子午岭三种生境下辽东栎幼苗定居限制

辽东栎(Quercus wutaishanica)是子午岭地区的乡土乔木树种,也是该地区气候顶极群落的建群种,其幼苗的补充更新影响着森林群落的结构及物种组成。在3种典型生境(辽东栎林、人工油松林、灌草丛)中,设置3因素(种子、干扰、遮荫)两水平的野外播种实验(随机区组设计),记录辽东栎幼苗出苗量,并监测幼苗同生群在3种生境中3a间的生长状况,以确定种子及微生境在辽东栎幼苗补充过程中的限制作用。播种实验样方大小30cm×30cm,共计216个样方。结果显示,在辽东栎林及油松林内,增加种子和干扰强度(去除枯落物),能引起出苗量和幼苗补充量的显著增加,且2种处理方式间存在交互作用,表明在郁闭林冠下,辽东栎幼苗的补充受到了种子和微生境的双重限制,枯落物是导致微生境限制的主要因素之一。在灌草丛生境,各种处理方式均不能增加幼苗的补充量,表明辽东栎无法在开阔生境(强光照、干旱)中完成实生幼苗的补充更新。3种生境中的幼苗同生群生存分析表明,辽东栎幼苗在森林群落中存活率显著高于灌草丛群落。根据幼苗生长指标判断,在3种生境中,人工油松林是辽东栎幼苗定居的最佳场所。与实验预期相反,灌木对辽东栎幼苗的补充无显著影响。

子午岭马兰林区辽东栎幼苗定居限制的初步研究

在子午岭马兰林区选择油松林、辽东栎林、灌丛、草地等四种群落,通过播种实验及3 a的跟踪调查,研究四种不同生境下辽东栎幼苗在定居过程中的生长规律。结果显示:在四种生境中,人为增加辽东栎种子密度,均能明显提高出苗量,幼苗生长三年后大量死亡,死亡高峰出现在第三年。郁闭生境下(油松林和辽东栎林),辽东栎出苗率及存活率高于开阔生境(灌丛和草地)。辽东栎幼苗高生长及径向生长在三年间无显著差异。本地区辽东栎种群更新早期阶段存在种子和微生境的双重限制。枯落层厚度及光照强度是产生微生境限制的主要因素。通过人工播种并增加对枯落层的人为扰动,可能促进辽东栎种群向人工油松林的侵入。

植物种群更新的补充限制

补充限制基于生态位理论,从种子萌发、幼苗存活和生长、繁殖体扩散等生活史阶段的种群统计特征及环境因素(土壤水分、养分、凋落物等)着手,探讨种群的更新问题。种源限制和微生境限制是补充限制理论研究的核心内容,但是哪个更为重要并没有统一的结论。种源限制与种子生产、土壤种子库和地下芽库中的繁殖体数量不足有关。其中,气候的年际波动、土壤种子库寿命和动物的捕食都会影响种子生产在种群更新中的作用;土壤种子库常被视为种群更新的保险库,与地上种子雨共同促进种群更新,但是,如果土壤里种子具有较高的死亡率和休眠率,将会降低种子库的作用;地下芽库及其产生的无性分株对于种群更新的意义更多地体现在干扰后种群更强的恢复能力上。扩散限制是种群更新中的普遍现象,与种子产量、散布能力、传播媒介、幼苗密度等因素有关。微生境限制主要表现为水分、养分、凋落物等非生物因素以及竞争、捕食等生物因素对种子的活力、萌发性、幼苗的存活力、物质分配等过程的影响,其重要性随着植物生活史阶段而发生变化。未来需要进行综合的、长期的实验,并应着重加强种源限制及相关生态过程的进化与生态相结合的机理性研究,从而更深刻地认识和理解种群更新问题,建立更为综合、系统的种群更新理论体系。