川西亞高山岷江冷杉更新與林窗的關系研究

川西亞高山岷江冷杉更新與林窗的關系研究川西亞高山森林是我國的第二大林區(qū)(西南林區(qū))的主體,在國民經(jīng)濟建設、生物多樣性保育和水源涵養(yǎng)等方面具有舉足輕重的作用。當?shù)氐拇硇灾脖患?冷云杉暗針葉林是世界珍稀動物大熊貓的重要棲息地。由于天災或人為干擾,該森林生態(tài)系統(tǒng)遭到一定程度的破壞,生態(tài)功能也趨于退化,對大熊貓的棲息環(huán)境構成了嚴重的威脅。尤其本地建群種岷江冷杉(AbiesfaxonianaRehd.etWils.)林內(nèi)天然更新不良,更新強烈依賴林窗,幼苗存活率低,幼樹更少,還普遍受到缺苞箭竹(FargesiadenudataYi)的抑制。鑒于此,本文提出,對本地大熊貓棲息地的岷江冷杉更新的研究需重視“林窗干擾—岷江冷杉更新—竹子”三者之間的生態(tài)關系。岷江冷杉更新機制研究對川西亞高山針葉林和大熊貓棲息地的保護與恢復,及對該地區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)的維護與撫育都具有重要意義。目前國內(nèi)外對林窗更新的研究也開始重視喬木更新與其他植物的種間關系。本文為解決“林窗干擾對岷江冷杉更新具有怎樣的影響”這一科學問題,以川西亞高山針葉林優(yōu)勢樹種岷江冷杉為研究對象,在王朗大熊貓國家級自然保護區(qū)大窩凼隨機布設了10條樣帶,對樣帶內(nèi)的林窗進行調(diào)查。記錄林窗的屬性特征(大小及年齡),岷江冷杉幼苗、幼樹的數(shù)量,著生微生境類型,缺苞箭竹密度及蓋度等信息,揭示了林窗大小、林窗年齡、缺苞箭竹密度及蓋度、微生境類型對岷江冷杉更新密度的影響。為詳細描述,岷江冷杉幼苗及幼樹分別分三個高度等級：岷江冷杉幼苗：0.05～0.18m,0.19～0.35m,0.36-0.50m;岷江冷杉幼樹：0.50～1.40m,1.41～2.10m,2.11-3.50m。本研究有助于揭示岷江冷杉在林窗下的更新機制及其與缺苞箭竹的共存關系,為將來岷江冷杉人工更新及大熊貓棲息地保護與恢復提供理論依據(jù)及科學參考。所得主要結果如下：(1)對研究區(qū)林窗大小及對缺苞箭竹、岷江冷杉更新密度的影響進行研究。結果表明：調(diào)查所得的103個林窗中,小林窗(50～200m2)約占總林窗數(shù)的72%,中等大小的林窗(200～1000m2)數(shù)約占林窗總數(shù)的26%,而大林窗(1000-2000m2)的數(shù)量比例不足3%。隨林窗大小的增加,缺苞箭竹總量及蓋度明顯增加,而0.19～0.35m的岷江冷杉幼苗的密度顯著減少,后者體現(xiàn)了小林窗較適宜此高度(也是大多數(shù)岷江冷杉幼苗的高度)岷江冷杉幼苗的生長。(2)對研究區(qū)林窗年齡及其對缺苞箭竹、岷江冷杉更新密度的影響進行研究。結果表明：所調(diào)查林窗中約50.49%的林窗為中齡林窗(20～40年),其次為老齡林窗(40-60年)和幼齡林窗(<20年)。林窗年齡<40年時,缺苞箭竹總量及蓋度無顯著變化；林窗年齡>40年后,缺苞箭竹的總量和蓋度均顯著增加。不同年齡的林窗間,岷江冷杉幼苗或幼樹的總量均無顯著差異,也即林窗年齡對岷江冷杉幼苗及幼樹密度的影響不顯著。(3)對研究區(qū)缺苞箭竹蓋度與四種微生境上的岷江冷杉更新密度的關系進行研究。結果表明：隨著缺苞箭竹蓋度的增加,岷江冷杉幼苗、幼樹在土壤及樹樁上的密度顯著減少；在缺乏竹子的A型林窗及在缺苞箭竹蓋度≥17%的Ss型林窗中,岷江冷杉幼苗及幼樹對微生境無明顯偏好；當0%<缺苞箭竹蓋度≤17%(Sn型林窗中)時,腐木對岷江冷杉更新的庇護作用顯著。這體現(xiàn)出岷江冷杉更新對微生境的偏好與否可能與來自缺苞箭竹蓋度的壓力大小有關。(4)對研究區(qū)林窗大小及年齡對四種微生境上的岷江冷杉更新密度的影響進行研究。結果表明：在缺乏缺苞箭竹的A型林窗中,林窗大小會限制岷江冷杉幼苗在土壤上的較高密度,而岷江冷杉幼樹對微生境無明顯偏好、其在各微生境上的數(shù)量也不受林窗大小的影響。在岷江冷杉更新與缺苞箭竹共存的AF型林窗中,腐木僅在小林窗中明顯適宜岷江冷杉更新的生長,林窗年齡則僅顯著限制著腐木上岷江冷杉幼樹的密度。(5)對研究區(qū)林窗大小及年齡對缺苞箭竹蓋度不同的林窗中岷江冷杉更新密度的影響進行研究。結果表明：在缺乏缺苞箭竹生長的A型林窗中,岷江冷杉幼苗的總量隨林窗大小的增加而顯著降低；在面積<200m2或年齡<20年或>40年的林窗中,缺苞箭竹對岷江冷杉幼苗的抑制作用明顯,意味著缺苞箭竹對岷江冷杉更新的抑制作用會受到林窗大小及年齡的影響,同時蓋度≤17%的缺苞箭竹許能緩和大林窗環(huán)境對岷江冷杉幼苗的不利影響。(6)用主成分分析及相關性分析綜合研究林窗大小、林窗年齡、缺苞箭竹密度及蓋度、微生境類型對岷江冷杉更新密度的影響。結果表明：林窗大小和缺苞箭竹(密度及蓋度)是岷江冷杉更新密度的最重要的影響因子,面積小(&l