桂林岩溶石山阴香幼苗种群生态学研究

摘要

阴香为樟科樟属植物,在我国主要分布于广西、广东、云南、贵州、海南、福建等地。具有绿化、药用、材用等重要的经济价值,它对于了解喀斯特森林的演替规律以及岩溶石山的植被恢复都具有重要的意义。 本文主要通过野外调查、室内实验、实验室测定等方法对对阴香群落的土壤种子库、幼苗的解剖结构、幼苗营养元素含量与土壤养分的关系、野外幼苗（自然苗）的形态结构及其生物量、栽培苗的形态特征和生物量、不同生境下幼苗的形态结构和生物量、幼苗的生长动态、分布格局以及不同光照强度对幼苗生长的影响等内容进行了研究，结果如下： (1) 阴香群落土壤种子库中共有种子植物54种，隶属45属34科，其中乔木15种，灌木14种，草本13种，攀援植物12种。种子库的平均密度为152粒/m2。在0-15cm土层内，种子库密度垂直分布呈现上层(0-5cm)>中层(5-10cm)>下层(10-15cm)，层间储量的差异明显。土壤种子库的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou 均匀度指数分别为4.55、3.76 和1.19。 (2) ①阴香幼苗根为六原型，内皮层具有凯氏带增厚；②根和茎的中央均具有髓，茎的髓部具有丰富的石细胞；③根和茎的初生结构均由表皮、皮层和维管柱3部分组成；茎的表皮细胞外壁覆盖着一层较厚的角质层，皮层有石细胞分布；根、茎韧皮部外侧都有成束的纤维细胞；④根和茎的次生结构发达，根的次生木质部导管分布多、管腔大，木纤维细胞多；⑤叶为典型的异面叶，栅栏组织和海绵组织明显分化，叶脉发达，中脉维管束具有形成层，表皮细胞外壁角质层厚；气孔仅在下表皮分布，微下陷，气孔器类型为无规则型；阴香营养器官的解剖结构表明, 其根、茎、叶都具有发达的输导组织和机械组织，同时茎、叶中具有一定的旱生结构特征。 (3) 阴香幼苗营养元素含量幅度分别为：N：15.3～4.1 g. Kg-1； P：0.4～0.2 g. Kg-1；K：4.9～2.3 g. Kg-1；Ca：16.1～1.9 g. Kg-1。阴香幼苗元素含量差异显著，各器官中以叶的营养元素含量最高。各元素中以Ca的变异程度最大，变异系数为61.12％，K的变异程度最低，变异系数为25.95％。阴香幼苗各元素之间相关性显著，但与土壤养分之间相关性不显著。这主要是由阴香的生物生态学特性所决定的。 (4) 对广西阳朔岩溶石山阴香幼苗的形态因子和生物量研究结果表明，幼苗株高、基径、叶片数、叶面积的平均值分别为21.96cm、1.52mm、6.06、57.84cm2；根、茎、叶和全株生物量的平均值分别为0.0613g、0.1094g、0.1683g和0.3390g；除株高和基径呈现正态分布外，其余的各项指标呈现正偏态分布。根据实测的数据，采用一元线性回归、多元线性回归和幂函数回归分别拟合了阴香幼苗主要形态因子之间以及形态因子与生物量之间的回归方程，所得到的回归方程均达到0.01的显著水平。 (5) 对栽培苗形态特征和生物量的研究表明，叶片数符合正态分布，而株高、基径、叶面积以及各器官生物量均呈现正偏态分布的特点。各形态因子间相关性显著，各器官生物量与D2H间以一元线性方程为最优模型。所的回归方程均达到0.01的显著水平。 (6) 不同的生境条件对幼苗的生长具有显著的影响。各形态因子和生物量之间大小差异显著，其中除根长外各形态因子和生物量的大小顺序为S3〉S2〉S1(石缝S1、砾石土S2和土壤S3)，根长的大小顺序为S1 〉S3〉S2。各形态因子间以及形态因子与各器官生物量之间具有不同的拟合方程。同时生境的不同也严重影响幼苗本身的资源配置。S1中根的生物量占的比例最大，为33.4％，茎的生物量所占的比例以S2占的比例最大，达到了29.5％，叶的生物量所占的比例以S3所占的比例最大，达到了48.1％。 (7) 阴香幼苗的形态因子和器官生物量均随幼苗增长而不断增大，但在不同时期它们的增长速率不同；幼苗的株高与苗龄之间符合二次曲线模型，基径与苗龄之间符合三次曲线模型，而叶面积以及器官生物量与苗龄之间符合线性模型。 (8) 采用方差/均值比率法、Greig-Smith法和间隙度分析法对桂林岩溶石山阴香幼苗种群分布格局进行了研究。结果表明，阴香幼苗种群呈现集群分布，但在不同生境中种群的集聚强度和格局规模存在明显的差异。随着尺度的增大，种群分布格局的间隙度逐渐减小。生境异质性、种间竞争和人为干扰是阴香幼苗种群分布格局形成的主要原因。 (9) 不同的光照强度对阴香幼苗的生长有显著的影响。阴香幼苗的株高、基茎、各器官生物量、幼苗的叶面积、叶片比叶重均随着光照强度的增加而增大。但是叶片含水量却随着光照强度的增加而减小。叶片解剖结构表明：叶片的栅栏组织、海绵组织、角质层厚度、上下表皮厚度均随着光照强度的增加而增大，叶片叶绿素含量以22％光照强度下最大。说明阴香幼苗对环境的变化有一定的生态适应型。