《河南农业大学学报》2020年第54卷第6期刊载了河南农业大学生命科学学院的王帅朋, 王宁, 周紫羽, 胡永春, 王楠, 陈云, 叶永忠的论文——“河南白云山温带落叶阔叶林木本植物萌生特征及与环境因子的关联分析”。该研究由河南省青年人才托举工程项目(2020HYTP037)资助。责任编辑李莹。
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萌生现象在不同森林生态系统中普遍存在,对物种周转、群落结构及生态系统稳定都具有重要意义。萌生更新属于原位更新温带落叶阔叶林,主要通过树干基部萌发新枝条的方式形成多茎干丛生植株,并迅速补充地上生物量的损失。萌生更新具有生长周期短、受离地条件限制少、存活率高、抗干扰能力强等优点,是种群和群落保持稳定的重要方式。
目前,国内对于温带落叶阔叶林萌生更新的研究相对较少。植物萌生能力的差异不仅表现在种间,也表现在植物个体发育的不同阶段。此外,地形、光照、土壤养分等环境因子可以通过改变外界环境胁迫强度进而对植物萌生能力产生重要影响。作为实生更新困难的一种补偿策略,萌生更新对中国温带落叶阔叶林生物多样性维持和森林生态系统的恢复起着举足轻重的作用。开展萌生更新响应机制的研究,对于抑制植被退化、加速演替进程、实现区域森林生态可持续发展意义重大。深入刨析温带落叶阔叶林不同植物类群的萌生能力差异,对于阐明群落萌生的更新变化规律很有必要。
本研究基于河南白云山温带落叶阔叶林5 hm2木本植物,对不同植物类群的萌生能力进行差异性比较,探究不同植物类群萌生能力的变化规律;结合光、地形、土壤和木本植物环境因子进行相关性分析。在全球生态环境日益脆弱的背景下,关于温带落叶阔叶林萌生更新特征及其环境因子响应机制的研究对温带落叶阔叶林的生态恢复与经营管理意义重大。
在白云山国家级自然保护区东南部建立东西长250 m、南北长200 m的5 hm²长期固定监测样地。森林群落类型为大约80 a前因木炭生产而受到干扰的次生林。选取固定样地内120个20 m×20 m样方区域来分析温带落叶阔叶林的萌生特征及其与环境因子的关联。
计算各个样方的物种多样性、胸高断面积和冠层覆盖度3个木本植物环境指标。通过拍摄全天空照片并使用HemiView数字植物冠层分析系统分析处理图像得到叶面积指数、平均叶倾角、散射辐射、直接辐射和透光率5个光环境指标。以平均海拔、坡度、坡向和凹凸度4个地形因子代表样地内地形环境指标。对土壤样品中有机质、碱解氮、速效磷、PH和含水量进行测定。
结果表明:该样地木本植物发生萌生现象的科、属和种的比例分别为81.82%,77.78%和68.13%,但萌生率相对较低(11.98%);不同植物类群的萌生能力存在显著差异温带落叶阔叶林,乔木层和亚乔木层在各径级水平上萌生能力差异显著;灌木层和木质藤本植物在各径级水平上萌生能力无显著差异;群落萌生能力随着群落物种多度的增加而升高,随着群落物种丰富度的增加而降低,群落萌生能力与海拔、凹凸度呈显著正相关关系。