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植冠种子库是植物的一种重要繁殖对策,本文以云南松为研究对象,调查了云南松植冠中保存球果的年龄分布特征、种子数量、各年份球果开闭状况、各年份种子活力状况、对火烧的响应以及火烧迹地幼苗更新情况,以揭示其植冠种子库的结构与动态特征。
结果显示:云南松具有植冠种子库,植冠中球果有延迟开放现象,保存有8年的球果及种子。植冠种子库中除当年生的球果外,其余各年的球果每年会有一些球果种鳞开放,释放种子。第3年开始,开放球果所占的比例超过闭合球果。植冠种子库内种子积累的速度呈现先快后慢的特点,之后到达稳定阶段,库内种子维持在一定的数量,平均每棵树大约10000粒种子。植冠种子库达到稳定时每年输入种子量与输出种子量大体持平,而由于种子活力的降低导致输出有效种子比起有效种子输入量损失了13.8%。
云南松植冠种子库内种子的活力和质量随保存时间的增加而下降,从区域层次上看研究区域内云南松种子的萌发率、萌发指数、5日萌发势、10日萌发势均呈现下降趋势,种子在植冠种子库内活力的丧失也是植冠种子库维持所需要付出的代价,保存时间越长种子活力越低,但由于保存时间越长闭合球果的数量也越少,所以种子活力的降低对云南松植冠种子库的影响有限。对比实验中60℃处理后的种子其萌发状况有所改善,其中萌发指数的提升最为明显,适宜的高温可以促使云南松种子快速萌发,对于抢占有利生境很有帮助。球果对种子具有一定的保护作用,其中有球果保护的种子相对于无球果保护的种子在萌发指数上提升明显,球果保护可以改善种子的萌发状况。
云南松林地地面火显著地导致植冠种子库种子的释放。与非过火地段相比,过火地段球果开放度明显增加,释放种子的数量同样增加,种子萌发状况也好得多,证明植冠种子库对提高云南松的抗火性有一定的适应意义。研究结果表明,云南松具有非严格植冠种子库,该形式的主要进化压力可能与生境经常性火烧有关。
云南松的植冠种子库能响应对环境气候因子的变化,在月气温、月降水、月日照、月湿度四个气候指标中,发现种子库内种子形成年份的月气温对种子质量的影响最大,当年月气温(尤其是一月份气温)高的年份种子质量较好,胚饱满种子占全部种子的比例越高。
植冠种子库是云南松对抗环境火干扰的一种有力手段,可以在火烧发生时给云南松带来种子数量优势和种子萌发的速度优势。同时云南松并不完全依赖火烧,无火烧发生时每年在积累种子的同时也释放种子,积累的种子可以为云南松抵抗年际间种子产量的波动;而每年所释放的种子是不同年产份产生的,可以为云南松带来种子多样性的优势。植冠种子库大大提高了云南松在火烧干扰生境中的适合度,使其更具有竞争能力。成为该区内较为常见的单优森林群落。