六盘山区退化辽东栎灌丛的植物繁殖体和种群更新机制

包括辽东栎在内的栎林普遍存在的生长衰退和种群更新"瓶颈"已成为世界性难题，针对这一严峻现实，本项目从辽东栎的植物繁殖体入手，以宁夏六盘山区的退化辽东栎灌丛群落为研究对象，采用种子脱水与活力鉴定技术等经典手段和土壤种子库技术、模拟动物捕食技术、异株克生及竞争模型分析技术、植物茎流测定与分析技术、萌生的生长调控技术等现代生态学技术，系统研究退化辽东栎灌丛种群更新过程中的种子雨特点、昆虫和脊椎动物捕食及种子的传播、种子萌发和幼苗生长的生境选择、土壤种库异质成分在林窗和地下空斑中与辽东栎更新苗的竞争、萌生基株地上和地下营养贮藏与萌生能力的数量关系及萌生的生长调控等各个环节及其协同关系，全面揭示其种群更新机制，为退化辽东栎灌丛的种群更新提供科学依据。本项目的开展不仅具有重要的理论意义，而且在退化植被的恢复实践中具有重大的应用价值，将为栎林衰退和更新困难这一世界性难题的理论研究和应用实践做出重要贡献

本项目研究了六盘山区辽东栎群落的种子雨和种子库特点、动物捕食及种子的传播、种子顽拗性及贮藏潜力、种子萌发和幼苗生长的生境选择、萌生能力及生长调控等。结果表明：1) 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显著高于其他类型种子；辽东栎次生林土壤种子库中萌发和虫蛀种子比率很高，完好种子仅占13.65%。2) 湿沙贮藏60 d的辽东栎种子自动萌发率很高，短期贮藏可加快种子萌发，提高萌发率和萌发指数；土壤埋藏前期种子萌发受到抑制，随着埋藏时间的延长，萌发率提高，萌发速率加快，且萌发指数和活力指数增大，种子霉烂率提高和自动萌发率均随埋藏深度的增加而提高。3) 种子萌发率和萌发指数随光照减弱逐渐减小，强光照延迟种子萌发；强光有利于辽东栎幼苗生长和干物质积累，不同光强下幼苗具有较大的形态学可塑性；种皮对辽东栎种子的萌发具有明显抑制作用，去除种皮后，种子的萌发率、萌发指数和活力指数均显著增大，且萌发进程加快，去除种皮的种子在15℃和20℃下萌发率较高，萌发指数和活力指数均在15℃下最大，未去除种皮的种子萌发速率系数在20℃下最大，萌发指数和活力指数均在10℃下最大。4) 凋落物和土壤覆盖处理在种子释放的前期阶段有利于种子留存；种子被啮齿动物的就地取食率在不同群落生境间差异显著，生境类型和覆盖处理对种子搬运后的取食率均无显著影响；次生林样地种子被啮齿动物搬运后的埋藏率显著高于灌丛样地；种子被啮齿动物搬运后取食的距离在灌丛样地和次生林样地差异显著，而种子搬运后的埋藏距离两者间差异不显著。5) 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。幼苗的子叶留存率随着幼苗密度的增大而减小；高密度下更多的幼苗丢失了供应其生长所需营养物质的子叶，从而影响幼苗生长。子叶切除后种子萌发率均高于对照，切除1/4子叶处理与对照间差异显著；切除子叶处理的幼苗株高、基茎、主根长、侧根数、最大侧根长、叶片数、单株叶面积和总干质量等生长参数均不同程度的减小。6) 萌生繁殖是六盘山区辽东栎突破种群更新瓶颈的重要策略。