川滇高山櫟組織碳氮代謝與萌生更新能力的關(guān)系研究.pdf

1、川滇高山櫟(Quercus aquifolioides)林是中國(guó)植被非常特殊的亞高山硬葉櫟林類型，廣泛分布在橫斷山區(qū)，是橫斷山區(qū)的主要森林生態(tài)系統(tǒng)類型之一，高山櫟是櫟屬中較為原始的類群，在高山櫟灌叢廣泛分布的橫斷山脈區(qū)域是我國(guó)西部和長(zhǎng)江上游地區(qū)極其重要的生態(tài)功能區(qū)域，是我國(guó)最大的一些天然林區(qū)之一，也是長(zhǎng)江上游地區(qū)的天然屏障，區(qū)內(nèi)嶺谷的高差懸殊，水土流失非常嚴(yán)重，自然災(zāi)害頻繁，是全國(guó)七大脆弱生態(tài)區(qū)之一的西南山地河谷脆弱生態(tài)區(qū)。區(qū)內(nèi)高山櫟樹

2、林特別發(fā)達(dá)，種類也很豐富，大多數(shù)分布在土壤貧瘠、干旱、寒冷、降水量少、紫外線輻射強(qiáng)等立地條件非常差的地段，是為其它的樹種很難適應(yīng)的極端環(huán)境條件，由于自身特有抗寒耐旱的形態(tài)條件，高山櫟灌叢成為橫斷山區(qū)森林群落里的建群種和優(yōu)勢(shì)種，對(duì)橫斷山脈高海拔地區(qū)一些脆弱生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的維持，對(duì)金沙江、岷江、瀾滄江、怒江及雅魯藏布江等江河源頭的水源涵養(yǎng)和水土保持，都具有十分重要的生態(tài)功能。
　　 萌生，是指植物在受到自然或人為干擾后，保持種群延

3、續(xù)的一種有效的再生方式。對(duì)森林群落的保護(hù)與恢復(fù)，次生林保護(hù)、經(jīng)營(yíng)和管理中具有重大的意義。不同的干擾方式和干擾強(qiáng)度，對(duì)植物群落的萌生影響不同。萌生是植物再生生態(tài)位(regeneration niche)的一部分，為一種直接的再生方式，萌生更新已受到越來越多的關(guān)注。
　　 本研究選擇川西折多山分布廣泛的川滇高山櫟灌叢作為對(duì)象，比較不同生長(zhǎng)季節(jié)植株各組織非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)和全氮含量的變化特點(diǎn)，探討其與海拔高度的響應(yīng)關(guān)系；對(duì)折

4、多山區(qū)川滇高山櫟灌叢進(jìn)行不同程度的人工砍伐干擾，探討比較自然條件下和人工干擾條件下不同海拔梯度川滇高山櫟灌叢萌生更新能力，測(cè)定不同干擾(砍伐)強(qiáng)度(砍伐數(shù)量、留樁高度)下川滇高山櫟灌叢各組織中的NSC含量和全氮含量的動(dòng)態(tài)變化，驗(yàn)證“適度的人工干擾可促進(jìn)萌生更新”和“基株根系非結(jié)構(gòu)性碳水化合物儲(chǔ)存與萌生更新力正相關(guān)”科學(xué)假說。
　　 研究結(jié)果表明，自然條件下，在不同時(shí)期，川滇高山櫟各組織中NSC含量，均為地下部分大于地上部分，可能

5、說明根系是川滇高山櫟儲(chǔ)存碳源的主要地方。另外川滇高山櫟在休眠期地下地上組織含量差距最大，而其他時(shí)期含量差距有變小，也能說明這個(gè)問題。川滇高山櫟，在休眠期表現(xiàn)出隨海拔升高而降低的趨勢(shì)，但在萌動(dòng)初期、生長(zhǎng)旺盛期以及生長(zhǎng)末期又出現(xiàn)隨海拔升高而升高，前者可能是因?yàn)镹SC是植物休眠后恢復(fù)生長(zhǎng)的主要碳供應(yīng)者，并能在植物光合作用不足時(shí)起到緩沖作用，川滇高山櫟需要在休眠期來臨前存儲(chǔ)大量的NSC，但由于隨著海拔的升高，環(huán)境條件的不適宜，低溫導(dǎo)致生長(zhǎng)的抑制

6、，川滇高山櫟儲(chǔ)存的NSC的能力變得更加困難；而后者則可能是由于高海拔地區(qū)溫度、競(jìng)爭(zhēng)等環(huán)境條件限制，川滇高山櫟呼吸作用等生命活動(dòng)減少，消耗存儲(chǔ)的NSC的量減少，故使其根部根部存儲(chǔ)的NSC的量較之低海拔偏高。高山林線幼苗(<50 cm)的存活及早期生長(zhǎng)受近地層微小氣候控制，隨著樹苗高度增加(>50 cm)，其地上部分的生長(zhǎng)越來越受局部氣候的某個(gè)熱量層控制，這可能就是高海拔和低海拔之間地上部分各組織的NSC含量沒有顯著差異的原因。隨海拔升高而

7、升高；地上部分各組織NSC的含量在不同季節(jié)對(duì)海拔的響應(yīng)表現(xiàn)出非線性，無明顯變化規(guī)律。另外，休眠期川滇高山櫟各組織全氮含量幾乎都隨著海拔升高而降低，而其他時(shí)期變化不一致。該結(jié)果可能反應(yīng)了NSC和氮含量對(duì)海拔的不同響應(yīng)外，還意味著川滇高山櫟地下組織NSC對(duì)溫度變化更為敏感。
　　 在人工砍伐干擾條件下，砍伐70％的川滇高山櫟灌叢具有更強(qiáng)的萌生更新能力，驗(yàn)證了“適度的人工干擾可以促進(jìn)萌生更新”這一假說，可為植被恢復(fù)和生態(tài)重建以及生物多