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油松幼苗天然更新的影响因素分析

2014-12-09陈志刚

安徽农学通报 2014年22期

陈志刚

摘 要:该文主要对油松幼苗天然更新的影响因素进行了分析,并提出了相应的对策建议。

关键词:油松幼苗;天然更新;影响因素

中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2014)22-105-02

油松为我国特有树种,具有发达的根系以及较强的抗旱、抗寒能力,是主要的成林树种之一。华北地区存在着大量的油松人工林,虽然油松具有很强的天然落种和自然出苗能力,但是部分油松人工林很难完成建群和自我更新[1]。人工林的更新是维持人工林的稳态和发展的基础,森林天然更新是森林自我繁衍和恢复的主要途径,而天然更新的必要条件是有充足的具有生命力的种子和有利于种子萌发、幼苗生长的环境条件。本文通过对影响油松幼苗天然更新的环境因素和人为因素进行探讨,以探索适合油松天然更新的条件。

1 环境因素对油松幼苗天然更新的影响

森林植物间的化感作用逐渐受到林业工作者的重视,关于化感作用的研究已经从单纯对化感作用的描述和证实,发展到对化感作用机制的深入研究。植物化感作用最开始的定义是指植物通过向环境释放特定的次生物质,从而对邻近其它植物(含微生物及其自身)的生长发育产生的有益或有害的影响。当前,植物化感作用研究,事实上已扩展到以植物为中心的一切有机体及环境间通过化学物质为媒介的化学相互作用。油松幼苗对化感作用的主要生理机制体现为油松的光合作用[2]。林分下都存在地被物,如草本、灌木、枯落物及半枯落物等,地被物的数量和水浸浓度对油松幼苗的光合作用有着极大的影响,这直接影响到油松天然更新的能力[3]。已有研究表明,纯林和混交林中枯落叶、半分解枯落叶及表层土壤水浸液对油松幼苗高生长、叶绿素含量(尤其是叶绿素a含量)、净光合速率均有显著影响,一般表现为高浓度抑制或降低光合速率,低浓度无作用甚至促进光合作用。

地被物中的草本和灌木也对油松幼苗天然更新有着影响。幼苗未形成完整的根系,养分吸收和呼吸能力较弱,地被物对土壤养分、水分,地表光照和地表植被的改变,进而影响到油松幼苗的生长能力。有数据表明:凋落物厚度大于3cm时,种子萌发率会受到极大的影响。这是因为凋落物过厚,阻隔了种子与地面的接触,即使萌发的种子也需要克服很大的阻力才能穿过凋落物,这个过程会耗尽种子贮存的能量;另外,凋落物减小了日温差[4],一方面凋落物阻截了种子接收到的太阳辐射,起到了保凉作用,另一方面,又阻隔土壤与外界空气的热交换,造成保温作用。可见,凋落物主要是通过改变温度的方式,延迟了种子的萌发时间,降低了种子的萌发率;同时凋落物改变了地表接收到的光照强度和光谱成分,而油松种子需要一定的PPFD和Pfr才能正常萌发和生长。这也导致油松幼苗光合速率的下降。而较薄的凋落物会增加土壤中水分的储存和养分的维持。同时也有实验表明,凋落物的覆盖会减少草本植物的入侵,从而可以减少草本植物与油松幼苗争夺养分,更有利于油松的萌发生长。

2 人为因素对油松幼苗天然更新的影响

纯人工和纯天然的森林都不是最好的森林,适合的人工作业是保证人工林稳定和人工林天然更新的基础。油松林下存在大量的油松幼苗,这为油松林天然更新打下了基础,但是幼苗通常长势不好。一方面,在林下环境因素的综合作用,幼苗通常聚集存在,种内竞争激烈;另一方面,林下幼苗根系结构简单,根系较浅,不利于养分的吸收、利用。因此,通常对油松人工林下的幼苗进行抚育间伐,对幼苗进行有选择性保留,淘汰生长质量差的幼苗,减少种内竞争,同时抚育间伐也有助于提高土壤养分,促进幼苗生根。间伐形成的林窗大小、坡向影响了林窗中心的光照强度,进而影响了林窗内的微环境,如空气湿度、温度、土壤特性及枯落物分解速度等[5]。林窗地表微气候的改变引起了土壤养分的改变,微气候的改变提高了氧化还原酶系和水解酶系的酶活性,促进了微生物活性,加快了凋落物分解,提高了土壤养分分解效率。此外,森林抚育作业减少了单位株数,降低了幼苗周围树木对土壤养分的吸收,进一步提高了土壤资源的有效性,而油松会通过对根系的调整实现养分的高效利用。因此,抚育间伐有利于幼苗根系的发展,形成空间结构复杂的根系,促进幼树生长发育。阴坡的土壤温度低、土壤含水率高,有利于土壤养分的积累,因此可以采取高强度间伐创造林窗为种群更新提供空间。而阳坡的(下转150页)(上接105页)光照强度大,年辐射量、气温和土壤温度相比阴坡更高,水分极易流失,同时土壤中速效钾常以离子状态存在,阳坡中速效钾也会有所损失,因此,阳坡不宜进行强度过大的间伐。

3 结论

油松幼苗天然更新同时受到了环境和人为活动的影响。研究表明,低于3cm的凋落物和较低的水浸浓度,会对油松幼苗的萌发生长起到促进作用,这主要是因为丰富的掉落物为土壤和幼苗提供了足够的养分,加快了根系的生长,并形成了复杂的结构。对于林下的灌木、草本,应适当的人为进行去除,提升幼苗光合作用;这样也能降低灌木草本的入侵,减少了其他草本植物与幼苗对养分的竞争。纯林或者混交林下的油松幼苗也受到周边立木的影响,因此需要对林分进行合理的抚育措施,建立大小不同的林窗,改善林窗微气候,为幼苗的天然更新创造条件。林窗的大小应当根据坡向等因素综合分析,阳坡不适宜营造较大的林窗,阴坡可以进行强度稍大的间伐。

参考文献

[1]刘足根,朱教君,袁小兰.辽东山区天然更新调查[J].林业科学,2007,43(1):42-49.

[2]贾黎明,翟明普,冯长红.化感作用物对油松幼苗生长及光合作用的影响[J].北京林业大学学报,2003,25(4):6-10.

[3]韩文娟,曹旭平,张文辉.地被物对油松幼苗早期更新的影响[J].林业科学,2014,50(1):49-54.

[4]潘开文,何静,吴宁.森林凋落物对林地微生物的影响[J].应用生态学报,2004,15(1):153-158.

[5]韩文娟,何景峰,张文辉.黄龙山林区油松人工林林窗对油松幼苗根系生长及土壤理化性质的影响[J].林业科学,2013,49(11):16-22. (责编:张宏民)endprint