雲南松植冠種子庫及其生態適應意義的研究

雲南松植冠種子庫研究

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中文名:雲南松植冠種子庫 及其生態適應意義的研究 依託單位:雲南大學 項目負責人:蘇文華 項目類別:地區科學基金項目

《雲南松植冠種子庫及其生態適應意義的研究》是依託雲南大學，由蘇文華擔任負責人的國家自然科學基金資助地區科學基金項目。

目錄

雲南松植冠種子庫及其生態適應意義的研究項目簡介

在干擾較強的環境中，干擾主導着植物的進化，深刻影響着生態系統的結構與功能。具有植冠種子庫的樹木表現出非常強的抗干擾性能，以前只在亞洲以外的火災易發和乾旱地區被發現。

我們近期發現，滇中高原的特有植物雲南松也具有植冠種子庫。本研究通過對雲南松的3變種的植冠種子庫特徵、誘導釋放因子和適應優勢比較，延遲開放的成本-收益分析。主要探討：雲南松3個變種植冠種子庫的特徵和適應優勢，誘導球果釋放種子的因子，球果延遲開放的成本及其對生殖、生長和生存的負面影響。

研究揭示雲南松植冠種子庫的基本特徵、生態功能和適應意義及其自然更新的生態過程，進一步完善植冠種子庫的形成機理、抗干擾機制和地理分布格局，探討植冠種子庫的成本與代價，深入認識滇中高原生態系統中的主要干擾因子，為雲貴高原生態建設和生態恢復提供科學指導，為探討雲南高原生物多樣性的形成和維持機制奠定科學基礎，為應對全球氣候變化作科學基礎準備。

雲南松植冠種子庫及其生態適應意義的研究結題摘要

在易火生境中，火干擾主導着植物的進化，深刻影響着生態系統的結構與功能。具有植冠種子庫的樹木表現出非常強的抗干擾的適應性能，以前只在亞洲以外的火災易發和乾旱地區被發現。本研究通過對雲南松的3變種的植冠種子庫與土壤種子庫特徵的比較，誘導釋放因子和植冠種子庫的適應優勢的分析，以及延遲開放的成本-收益分析。

研究結果顯示，雲南松植冠中除有當年成熟球果外，還有有1年到7年前成熟的鱗片閉合球果，以及1年到9年前成熟的鱗片開放球果；地盤松還有有1年到4年前成熟的鱗片閉合球果，以及1年到5年前成熟的鱗片開放球果。細葉雲南松少量宿存1年的球果中沒有發現可萌發的種子。雲南松和地盤松植冠中宿存閉合球果中有可萌發的種子，種子的萌發率隨球果宿存時間的延長而下降；宿存會降低種子形成幼苗的生長勢。每100m2林地的植冠中儲存有大約105粒有活力的種子，是當年種子產量的4倍。

植冠種子庫規模在平均每100m2儲存種子約50000粒。同一地段雲南松和地盤松植冠種子庫的種子數量是土壤種子庫中的近4000倍和100倍。在沒有發生火期間，雲南松和地盤松宿存的各年球果在宿存期間每年會有一些球果的鱗開放釋放出種子，一般在成熟後的8年和4年內所有球果逐漸開放釋放出種子。40℃以上的溫度和林地過火可誘導雲南松和地盤松球果鱗片開放，球果開放時間隨着烘烤溫度的升高而縮短; 過火後雲南松釋放種子的數量約為非過火地段年均釋放種子量的2.6倍。

萌發前60℃以上的高溫度短時處理，可提高雲南松和地盤松種子的萌發率。研究結果表明，雲南松和地盤松具有非嚴格植冠種子庫，細葉雲南松球果不延遲開放；地面火可誘導植冠中的閉合球果鱗片開放釋放種子；球果在植冠中最長宿存和延遲開放的時間與種子存活的時間基本一致；每年自然釋放和過火後釋放的種子都由多年成熟的種子組成；雲南松球果延遲開放的進化可能與生境易發生林火有關，雲南松存在種內的火生態進化和分化；野火在滇中高原的植物進化和生態系統形成與維護中有重要作用，滇中高原生態系統是火成生態系統。

研究結果完善延遲開放物種的世界地理分布格局；加深了對雲南高原生物多樣性的形成和維持機制的了解；為進一步開展亞熱帶區域火生態的研究奠定了基礎，為雲南高原生態建設和生態恢復提供科學指導。