【摘 要】
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棕榈藤是热带森林的主要伴生种之一,也是珍贵的非木质资源,具有很高的生态和经济价值。过度采伐利用使棕榈藤的生长环境受到破坏,棕榈藤伴生林的生态稳定性降低,棕榈藤资源供给能力下降,限制了棕榈藤产业的健康发展。提升棕榈藤伴生林的生态稳定性,增加棕榈藤资源供给能力成为急需解决的科学问题。氮(N)和磷(P)是植物生长必不可少的关键营养元素,合理的N、P养分调控是改善棕榈藤伴生林生长状况,提高棕榈藤更新生长能
【基金项目】
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“十二五”国家科技计划课题“特色棕榈藤及笋用竹种筛选及培育”(2015BAD04B0203)项目; 国际竹藤中心基本科研业务费重点专项“热带竹藤资源收集与保存研究”(1632017007); 国际竹藤中心基本科研业务费重点专项“海南天然更新棕榈藤种群结构研究”(1632016014);
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棕榈藤是热带森林的主要伴生种之一,也是珍贵的非木质资源,具有很高的生态和经济价值。过度采伐利用使棕榈藤的生长环境受到破坏,棕榈藤伴生林的生态稳定性降低,棕榈藤资源供给能力下降,限制了棕榈藤产业的健康发展。提升棕榈藤伴生林的生态稳定性,增加棕榈藤资源供给能力成为急需解决的科学问题。氮(N)和磷(P)是植物生长必不可少的关键营养元素,合理的N、P养分调控是改善棕榈藤伴生林生长状况,提高棕榈藤更新生长能力的重要途径。本文以海南甘什岭地区自然分布的黄藤、白藤及其伴生林分为研究对象,以自然林分为对照,系统开展树冠与地面不同氮添加方式(树冠低氮TN50、树冠高氮TN100、地面低氮GN50、地面高氮GN100),以及地面氮磷不同添加量(低氮GN50、高氮GN100、低磷GP50、高磷GP100、低氮低磷GN50+P50、高氮高磷GN100+P100)对2种棕榈藤及其伴生林分生长的影响研究,拟阐明棕榈藤对不同氮添加方式和氮磷添加数量的响应规律,揭示其对棕榈藤更新幼苗生长、功能性状、根际微生物多样性等的影响机理,以期为棕榈藤高效培育提供科学指导。主要结果如下:1、适当的树冠和地面氮添加对棕榈藤及其伴生林生长均有促进作用,以TN50和地GN100为佳,地面氮添加促进作用优于冠层氮添加。TN50添加下,黄藤更新幼苗叶片生物量、投影面积和比叶面积比地面氮添加低48.66%、44.14%和13.03%,白藤低40.19%、31.62%和17.54%;TN100添加下,黄藤根际土铵态氮、硝态氮和有机碳含量比地面氮添加低29.88%、31.23%和15.86%,白藤根际土铵态氮和有机碳低29.36%和20.92%。树冠和地面氮添加数量对棕榈藤伴生林的影响也不尽相同,不同氮添加方式下棕榈藤伴生林分生产力的大小顺序为:TN50>GN100>GN50>TN100;其中,TN50和GN100添加方式均提高棕榈藤伴生林生产力,而TN100降低林分生产力。2、适量地面氮磷添加显著促进棕榈藤幼苗及其伴生林生长,尤以氮磷共同添加效果最好,但随着养分添加量的增多,促进效果反而降低。(1)地面氮磷添加显著促进黄藤和白藤伴生林分生产力,氮磷共同添加促进效果最显著。GN50+P50处理下,棕榈藤伴生林分乔木层和全林生产力最大,分别为26.113 t/ha/a和29.05 t/ha/a,比对照高228.59%和235.06%;草本层生产力对氮磷添加最敏感,短期内氮磷添加能显著提升草本层植物生长能力;GN50+P50处理下,草本层植物苗高增长量和生物量最高分别为56.2cm/a和24.21 g/m2/a,比对照显著提高143.29%和157.28%。(2)地面氮磷添加促进了林分养分循环与周转速度,改变了棕榈藤伴生林分凋落物的养分含量和凋落物量最低值的出现时间;氮磷共同添加对林下土壤理化性质的改善作用大于单一元素(氮或磷)添加。氮磷共同添加处理下,林分凋落物量在生长季(4~8月份)大于对照,且最低值出现的时间(4月份)比对照(6月份)提前2个月,凋落物中N、P养分含量增加。GN50+P50处理下,土壤中铵态氮、硝态氮、有效磷含量最高,比对照分别提高44.35%、72.33%和39.02%;表层土壤含水量、容重和土壤通气度分别比对照显著提高55.17%、20.47%和50.51%。(3)地面氮磷共同添加显著促进白藤和黄藤更新幼苗的地径、株高、叶片数,提高幼苗的生物量和存活率。不同氮磷添加处理下黄藤幼苗生产力的大小顺序为:GN50+P50>GP50>GN50>GN100>GN100+P100>GP100;在GN50+P50处理下,黄藤地径、株高、叶片数增长量分别为1.935 mm/a、3.728 cm/a和1.24片/a,存活率高达92%,显著高于对照;不同氮磷添加处理下白藤幼苗生产力的大小顺序为:GN100+P100>GN50+P50>GP50>GN50>GN100>GP100;在GN100+P100处理下,白藤地径、株高年增长量分别为1.516 mm/a和2.277 cm/a,显著高于对照。3、棕榈藤幼苗生长及性状与环境因子间有较强相关性,氮磷添加通过对棕榈藤伴生林林分环境因子的影响,起到对棕榈藤幼苗生长及其性状的影响。黄藤苗高的主要影响因子是草本层植物苗高和土壤最小持水量,地径的主要影响因子是土壤硝态氮含量和草本层生物量,存活率的主要影响因子是土壤毛管持水量和最小持水量;而白藤幼苗株高主要受土壤p H值和草本层植物苗高的影响,地径主要受土壤硝态氮含量和草本层生物量的影响,存活率主要受土壤速效钾含量和有机质含量的影响。综上所述,在海南甘什岭地区,当前大气氮沉降量或有利于提高棕榈藤伴生林林分生产力;氮磷共同添加对黄藤、白藤及伴生林生产力作用明显;伴生林的环境因子与棕榈藤幼苗生长密切相关。因此,在棕榈藤伴生林的培育过程中,可采取增施氮磷肥、人工除杂等抚育措施,增加养分供应,改善土壤性质,调整林下萌生植物的密度与高度,改善环境质量,促进棕榈藤生长和伴生林分质量提高。
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