华北落叶松叶凋落物持水特性以及浸提液对其种子萌发和幼苗生长的影响

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华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtii Mayr.)是燕山山地分布面积最广的造林树种,具有较高的生态防护效益。在维护京津冀生态安全性方面发挥着不可或缺的作用。森林叶凋落物是是森林生态系统的重要组成部分,是森林生态系统的主要功能层之一,在促进物质循环、养分平衡、保持水土、水源涵养以及森林天然更新等方面具有极其重要作用。国内外许多学者在不同区域针对多种森林类型,在枯落物的储量、持水特征、养分循环、影响地表径流和土壤侵蚀机理等方面进行了深入研究。由于不同树种的生物学特性与林分结构不同,不同森林类型、组成类型的水源涵养效应存在一定差异,因此,有必要对各气候区主要树种、主要林分类型、关键发育时期的凋落物持水特性进行深入剖析,以充分发挥森林的水源涵养功能。华北落叶松林下天然更新能力弱,效果差是我国燕山山地华北落叶松人工林的真实写照,究其原因,多推测为落叶松林内光照等因子的不适合可能是导致其更新失败的原因,而对于华北落叶松自身浸提液、分泌物对更新产生什么样的影响,发挥着什么样的作用则研究较少。  针对以上问题,本研究以燕山山地主要的造林树种华北落叶松(Larix principisrupprechtii)(16a,23a,34a和42a)和主要混交树种26a白桦(Betula platyphylla)、30a山杨(Populus davidiana)凋落物为研究对象,揭示不同发育时期、不同组成成分的持水特性。同时,用华北落叶松凋落物的浸提液作用于华北落叶松种子及幼苗,验证是否存在华北落叶松自毒作用,并验证华北落叶松与油松混交林及华北落叶松与白桦混交林凋落物对华北落叶松种子及幼苗生长的影响。从而验证合理的混交方式是否是改善华北落叶松的更新问题的有效途径。结果表明:  (1)华北落叶松人工林(16a,23a,34a,42a)以及26a白桦次生林、30a山杨次生林这6种林分类型的凋落物储量分别为35.75,45.50,60.00,65.94,25.40,19.39t/hm2。  (2)不同林龄落叶松凋落物的持水率呈现山16a>23a>34a>42a的趋势,白桦和34a华北落叶松,山杨和34a华北落叶松分别以不同比例混合的凋落物的持水率以落叶松+白桦(1∶3)的最大,凋落物持水率随着浸泡时间的增加呈指数式增加。  (3)不同林龄华北落叶松凋落物的吸水速率呈现:16a>23a>34a>42a。6种不同比例混合凋落物的吸水速率以落叶松+白桦(1∶3)的最大。凋落物吸水速率与浸水时间之间存在幂函数关系,随浸泡时间的增加,吸水速率减小。  (4)4个林龄华北落叶松叶凋落物浸提液对发芽率、发芽指数、胚根长、胚芽长、苗高、不同径级根系长度、不同径级表面积和不同径级根系体积的影响相似,在低浓度(0.001g/ml)时影响达不到显著水平,甚至会表现为促进作用,随着浓度升高,抑制作用也增大,到0.1 g/ml时,华北落叶松叶凋落物对种子的萌发和幼苗的生长的抑制作用达到最大值。  (5)无论在哪个浓度,4个林龄华北落叶松叶凋落物浸提液对种子和幼苗的抑制作用一般表现为:42a>34a>23a>16a。  (6)华北落叶松与白桦混合叶凋落物浸提液对发芽率、发芽指数、胚根长、胚芽长、苗高、不同径级根系长度、不同径级表面积和不同径级根系体积的影响相似,在低浓度时为促进作用,并且随着浓度升高,促进作用增强,浓度升高到0.05 g/ml时转为抑制作用,随着浓度继续升高,抑制作用叶增大,到0.1 g/ml时对种子萌发和幼苗生长的抑制作用达到最大值。不同浓度华北落叶松与山杨混合叶凋落物浸提液对华北落叶松种子萌发和幼苗生长的影响均为抑制作用,随着浓度升高,抑制作用也增强。华北落叶松凋落物浸提液对华北落叶松种子萌发和幼苗生长,存在明显的自毒作用,随着浓度升高,抑制作用明显加强。  (7)无论在哪个浓度,7种不同凋落物浸提液处理下的种子萌发和幼苗生长情况一般表现为:落白(1∶3)>落白(1∶1)>落白(3∶1)>落山(3∶1)>落山(1∶1)>落山(1∶3)>华北落叶松。
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