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高山栎萌生更新恢复技术与示范
作者: 贡嘎山站 更新时间: 2015-12-29

    2013年度,通过开展不同砍伐强度、不同砍伐时间、不同留桩高度和不同植株地径对灌丛萌生更新能力影响的试验研究,分析比较不同砍伐强度对川滇高山栎灌丛萌株树高和地径生长的影响,研究提出了川滇高山栎萌生更新人工调控技术,已获得国家授权发明专利“一种促进高山栎类植物萌生更新的人工调控技术”。

     2014年度,萌生是植物再生生态位的一部分是植物高度进化的不稳定的特征之一。萌生更新是森林更新的重要方式,对于调节个体生活史策略、受干扰后植被恢复和重建,以及物种多样性维持等具有重要的生态功能。萌生更新是一个极其复杂的生理生态学过程。 

  中国科学院成都山地所朱万泽研究员团队,以横断山区广泛分布的川滇高山栎灌丛为研究对象,开展了人工干扰下灌丛萌生过程中营养元素供应、萌生能力及其影响因子等试验。研究发现,不同砍伐强度、留桩高度和砍伐时间影响川滇高山栎萌生能力;土壤、树桩、粗根和根蔸是萌株生长的主要营养来源,基株根系对萌株NKCa贡献较大;灌丛具有较高的地下与地上生物量和NSC储量比率,萌生能力与砍伐时根系NSC储量成正相关,萌生能力随海拔升高而降低,但低海拔萌株的自疏现象更明显;组织NSC浓度随季节而显著变化,生长在海拔上限的灌丛根系在冬季具有显著低的淀粉和NSC浓度,遭受到冬季碳限制;萌生过程中,树桩CTK和硝酸盐含量显著增加,IAA: CTK比率下降,CTK和硝酸盐的积累可能诱导干基萌生。研究成果可为横断山区高山栎林保护、恢复和利用提供理论依据和技术支撑。 

  该研究得到国家自然科学基金(30872017)、中国科学院重要方向性项目等的支持。相关研究结果发表在Trees2014, 28: 359-372)、Forest Ecology and Management2012, 278: 118-126)、PLoS ONE2012, 7(3): e34213)、植物生态学报2010, 34(10): 1185-1195)上,并获得一项国家发明专利授权一种促进高山栎类植物萌生更新的人工调控技术ZL 201010291554.3)。

      2014年,目前在国内外研究中很少了解植物内源激素和硝酸盐随海拔增加如何变化,以及高山林线形成和高海拔区域树木萌生能力的降低是否与这些变化有关。成都山地所朱万泽研究员等分析了川西折多山海拔3000m3500m3950m(林线)川滇高山栎灌丛砍伐(coppicing)前后组织激素和硝酸盐浓度动态。结果表明,随着海拔的增加,植株地上组织吲哚乙酸(IAA)浓度显著增加,而细胞分裂素(CTK)浓度和CTK/IAA比率的减少可能限制林线树木的高生长,但随着海拔的增加,整株植物包括地上、地下组织CTK/IAA的比率无显著变化。这表明CTK/IAA比率的海拔模式难以解释高海拔树木矮小和较高根冠比的生长特性。砍伐影响灌木树桩和细根的IAACTK和硝酸盐浓度,以及CTK/IAA比率,但不影响其海拔变化模式,暗示植物内源激素的海拔变化模式主要受沿海拔梯度而变化的气温、辐射等环境因子的影响。树桩CTK浓度和CTK/IAA比率与灌丛萌生能力呈显著正相关关系,而细根CTK浓度和CTK/IAA比率则呈负相关关系,表明在细根生物合成的CTK运送到树桩,诱发了侧芽的萌动。因此,在树木萌生更新管理中,应加强对灌丛地下根系的保护。 

  该研究得到了国家自然科学基金项目(30872017)的支持,相关成果已发表在国际学术期刊Trees上(Wan-Ze Zhu, San-Gen Wang, De-Zhen Yu, Yong Jiang, Mai-He Li. Elevational patterns of endogenous hormones and their relation to resprouting ability of Quercus aquifolioides plants on the eastern edge of the Tibetan Plateau. Trees, 2014, 28: 359372)。

      2015年截止,川滇高山栎萌生更新试验示范基地总面积达到100公顷,且对于当地川滇高山栎薪材利用和森林更新管理具有重要的现实意义。

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