无瓣海桑人工林林下乡土红树植物定居机制

The alien mangrove plant Sonneratia apetala has become a common species for mangrove afforestation in China. The rapid growth, great reproductive capacity and large biomass of S. apetala raise the concern of its invading risks in China. We still lack a systematic and mechanistic study on the natural regeneration and community dynamics of S. apetala plantations and their impacts on native tree colonization. In our proposal, we intend to conduct sampling surveys and field controlled experiments on two typical and distinguished S. apetala plantations in Guangdong Province and Hainan Province, respectively. First,we carry out sampling surveys to verify the hypothesis of the prerequisite-effect of seed source on natural regeneration of native mangrove species. Then, under the conditions of lifting the seed source limitation, we carry out field controlled experiments, and quantitatively analyze biological factors and environmental factors and their indicators on the natural regeneration of the S. apetala plantations, using the Structural Equation Model risen recently. Finally, we predict the long-term dynamics and succession trend of the S. apetala plantations using the Forest Dynamic Model. Our results will reveal the limiting factors of native tree species in different key links (such as seed source acquisition, seed germination, seedling growth) in process of colonizing S. apetala plantations，and provide management measures to accelerate the sucssession of S. apetala plantations towards communities dominated by native tree species.

外来红树植物无瓣海桑（Sonneratia apetala）已成为我国红树林主要造林树种之一，其生长快、结实率高、树体高大繁茂等特性引发人们对其潜在入侵风险的关注。然而，迄今缺乏对无瓣海桑人工林更新过程及其与我国乡土红树植物关系的系统性、机理性研究。因此，本项目拟在广东淇澳岛和海南东寨港两地各具代表性的无瓣海桑人工林中，首先开展样方调查，检验种源状况对乡土树种自然更新的先决影响的假说；然后在解除种源限制条件下开展野外原位控制实验，数据运用近年兴起的结构方程模型模拟，定量分析林下环境因子和生物因子及其各指标对乡土红树林树种成功定居的相对贡献率。最后，运用森林动态模型预测无瓣海桑人工林群落长期动态和演替趋势。研究结果将揭示乡土红树林树种在无瓣海桑人工林下定居过程中种源获取、种子萌发、幼苗生长等关键环节的限制因子，为调控无瓣海桑人工林向乡土树种占优势的群落演替提供管理科学依据。

我国约有6000公顷的红树林人工林，其中有一半以上是外来红树植物无瓣海桑（Sonneratia apetala B. Ham）人工林，如此大面积的无瓣海桑人工林是否威胁乡土红树树种在其林下生存和发展成为备受关注的问题，因此，无瓣海桑林下乡土红树群落自然更新及其生物和非生物因素影响关系成为亟待研究的内容。本研究以华南7个地区（广东的珠海淇澳岛、湛江高桥、湛江雷州、惠州大亚湾、汕头义丰溪、中山翠亨新区和海南东寨港）的无瓣海桑人工林及其附近乡土红树天然林为研究对象，研究各地区天然红树林及无瓣海桑林内和林缘幼苗和种子（或胚轴）数量分布情况，以及无瓣海桑群落的微环境因子、植物因子和土壤因子对林下乡土红树物种分布变异环境解释，筛选主要的影响因子。研究结果表明：.（1）林分郁闭度高于0.84后，林下所有幼苗仅能存活1-4个月，随后几乎全部死亡，光照是影响天然林与人工林幼苗生存发展的主要限制因素。.（2）微环境因子（林分郁闭度和滩涂高程）对7个地区的无瓣海桑林下物种组成影响均达到极显著水平，土壤因子（有机碳、总氮和总磷）对无瓣海桑无瓣海桑林下物种组成影响均达到显著水平。.（3）无瓣海桑人工林周边种源数量也是影响其林下更新的重要因子，提高乡土红树种子和幼苗迁移到无瓣海桑林下成功率，需要改善天然林与无瓣海桑人工林的之间的迁移通道，并改善天然林和无瓣海桑人工林林内海水流通环境，使更多的林内种子更容易扩散出天然林进驻无瓣海桑人工林。.（4）木榄比其他乡土红树植物秋茄、桐花树、红海榄、白骨壤等具有更耐荫的特性，可在林分郁闭度0.9以内的林下生长，同时也具有耐水淹最大适生范围（每天6－18 h淹水时间），为无瓣海桑人工林下进行本土化改造的最佳乡土红树植物，为我国正式实施的无瓣海桑林下乡土化改造修复工程提供理论参考。