祁连山祁连圆柏天然更新障碍机制研究
批准号:
32060337
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
田晓萍
依托单位:
学科分类:
树木生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
田晓萍
中文摘要
祁连圆柏是祁连山水源涵养林乔木树种群落组成的建群种之一,主要分布在祁连山海拔2500~3500m的阳坡、半阳坡上,对维护高山、亚高山生态系统平衡和稳定具有不可替代的作用。目前,祁连山祁连圆柏种群天然更新困难,特别是从幼苗向幼树阶段的转化困难。因此,本项目拟在祁连山祁连圆柏集中分布区,通过野外调查、野外播种实验及室内模拟实验,开展祁连圆柏种子传播、自毒作用、种子萌发、幼苗建成-生长-定居过程及其种子萌发、幼苗生长对环境的响应策略等研究,以期找出主要阻碍祁连圆柏天然更新的因子并探明其阻碍发生的原因,揭示祁连圆柏种群的天然更新障碍机制,并提出科学合理的综合保护对策和人工促进天然更新策略,将对祁连圆柏天然林保护及恢复具有重要的指导意义。
英文摘要
The Sabina przewalskii were one of the constructive species in the arbor species community composition of water conservation forest, were mainly distributed in sunny slope and semi-sunny slope at 2500~3500m elevations of Qilian Mountains,that played an irreplaceable role in maintaining the alpine and subalpine ecosystem balance and stability.At present,the natura regeneration ability of Sabina przewalskii was difficulty, especially to young trees from the seedlings.Therefore,the Sabina przewalskii major regions of Qilian Mountains will be selected as research areas to carry out lots of field investigations,field seeding and control trials,the dispersal of seeds,autotoxicity,seed germination,seedling,establishment-grow-settlement and the policy of responding to environment will be researched to understand the impact factores of seed germination and seedling establishment under natural conditions,to reveal the response mechanism for the environmental change and burial depth, and explain the reason for population degradation seedling settlement and extinction. Base on above research results, the natural regeneration barriers of Sabina przewalskii will be revealed,the science rational countermeasures for protecting and artificially promoted natural update strategy will be presented,which has important guidance significance for the protection and vegetation restoration of Sabina przewalskii natural forest.
本项目以祁连山北坡中段祁连圆柏天然林为研究对象,对祁连圆柏种子雨特征、幼苗更新动态及其影响因素等开展系统研究,揭示其天然更新限制因子及作用机制。研究结果表明:(1)祁连圆柏种子雨密度平均为34.82±3.17粒/m²,饱满种子数量很少,仅占种子雨总量的4.60%;祁连圆柏种实受圆柏大痣小蜂的危害较重,年均虫蛀种子占当年种子总数的比例超过一半。因此,祁连圆柏种子雨密度相对较小且虫害危害较重,存在种源限制。(2)祁连圆柏天然更新幼苗数量稀少或不能正常发育生长,在1m²样方尺度上,幼苗密度最大为1.53±1.00株/m²,且高度主要集中0.5–20cm,高度大于50cm的幼苗数量严重不足甚至缺失;项目执行4年间,累计共监测到祁连圆柏幼苗2781株,幼苗新生总数累计260株,死亡总数累计396株。(3)不同海拔高度祁连圆柏天然林土壤真菌有6门、27纲、81目、170科、295属,土壤细菌有39门、66纲、140目、261科、557属;担子菌门和子囊菌门真菌为优势真菌,酸杆菌门、变形菌门、疣微菌门、芽单胞菌门和放线菌门为优势细菌;土壤微生物群落多样性整体随着海拔升高先增大后降低。海拔、土壤pH值、有机质、全磷、速效钾和有效磷含量能够有效影响祁连圆柏天然林土壤微生物群落结构与多样性,被孢霉属等微生物的存在能促进祁连圆柏幼苗生长。(4)最暖季平均温度、土壤含水量、光照强度、凋落物厚度、年均温度、林分密度、土壤全钾含量是影响祁连圆柏幼苗存活的主导因子,限制因子是坡度和土壤容重;土壤全磷、土壤有机质、全氮和速效钾含量及凋落物厚度对祁连圆柏幼苗的生长有促进作用。(5)室内温度控制试验结果表明,低温处理与高温处理对祁连圆柏幼苗生长都有所抑制,低温处理下抑制作用更明显,祁连圆柏幼苗最适宜的生长温度为25℃/15℃。(6)祁连圆柏凋落物中共鉴定出黄酮、酚酸类、脂类、氨基酸及其衍生物等10类代谢物,其水浸液低质量浓度促进祁连圆柏幼苗生长,高质量浓度抑制其生长,且促进和抑制作用都比较微弱。研究成果有助于丰富祁连圆柏天然更新障碍理论,为人工促进其天然更新提供依据。
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