茎段上增强的枝发生会促进植冠损伤植株对叶组织的生物量投资并有利于受损植株的恢复和生长.     

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。     

桂花植冠的枝系构型分析

采用Strahler法对福建省石峰寨风景区内的不同生长发育阶段桂花(Osmanthus fragrans)的枝系构型进行了统计分析。结果表明:桂花的分枝格局参数,除总体分枝率和逐步分枝率SBR1:2无显著变化外,其余参数因发育阶段的不同,均发生不同程度的变化。枝系构型的比较分析表明:成树阶段高生长不明显,以拓展上层空间为主,幼苗阶段表现出高生长,幼树阶段则表现出从高生长向横向生长过渡的趋势。通过分析叶片配置发现:在不同枝系上,叶片均集中于植冠内一级枝和二级枝上;叶片的大小从幼苗、幼树到成树阶段逐渐增大。这些说明桂花在不同生长发育阶段,枝系构型表现出一定的可塑性,反映了不同的适应对策。     

两种亚热带榕属乔木植冠损伤后的位置依赖性枝发生

三峡库区需要大量植株用于三峡工程所涉及的诸多建设(如铁路、公路、建筑)之后的植被恢复和绿化。由于具有优美树冠和耐瘠薄土壤的能力,榕(Ficus microcarpa L.)和黄桷树(F. virens Ait. var. sublanceolata (Miq.) Cornor)在三峡库区作为绿化和行道树木大量栽植。在三峡库区,这两种树种苗木的培育主要通过切枝扦插的方式进行。大量切枝损伤植株植冠并且使叶组织数量减少,对植株生长有很大影响。植株生长与植株的枝发生格局有很大关系,为明确植冠损伤对植株生长的可能影响,对榕和黄桷树植冠损伤后的枝发生进行了研究。实验发现,切枝造成的植冠损伤对榕和黄桷树植株侧枝上的枝发生没有影响,不同损伤强度之间和不同损伤发生时间之间都不存在明显的差异。但是,植冠损伤后,榕和黄桷树植株主茎上的枝发生是位置依赖性的。植冠损伤不影响榕和黄桷树植株损伤处理后新生主茎段和具侧枝主茎段上的枝发生,却促进了损伤处理后裸露主茎段上的枝发生,并且裸露主茎段上枝发生的数量和密度随植冠损伤强度的升高而增大。此外,实验结果表明, 秋季植冠损伤植株裸露主茎段上的枝发生要高于春季植冠损伤植株裸露主茎段上的枝发生; 在榕和黄桷树的枝发生中,仅有裸露主茎段上增强的枝发生会促进植冠损伤植株对叶组织的生物量投