水杉(Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng)是我国特有的第三纪孑遗植物,目前水杉的自然群落仅存于湖北利川,调查发现群落内缺少实生的幼苗和幼树,自然更新困难。为了探寻其更新困难的原因,本实验选取地下水位、光照强度和种子的埋藏深度3个环境因子,模拟自然条件,设置不同的梯度水平,来研究这3个环境因子对水杉种子萌发和幼苗生长的影响,试图从种子萌发和幼苗生长的角度探讨水杉群落自然更新困难的原因。1、地下水位通过室内人工控制,研究了6个不同的地下水位梯度(1.0、0、-4、-8、-12和-16cm)对水杉种子萌发和幼苗生长的影响。结果显示,水杉种子在Ocm水位时萌发率最高(55.5±3.42%)；随着地下水位的降低,种子的萌发率也降低。当水位降低为-16cm时,种子就不再萌发。当水位高于土壤平面时(即水位为1.Ocm),种子也未萌发。另外地下水位为Ocm时,水杉幼苗生长的最好,表现为幼苗的各形态指标和生物量都显著高于其他较低水位的。实验结果表明较高的地下水位更适合水杉种子的萌发及幼苗的生长定植。2、埋藏深度实验通过设置6个不同的埋藏深度(-0.5、0、0.5、1.0、1.5和2.0cm)来研究埋藏深度对水杉种子萌发和幼苗生长的影响。结果显示,埋藏深度为Ocm时,水杉种子最早开始萌发,萌发率也最高(56±3.26%)。随埋深的增加,种子的始萌发时间延迟,萌发率显著降低。当埋藏深度为2.0cm时,水杉种子就不再萌发。另外没有土埋时,水杉幼苗生长状况最好,随着埋藏深度的增加,幼苗的地上株高、叶片数和生物量等指标都呈下降的趋势。埋藏深度为-0.5cm时,种子的萌发率也较大(46±3.30%),但由于种子漂浮在水上,根无法定植,幼苗逐渐死亡,无法存活。实验结果表明没有土埋时更适合水杉种子的萌发及幼苗的生长定植。3、光照强度在室外通过模拟实验,研究了5个不同的光照条件(100%、72.16%、44.16%、25.40%和6.14%自然全光照)对水杉种子萌发和幼苗生长的影响。结果显示,光照强度为6.14%自然全光照时,水杉种子萌发率最高(51±3.61%)。随着光照强度的增大,水杉种子的萌发率和萌发指数都显著下降。而光照强度为25.40%自然全光照时,水杉幼苗的各形态指标和生物量等都达到最大,幼苗生长状态最好。光照过强和过弱都不利于水杉幼苗的生长。实验结果表明低光照条件有利于水杉种子萌发,而其幼苗生长需要中等强度的光照条件。本实验结果表明,水杉种子的萌发及幼苗的生长定植需要较高的地下水位、无土埋条件和中等强度的光照条件。由此推测水杉原生地的地下水位太低、水杉种子飘落时被埋于较深的土中和林下光照强度过大可能是水杉种子萌发困难,幼苗生长不良而无法顺利定植的原因,进而导致水杉林下实生苗数量减少,群落自然更新困难。