海南热带雨林林窗对土壤种子库种子萌发的影响机制

森林植物的种子成熟落地后萌发情况有三种，一类快速萌发，一类是休眠后不需受环境变化的刺激萌发，形成幼苗库，还有一类要等到受环境条件刺激后萌发，如受林窗环境条件的刺激而萌发。林窗形成后，是什么信息刺激这一类土壤种子的萌发？林窗让土壤中的种子满足什么样的条件而萌发呢？目前仍然是未解的科学问题。林窗形成后，微生境发生变化，这些变化如何影响森林幼苗库中的幼苗生长，文献较多，幼苗获得阳光后的生理响应机理不断被揭示。但林窗对土壤种子库的影响，目前的文献集中在研究种子库的组成与分布格局。为了解答林窗刺激土壤种子萌发的机理，有采种子在控光的条件下研究森林树木种子萌芽机理实验或在实验室模拟林窗实验，存在的问题是光热不好分离。光学玻璃能分离光与热，我们采用光学玻璃，在野外控制光照与非光照、光热隔离，加之有效控制光照长短及控制土壤水分等手段开展林窗土壤种子库的萌发机制研究，解决上述问题。

林窗形成后，林窗微生境的光、温度及湿度等都发生了变化，而土壤种子库中一部分一直处于休眠状态的种子受到环境因子变化的刺激开始萌发。为解答林窗环境因子启动土壤种子库种子萌发的机理，目前的研究有采种子放入野外林窗或人为建立的荫棚中研究林窗环境对森林植物种子萌发的影响，也有采种子在室内光温箱内研究光、温对森林树木种子萌芽的影响。这些研究表明有些植物种子只有在有光的条件才能萌发，有些植物种子只有在变温环境或高温环境中才能萌发。林窗和荫棚研究存在的问题是光热未分离，无法判断到底是哪种环境因子启动了种子的萌发；而在光温箱内的实验不能以整个土壤种子库作为研究对象，仅能以特定的植物种子作为研究对象。本研究在野外群落调查和土壤种子库萌发实验的基础上，用冷光源灯和陶瓷加热灯进行野外林下光热分离后的土壤种子库萌发试验，并选取土壤种子库的代表物种的种子放入人工气候箱内进行进一步的验证试验。研究结果表明：（1）海南热带山地雨林土壤种子库中存在大量活种子，种子密度高达1694粒/㎡，以先锋植物种子为主；（2）光因子变化对土壤种子库种子萌发影响较为明显，在林窗环境因子中光是启动土壤种子库中先锋植物种子萌发的关键环境因子，在黑暗的环境中先锋植物种子将不萌发，但不是启动后期种种子萌发的关键环境因子，在黑暗的环境中后期种种子也会萌发；（3）在林窗环境因子中温度不能单独启动先锋植物种子的萌发，但在林窗光条件下，变温环境也是启动先锋乔木种子萌发的关键环境因子，并且林窗中高温能提高种子的萌发速率；（4）在林窗环境因子中土壤湿度对先锋草本和灌木种种子的萌发无显著影响。但对先锋乔木种和后期种种子的萌发有显著影响, 而且林窗中土壤湿度的变化对热带雨林土壤种子库种子的萌出有促进作用。