動(dòng)物傳播種子是種子更新成功的必經(jīng)階段,受到光照、溫度、林下植被組成與蓋度等環(huán)境條件的限制,而調(diào)控林分密度是改變森林環(huán)境條件的前提。如何調(diào)控林分密度提升動(dòng)物傳播種子有效性(包括動(dòng)物傳播種子的數(shù)量和質(zhì)量)一直是森林生態(tài)系統(tǒng)植被恢復(fù)的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
已有研究證明,將落葉松(Larix spp.)人工純林誘導(dǎo)形成落葉松-胡桃楸混交林是解決純林生產(chǎn)力低下、地力衰退、水源涵養(yǎng)功能降低等問題的重要模式之一;因此,促進(jìn)胡桃楸(Juglans mandshurica)在純林中的天然更新是關(guān)鍵,但是胡桃楸必須依靠動(dòng)物傳播其種子到合適生境以解除種子更新障礙。為此,明確林分密度調(diào)控(即,間伐)在動(dòng)物傳播種子的作用究竟有多大,如何選擇合適的間伐強(qiáng)度促進(jìn)動(dòng)物傳播胡桃楸種子的有效性是亟需解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。
鑒于此,中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所次生林生態(tài)與經(jīng)營(yíng)組的博士生王靜,在導(dǎo)師閆巧玲研究員的指導(dǎo)下,依托中國(guó)科學(xué)院清原森林生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站三種林分密度調(diào)控(即,對(duì)照,25%間伐強(qiáng)度,50%間伐強(qiáng)度)的落葉松人工林樣地,采用標(biāo)簽標(biāo)記示蹤和遠(yuǎn)紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法,探究動(dòng)物傳播胡桃楸種子的有效性對(duì)不同間伐強(qiáng)度下微環(huán)境變化的響應(yīng)。結(jié)果表明:在種子欠年(2015年),25%間伐強(qiáng)度(林冠開闊度31%,密度437-532株ha?1)人工林內(nèi),動(dòng)物搬運(yùn)種子的速率最快、數(shù)量最多,而且更新的胡桃楸幼苗最多,這歸因于適宜的林分密度和林下微環(huán)境(包括光照、下層灌木和草本植物蓋度等)能吸引更多動(dòng)物前來覓食;相反,50%間伐強(qiáng)度(林冠開闊度36%,密度 292-355株ha-1)人工林內(nèi),由于開闊的林冠環(huán)境增加了動(dòng)物被天敵捕食的風(fēng)險(xiǎn),因此,動(dòng)物搬運(yùn)胡桃楸種子的速率最慢,但是平均傳播距離最大。在種子豐年(2016年),林分密度調(diào)控對(duì)動(dòng)物傳播胡桃楸種子的影響主要表現(xiàn)為傳播速率較慢、傳播距離較遠(yuǎn)。因此,可以針對(duì)不同的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)采取不同林分密度調(diào)控方案,例如,對(duì)落葉松人工林進(jìn)行25%強(qiáng)度的間伐,促進(jìn)胡桃楸種子以更快的速度進(jìn)入人工林內(nèi);進(jìn)行50%強(qiáng)度的間伐,促進(jìn)種子傳播到更遠(yuǎn)距離以解除胡桃楸天然更新障礙。該研究結(jié)果揭示了林分密度調(diào)控對(duì)動(dòng)物傳播種子有效性的促進(jìn)作用,為實(shí)現(xiàn)落葉松人工林功能提升和可持續(xù)發(fā)展提供了重要參考。
相關(guān)研究結(jié)果以“Effects of microhabitat on rodent-mediated seed dispersal in monocultures with thinning treatment”為題發(fā)表于Agricultural and Forest Meteorology雜志(doi:10.1016/j.agrformet.2019.05.017)。次生林生態(tài)與經(jīng)營(yíng)組博士生王靜為第一作者,閆巧玲研究員為通訊作者。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題(2016YFD0600206),國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31670637, 31330016)和中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)(2011158)支持。

在種子歉年(2015)和種子豐年(2016),落葉松人工林三種間伐強(qiáng)度下動(dòng)物傳播胡桃楸種子速率




