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不同云南蓝果树枯落物厚度对其种子萌发影响的初探



全 文 :科技信息
基金项目:本文系云南省科技厅社会发展专项(2010CA010);国家林业局林业公益性行业科研专项(201204110)。
作者简介:刘海姣(1987.3-),女,湖南衡阳人,硕士研究生,研究方向:森林生态;通讯作者:马赛宇(1978-),男,云南大理人,主要从事森林培育研
究。
云南蓝果树( Nyssa yunnanensis W.C.Yin)又名毛叶紫树,蓝果树科(
Nyssaceae)蓝果树属( Nyssa Gronov ex Linn)落叶大乔木[1],为我国热带
北缘的特有珍稀濒危植物[2]。根据目前调查,目前仅于普文镇普文林
场天然保护林中发现天然种群,分布范围狭窄,天然种群及个体数量都
极少,属于极小种群物种。该种极度濒危,在《国家重点保护野生植物
名录(第一批)》中,被列为国家一级保护野生植物[3-5]。本种于1977年在
《云南植物志:第1卷》[6]上发表为新种,迄今为止,有关云南蓝果树研究
报道较少,仅见于系统分类、形态修订及种子萌发、种群状况及生态习
性方面[7-9],其他研究目前未见报道。
枯落物是指森林植物地上部分各个器官的枯死脱落物,枯落物是
影响天然更新的生态因子之一[10]。林下枯落物的分解产物与厚度会影
响种子的发芽、根系的定居以及幼苗的生长。厚度会阻止种子和幼苗
的根系与土壤接触,分解产物会抑制或促进种子的萌发。Myster[11]研究
发现,美国红栎(Quercus.rubra)在高密度的枯落物生境条件下出苗率降
低,阻碍幼苗的建立,另外还增加了幼苗机械损伤的风险。但是Peter-
son[12]研究发现,枯落物减少了栎属种子被动物的啃食和防止种子干
旱,因此对栎属的更新起到有益的作用。为此,为了有效地开展该极度
濒危种的保护,以云南省林科院普文林场天然保护林云南蓝果树种子
为研究对象,通过研究不同云南蓝果树枯枝落叶厚度对其种子萌发的
影响,这不仅有助于了解云南蓝果树种子的自然更新情况,还为云南蓝
果树种子萌发提供了依据。
1.云南蓝果树原产地自然概况
云南蓝果树天然种群目前仅分布在云南省林业科学院普文林场天
然保护林中。普文林场位于西双版纳州景洪市普文镇,地理坐标为北
纬 22°24′-26′,东经 101°04′-06′,靠近北回归线。场内山体西南高,东
北低,低山与沟谷相间发育,山顶较浑圆,坡度在 15°-26°之间,最低点
在普文河谷,海拔为 800m,最高点在夜蒿树山顶,海拔为 1354m,高差
554m[13]。分布区属热带北缘季风气候类型,低山河谷地貌。该地区年
均温 20.1℃,≥10℃的积温 7459℃,持续日数 364.1d,极端最低气温
0.7℃,终年无霜冻,热量条件处于热带低限值以上。受山地影响,年降
水量达到1655mm,但同时受湿润的西南季风和干暖的西风南支急流的
交替控制也有明显干湿季之分。5-10月为雨季,月雨量 140-365mm,
集中了全年的大部分降雨,11月至翌年4月是旱季,降雨量仅占年雨量
的14%。冬、春季多雾,年均相对湿度83%,干燥度0.71,土壤为紫色砂
页岩发育的赤红壤[14]。普文林场保存有较好的热带山地雨林,属典型
的季节性雨林向山地季风常绿阔叶林过渡的热带森林类型。在地形稍
有变化时,随水热条件的分异,又出现沟谷雨林和山地季风常绿阔叶林
两种原生森林的明显差异[15]。
2.材料和方法
2.1种子
云南蓝果树种子成熟期为 8~9月,未成熟果为绿色,成熟后转为
红色,椭圆形。实验所用云南蓝果树种子于 2012年 8月中旬采自普文
林场的两个不同群落。去除果肉后用水选法除去浮在水面的劣种,然
后进行室内实验,剩余种子贮藏于冰箱中备用。云南蓝果树种子一般
长13.370±0.875mm、宽3.400±0.271mm、厚249.30±0.52mm,千粒重为
249.30±0.52g,含水量为18.88%±0.35%。
2.2云南蓝果树枯落物的采集
枯枝落叶选用采种时采集的云南蓝果树枯枝落叶,并带回实验室
烘干。
2.3预实验
实验开始前,用0.3%的高锰酸钾溶液浸泡30min对种子进行消毒;
培养皿(直径90mm)在手提式压力蒸汽灭菌器中高压菌器1h;种子用蒸
馏水浸泡24h。每个处理50粒种子,共5个重复,培养皿中以滤纸作为
萌发床,然后置于25℃的恒温箱中进行发芽测定。萌发过程中两天观
测记录 1次种子的发芽情况,以胚根突破种皮 5mm作为种子萌发的标
准,记录发芽种子数,并取出萌发的种子。每天加入适量的水保证滤纸
的湿润,每隔两天更换滤纸,保证萌发床的无菌。连续20d无种子萌发
则实验结束。
2.4不同枯落物厚度的种子萌发
在花盆中放入经高温杀菌消毒的河沙,河沙厚度为 10cm,铺平表
面,加入适量的水,使河沙保持湿润。本实验设计7个实验处理,其中5
个处理种子直接与河沙接触,然后在种子表面覆盖 0cm、1cm、2cm、
3cm、4cm的云南蓝果树枯枝落叶。另外 2个处理先在河沙表面覆盖
1cm和 2cm厚度的枯枝落叶,然后在放置种子于枯枝落叶表面。每个
处理 5个重复,每个重复 30粒种子。云南蓝果树幼苗突破枯枝落叶为
萌发标准。每日称量各花盆的重量,然后添加水分与开始时重量保持
一致,保证实验水分处理条件一致。连续20d无种子萌发则实验结束。
2.5数据处理
各个萌发实验都以发芽率和发芽势作为分析指标,逐日发芽的种
子达到高峰值时计算种子的发芽势,连续 20d无种子萌发计算发芽
率。按以下公式计算各指标:
发芽率(%)=(萌发种子粒数/参试种子粒数)×100% (式1)
发芽势(%)=(种子发芽达到高峰值时粒数/参试种子粒数)×
100% (式2)
在Microsoft Excel 2003中计算相关数据及作图,实验结果运用
SPSS17.0软件进行统计分析。
3.结果与分析
3.1预实验结果
实验得到云南蓝果树种子的萌发率为 62.00%±9.60%,实验后 5
天开始萌发,2个月后萌发结束。实验结果表明云南蓝果树种子具有良
好的萌发能力,可以用来做野外和室内的模拟实验。本实验测的萌发
率可以认为是本研究云南蓝果树种子的最大萌发率。
3.2不同枯枝落叶厚度对云南蓝果树种子萌发起始时间的影响
注:上1、上2表示先在河沙表面覆盖1cm和2cm厚度的枯枝落叶,
然后在放置种子于枯枝落叶表面的两个处理。表中不同字母 a、b表示
在P<0.05水平下差异显著。
图1枯枝落叶厚度对云南蓝果树种子萌发起始时间的影响
由图1可以看出枯枝落叶厚度对种子的起始萌发时间有显著影响
(p<0.05)。云南蓝果树种子播种后,萌发最早发在枯枝落叶厚度0cm,
萌发时间为播种后第 7d。其次为 1cm、2cm、上 1cm和上 2cm分别萌发
在11d、13d、12d、12d,四个处理萌发起始时间差异不大。3cm、4cm覆盖
厚度的萌发起始时间最长,为 18d和 19d,并且和其他处理厚度有显著
不同云南蓝果树枯落物厚度对其种子萌发影响的初探
西南林业大学环境科学与工程学院 刘海姣 陈 勇 云南省林业科学院 马赛宇
[摘 要]云南蓝果树( Nyssa yunnanensis W.C.Yin)为我国热带北缘特有珍稀濒危植物,落叶大乔木,被列为国家一级保护野生树种。
根据野外调查,目前云南蓝果树自然更新困难,枯枝落叶是森林更新的重要影响因素。本研究设计了种子表面覆盖0cm、1cm、2cm、
3cm、4cm厚枯落物和种子置于1cm、和2cm厚枯落物表面7个实验处理,模拟自然条件研究枯落物对云南蓝果树种子萌发的影响,结
果表明:不同枯枝落叶厚度处理对种子的萌发率没有显著的影响,0cm枯枝落叶厚度处理萌发率最高,为42.7%±3.7%;不同枯枝落
叶厚度处理对起始萌发时间有显著的影响,枯枝落叶厚度在0cm的起始萌发时间最早,为7d。同时随着厚度的增加,萌发起始时间
推迟,最迟为4cm的处理,为19d;不同枯枝落叶厚度处理对种子的发芽势也有显著影响,0cm处理时发芽势最高,为18.0%±3.8%,
除0cm外的其他处理之间无显著差异。
[关键词]云南蓝果树 濒危植物 枯枝落叶 种子萌发
—— 25
科技信息
与课程建设实践,南京信息工程大学物联网工程专
业课程组在学生创新能力培养、教学手段现代化建设、提高教学质量以
及教学效果方面做了很多工作,取得了良好的成绩。我们在南京信息
工程大学的大力支持下,实验软硬件条件得到很大改善,积极研究和探
索,寻求合适的实验教学方式,优化实验内容,充分利用现有资源,提高
实验教学水平。对物联网专业课程体系改革之后,学生的动手能力、科
研兴趣得到极大提高,分析问题、解决问题的能力得到明显改善,教学
效果显著,但仍存在一些问题,需不断地进行探讨与完善。
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(上接第23页)
经费等诸多方面的管理制度。
3.清朝中央政府用立法的形式完善了图书馆的管理制度
1909年 12月清政府颁行了《京师图书馆及各省图书馆通行章程》
从法律层面上明文规定了图书馆的宗旨、基本职能。还在第十八条规
定了图书馆的经费来源主要来自于中央和地方各级财政支出,这就有
力的保证了图书馆运行的物质基础。《章程》还规定了图书馆的许多管
理章程,如藏书、流通、职能部门的分工,人员设置等方面的内容。尤其
值得注意的是《章程》第三条规定“京师所设图书馆定名为京师图书馆,
各省治所设者,名曰某省图书馆,各府、州、县治所设者,曰某府、厅、州、
县图书馆。”[8]这也就是规定了全国范围内近代图书馆的管理体制,即京
师图书馆——省图书馆——府图书馆——厅州县图书馆的一整套管理
体制。另外清政府也第一次以法规的形式明确而正式的规定了“图书
馆“这个名称为全国新式图书馆的法定名称,并且这个名称被一直沿用
至今。
我国清末新政时期的图书馆事业从思想到实践上都取得了飞速发
展,其发展速度是空前的,堪称中国近代历史上图书馆事业发展的黄金
时期。
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[7]徐树兰.《古越藏书楼章程》.李希沁,张淑华编.《中国古代藏书
与近代图书馆史料》.中华书局,1982年
[8]《京师图书馆及各省图书馆通行章程折》.李希沁,张淑华编.《中
国古代藏书与近代图书馆史料》.中华书局,1982年
(上接第24页)
的差异(p<0.05)。随着枯枝落叶厚度的增加,种子出苗时间逐渐推
迟。
3.3不同枯枝落叶厚度对云南蓝果树种子萌发率和发芽势的影响
注:上1、上2表示先在河沙表面覆盖1cm和2cm厚度的枯枝落叶,
然后在放置种子于枯枝落叶表面的两个处理。表中不同字母 a、b表示
在P<0.05水平下差异显著。
图2不同枯枝落叶厚度对云南蓝果树种子萌发率和发芽势指数的影响
通过对不同枯枝落叶厚度处理下种子萌发情况的对比可以看出
(见图2),云南蓝果树种子的萌发率没有显著的差别。0cm枯枝落叶厚
度处理萌发率最高,为 42.7%±3.7%。3cm和 4cm枯枝落叶处理的萌
发率最低为31.3%±3.3%和31.3%±3.5%。方差分析表明,不同枯枝
落叶厚度对云南蓝果树种子的发芽势有显著的影响(F=3.026,P<0.05)
不同处理下云南蓝果树种子发芽势中,0cm处理发芽势最高,为
18.0%±3.8%,并且显著高于其他处理(p<0.05),除0cm处理外的其他
处理之间没有显著的差异。由此我们可以知道云南蓝果树种子萌发率
受枯枝落叶的影响并不大,但发芽势却受到枯枝落叶的显著影响。
4.结论与讨论
种群林下枯枝落叶是影响种群种群种子垂直分布、种子萌发和生
长等自然更新的重要因素[16]。枯枝落叶的厚度可以保持土壤的含水
量、保持土壤温度在小范围内变化、隐藏种子不被动物搬运和啃食,同
时枯枝落叶的分解可以为种子的萌发和幼苗的生长提供养分,为幼苗
的早期建立提供良好的基础。但是枯枝落叶过厚或密度太大,又会阻
止种子与土壤接触,枯枝落叶分解的一些化学物质又会抑制种子的萌
发和生长[17]。
不同枯枝落叶的厚度对云南蓝果树种子萌发的影响研究表明枯枝
落叶厚度对种子的萌发有一定的影响,但是影响不显著。有枯枝落叶
处理的种子的发芽率比没枯枝落叶处理的种子有微弱的降低。但是不
同的枯枝落叶处理间的种子萌发率并没有明显的区别。枯枝落叶的厚
度只是显著影响到种子萌发的起始时间,这是因为在实验过程中以幼
苗露出枯枝落叶表面为标准记录种子的发芽情况所致。实验结果也表
明,无论种子在枯枝落叶下或枯枝落叶上,其萌发率均没有较大的影
响。而且云南蓝果树种子有一定的重量,可以穿破枯枝落叶层,由此可
知枯枝落叶有利于种子的保存,这样可以降低种子的丢失和防止掉落
后迅速散失水分。
云南蓝果树种群及个体数量极少,分布范围狭窄,天然更新十分困
难。但通过实验结果表明,枯枝落叶并不影响种子的萌发。为此,在采
用一定程度人工保护措施时,可以依据本文研究的结论,达到种子保育
的目的。
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