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植冠种子库是植物中的一种重要繁殖策略,本文以云南松的三个变种——云南松(原变种)、细叶云南松、地盘松为研究对象,在云南松分布的大部分地区,包括云南、四川、贵州、广西在内的共计36个县(区)调查了云南松植冠种子库的规模,宿存球果的年龄分布特征、各年份球果开闭状况等,对云南松三个变种的球果的含水率、球果的松脂含量进行了测定,并探讨了云南松三个变种的植冠种子库、球果以及种子对环境中高温的响应。 结果显示:细叶云南松与云南松、地盘松一样具有非严格种子库,但细叶云南松并没有大规模的植冠种子库宿存现象,细叶云南松球果偶尔会出现个别的多年份球果的宿存,出现时则其球果数量较多。云南松(原变种)在不同的地区的植冠种子库的延迟开放度有较大差异,罗平的云南松(原变种)植冠种子库的延迟开放度低至4.9%,而其他大部分地区的云南松(原变种)的植冠种子库的延迟开放度在10%-70%之间,植冠种子库延迟开放度最高的地方是双柏、富源,其延迟开放度可达到80%以上。造成这种差异的主要原因是当地的降水,月均气温不同,结果显示以降水1200mm为界,过高或过低的当地年均降水量都会造成云南松(原变种)植冠种子库的延迟开放度的降低;在云南中部,月均气温越高,当地的植冠种子库的球果延迟开放度越低,这与其他研究植冠种子库的研究得出的结论并不一致。 研究也发现松树的球果是否宿存与球果的长度、球果的直径、鳞片厚度、球果干重等没关系,但当云南松球果含水率增加时,球果的延迟开放度也相应增加,可以理解为只有新鲜球果密度超过0.6g/cm3或者新鲜球果含水率超过40%的松树植物才可能出现球果宿存现象从而形成植冠种子库。 用高温对球果进行的高温烘烤时,60℃下,云南松,地盘松的开放时间快速、安全,且这时候萌发率是最好,此时云南松(原变种)宿存3年球果的萌发率可达90%以上,地盘松宿存3年球果的萌发率也有82%;细叶云南松与马尾松无论是开放时间还是萌发率在各个温度下没有明显差异。云南松(原变种)与地盘松的球果对高温有着很好的适应,这正是这两种松树可以生长在云南干旱贫瘠地区的基础。 研究松树球果的开放机制时发现,2小时是提取球果中松脂最佳的时间长度。结果显示球果的松脂含量与球果的延迟开放度之间显著相关,球果松脂含量越高,其球果的延迟开放度越高,云南松球果在刚刚成熟的时候球果的松脂含量可达到80%,成熟后的几个月里其球果的松脂含量下降至15%左右,球果成熟一年后,球果松脂含量持续下降至10%以内,在接下来的几年内逐步下降并稳定在5%左右。当球果的松脂含量进一步下降并伴随球果开放的诱因时,球果即可开放。 由于球果中松脂以及水分的保护,才使云南松(原变种)与地盘松的球果可以宿存多年后其种子仍然保持一定的活力,且这种保护让云南松与地盘松的球果承受高温烘烤、种子高温烘烤后萌发的能力得到了保证,细叶云南松则没有这种能力。这最终导致了云南松(原变种)、地盘松可以分布在干旱的云南中部并形成了规模较大的植冠种子库,细叶云南松则分布在广西、贵州等地,且其植冠种子库规模很小。