论文摘要
以秦岭地区的天然栓皮栎次生林为对象,在不同地区、不同生境设置固定样地,通过连续3年的样地监测、控制实验以及室内的植物内源激素分析,研究了栓皮栎无性繁殖幼苗种类以及对种群更新的作用、分析了萌生幼苗生长发育与环境因素和时间因素的关系,探讨了栓皮栎萌生苗发生与内源激素的关系,提出了利用栓皮栎无性繁殖基本规律的策略和对策,为秦岭地区栓皮栎次生林的持续经营提供了依据。主要研究结论如下:(1)秦岭地区的栓皮栎幼苗可以划分成实生苗、伐桩萌苗和干基萌苗:3种幼苗对栓皮栎次生林种群更新的贡献为伐桩萌苗>实生苗>干基萌苗,伐桩萌苗是最主要的幼苗,也是栓皮栎最主要的无性繁殖方式;实生苗有完整的、进展型年龄结构,伐桩萌苗各年龄的个体数呈间歇性波动;在1~5年生阶段,伐桩萌苗的基径、高度、地上生物量和叶面积均好于实生苗;伐桩萌苗竞争激烈,萌苗枯死率较高。伐桩萌苗生长快、个体多的特性,有利于其在快速恢复林地覆盖中发挥巨大作用;。(2)对择伐后不同时期的栓皮栎次生林中栓皮栎幼苗的调查发现,栓皮栎种群的繁殖方式受种群所处的恢复时期影响:伐桩萌苗密度为伐后5年>伐后10年>伐后20年>未砍伐林地,伐桩萌苗是择伐后林地中栓皮栎最主要的更新幼苗,其在种群更新的主导地位随着伐后时间的延长而下降,对种群恢复的贡献在林地择伐后初期更为重大;实生苗密度随着伐后时间的延长而上升,由于生长缓慢,对种群更新的作用在择伐后初期较小;干基萌苗没有竞争优势,对种群恢复的贡献较小。(3)生境条件对栓皮栎种群繁殖影响较大:在阴坡和阳坡,伐桩萌苗均是最主要的幼苗,坡向显著影响幼苗生长,伐桩萌苗和实生苗的基径均为阳坡>阴坡,高度为阴坡>阳坡;在林内,实生苗和伐桩萌苗重要值接近;在林窗和林缘中,伐桩萌苗的基面积和重要值均最大,在种群更新中占主要地位,林窗的存在对实生苗以及伐桩萌芽的产生及生长有利。(4)连续3年对栓皮栎皆伐迹地上伐桩萌发过程的跟踪调查和研究发现,80%的栓皮栎伐桩可以在伐后3年内一直产生和保存活萌苗,但伐桩存活率、萌苗数量和萌苗高度年增加量随伐后时间延长而不断下降;休眠季(12月)砍伐有利于伐桩萌苗发育生长,砍伐季节对萌苗生长的影响在伐后第2~3年消失;伐桩直径越大,其上萌苗数量越多,生长旺盛,伐桩高度仅在伐后第1年对萌苗数量和萌苗生长产生积极影响;较大直径(>15cm)和较高伐桩(>30cm)有利于萌苗生长发育。同一伐桩萌芽数量越多,竞争越激烈,萌苗生长越差,砍伐后应该及时抹芽以保证萌苗的生长。小生境对伐桩萌苗有有较大影响,林窗充足的光照环境有利于伐桩萌苗的产生和地上生物量累积,但林窗中萌苗枯死率高于林缘和林内。(5)不同胸径栓皮栎母树的主干基部环剥实验和连续2个生长季跟踪观测表明,直径在10cm~20cm的栓皮栎母树在环剥后容易产生干基萌苗,萌苗数量在2个生长季较为稳定,萌苗基径和高度也优于其他径级的母树;母树的直径(年龄)越大,产生干基萌苗的时间越晚,萌苗数量越少。(6)不同胸径母树的断根实验以及连续2个生长季的跟踪观测表明,断根处理能够促使胸径为10cm~20cm的栓皮栎母树的根系产生不定芽,但不定芽不能萌发成苗;秦岭地区的栓皮栎根系萌苗的发生是偶然的,其对栓皮栎种群更新的贡献有限。(7)高效液相色谱法对栓皮栎伐桩休眠芽和萌动芽中玉米素、生长素、赤霉素和脱落酸含量的测定表明,栓皮栎休眠芽的萌发与内源激素的种类及数量的关系十分密切:伐桩休眠芽中玉米素、赤霉素和生长素含量均远远小于萌动芽中的含量;休眠芽中脱落酸含量是萌动芽的2倍。赤霉素对休眠芽破除休眠有重要的促进作用。细胞分裂素类激素对伐桩休眠芽的始萌发也起着一定的促进作用。生长素对伐桩休眠芽的始萌发影响不大,脱落酸对休眠芽的萌发可能起着平衡和抑制作用。较高的赤霉素/脱落酸比值有利于伐桩休眠芽萌发。(8)在未来栓皮栎次生林经营中,应充分利用栓皮栎无性繁殖规律,促进种群持续发育和林地生态功能持续发挥:对栓皮栎次生林的择伐应选择在休眠季进行,且以伐桩高度大于30cm为标准,砍伐直径>15cm的栓皮栎个体,利用萌生苗速生特性,尽快恢复林地的生态防护功能;同时在择伐后又要尽量保护实生苗并适当增加实生苗数量以维持种群遗传多样性,促进林地持续发展;在更新不良的栓皮栎次生林中可以适当间伐生长不良的栓皮栎个体,开辟林窗,增加伐桩数量,促进栓皮栎种群更新;在栓皮栎次生林改造和经营中,可对胸径在10cm~20cm的间伐对象进行环剥,待其产生干基萌苗后再进行砍伐,有利于间伐林地的快速恢复。