阿尔泰山落叶松生态修复对策研究——凋落物因子对落叶松修复的影响

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新疆落叶松(学名:Larix sibirica Ledeb)是阿尔泰山优势树种,不仅在维持寒温带针叶林群落结构中发挥着重要作用,同时对生态系统的稳定具有重要意义。目前阿尔泰山落叶松林地资源受到严重破坏,瀕危局势日趋严峻。本文以阿尔泰山的新疆落叶松天然群落为研究对象,以三种不同干扰(间伐、翻耕、火烧)模式和未受干扰林地幼苗更新数量对比确定了以凋落物因子为研究方向,通过实验室种子发芽试验和土壤盆栽播种试验,结合土壤理化特征,研究了新疆落叶松林地林下凋落物对落叶松种子发芽和幼苗保存的影响,探讨了凋落物对新疆落叶松幼苗建成限制的作用方式和作用机制,提出对阿尔泰山新疆落叶松林地保护和恢复的对策及建议。主要研究成果如下:(1)未受到干扰林下无实生幼苗,而在三种不同干扰(间伐、翻耕、火烧)模式的林下均有幼苗更新,其中火干扰林地幼苗更新最好达到了9株/m~2,更新频度最佳为89.36%,天然条件下落叶松不能完成更新演替,适当的干扰有利于新疆落叶松的更新。(2)凋落物对凋落物种子萌发及幼苗建成的作用因其置放位置及厚度不同存在差异,但总体来说,凋落物对新疆落叶松种子的抑制能力表现为叶上>叶中>叶下,凋落物厚度达到2 cm以上对新疆落叶松种子萌发和幼苗生长具有显著的负面影响。(3)新疆落叶松凋落物浸提液对新疆落叶松种子的萌发和幼苗的生长具有化感作用,且这种化感作用具有浓度依赖性。凋落物浸提液对种子萌发和幼苗的生长的抑制作用随着浓度的增加而增加;火烧后凋落物可以消除新疆落叶松的化感作用,火烧后凋落物水浸提液对种子萌发和幼苗的生长的促进作用随着浸提液浓度的增加而增加。(4)火干扰和未受火干扰的土壤温度、水分、pH值、水解性氮、有效磷、速效钾含量随着土层深度的增加而减少。火烧后土壤温度、水分、p H值、水解性氮、有效磷、速效钾含量与未火烧(CK)对比具有显著性差异(P<0.05),土壤含水量表现为:CK>火干扰,其他指标均表现为火干扰>CK。凋落物的物理隔绝作用和化感作用对落叶松种子萌发和幼苗生长具有显著影响(P<0.05),三种干扰(间伐、翻耕、火烧)可以促进新疆落叶松更新,凋落物通过火烧处理增加了土壤养分。因此,针对阿尔泰山落叶松林地生态系统提出以下生态修复策略。林下:通过割草皮清除枯枝落叶改良土壤结构,割草皮后人工撒播经过消毒催芽处理过的种子,加强林地水、肥管理并结合封山育林促进天然更新;在距离林缘≥1.5公里的空地处:通过火烧清除枯枝落叶改良土壤结构,增加土壤肥力,火烧后人工撒播处理过的种子并结合封山育林促进天然更新。
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