紅松(Pinus koraiensis Sieb. et Zucc)和蒙古櫟(Quercus mongolica Fisch.)是東北闊葉紅松林中兩個最主要的建群樹種。然而,二者在次生林內(nèi)天然更新緩慢或無法完成天然更新過程。已有研究表明,光環(huán)境是影響這兩個樹種天然更新的關鍵因子。闊葉紅松林經(jīng)強烈干擾轉變?yōu)榇紊趾?,林下灌木、草本和其他樹種大量侵入,顯著改變了林下光環(huán)境,使得更新的紅松和蒙古櫟幼苗需要經(jīng)歷相當長時間的低光環(huán)境。
為了深入理解林下光環(huán)境如何影響紅松和蒙古櫟幼苗的更新過程、揭示兩個建群種共存的光調(diào)控機制,我們于中國科學院清原森林生態(tài)實驗站對兩個樹種一年生幼苗在自然光梯度下(100%,20%,10%,5%,1%)的存活、生長過程進行了為期兩年(2010,2011)的監(jiān)測研究,重點測定了兩樹種幼苗不同器官非結構性碳分配情況。結果表明:全光有利于兩個樹種幼苗早期存活和生長,極低光(1%)下兩個樹種幼苗由于碳積累不足而不能存活;2010年,除蒙古櫟幼苗根部以及兩個樹種幼苗莖部非結構性碳濃度外,其余器官非結構性碳濃度(庫)均隨著光梯度減小而顯著減小,2011年,兩個樹種所有器官非結構性碳濃度(庫)均隨著光梯度減小顯著減??;在20%→5%光下,蒙古櫟幼苗的存活率和非結構性碳濃度(庫)均無顯著差異,而紅松幼苗的則顯著減小,說明二者的光需求不同:小林窗(20%光)干擾能夠促進紅松更新,而蒙古櫟更新需要>20%光環(huán)境。紅松幼苗非結構性碳集中分布于針葉,且葉片的非結構性碳濃度與其存活率相關性最大(r1=0.9898),表明紅松在早春闊葉樹種展葉前盡快利用充足的光資源啟動生長;而蒙古櫟幼苗非結構性碳集中分配到根,且根部非結構性碳濃度與其存活率相關性最大(r2=0.9976),該分配模式有利于其在極低光環(huán)境下以萌蘗更新方式來生存或繁殖;不同光梯度下的分配模式適合紅松和蒙古櫟在低光下共存。該研究結果從生理生態(tài)角度上揭示了闊葉紅松林中兩個最主要的建群種光調(diào)控機理和共存機制,為促進次生林天然更新和正向演替提供了重要參考。
該研究得到國家自然科學基金項目(30830085,40901283)支持。研究結果“Different light acclimation strategies of two coexisting tree species seedlings in a temperate secondary forest along five natural light levels”發(fā)表在 Forest Ecology and Management(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037811271300399X)。




