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竹阔树种幼苗更新及种间竞争对土壤供氮变化的响应

黄孝风  
【摘要】:毛竹(Phyllostachys edulis)通过地下茎(竹鞭)向周边常绿阔叶林不断扩张蔓延的过程伴随着“增铵抑硝”的土壤氮矿化效应。竞争是影响种群发展及群落动态的重要因素。然而,常绿阔叶林树种对土壤供氮变化及毛竹入侵竞争的响应还知之甚少。本文分别以毛竹为竹类植物代表,以乌桕(Sapium sebiferum)和油茶(Camellia oleifera)为阔叶树代表,通过室内控制盆栽试验,研究竹阔树种幼苗更新、竹树种间竞争方式(对称性竞争还是非对称性竞争)以及地上地下竞争效应对供氮变化的响应,以期揭示毛竹入侵的土壤氮转化与群落更替之间的内在联系及其调节机制。主要研究结果如下:1、一定浓度的NH_4~+-N有促进毛竹种子萌发的作用,而NO_3~--N浓度增加对毛竹种子萌发有抑制作用;氮浓度及形态对乌桕和油茶种子萌发没有明显影响。NH_4~+-N对毛竹和油茶幼苗苗高、根系构型、生物量等生长起到了促进作用,高浓度(8m M)NO_3~--N则抑制了毛竹幼苗苗高、生物量的生长;NO_3~--N对乌桕幼苗生长的促进作用优于NH_4~+-N。2、在富铵条件下,纯栽与毛竹-乌桕混栽、毛竹-油茶混栽间,毛竹生长具有相似的动态及生物量,而混栽中的乌桕和油茶与纯栽相比,苗高和生物量均显著受到抑制。表明在富铵条件下,毛竹在与阔叶树生长竞争中处于主导地位。3、不同氮形态下各树种生长响应及种间竞争关系为:短时间内,毛竹在不同氮形态下的生长差异不大,但随着处理时间的延长,毛竹生长表现出NH_4~+-N偏好;乌桕没有明显的氮形态偏好,在供NH_4~++NO_3~--N时生长最好;油茶没有明显的氮形态偏好。乌桕在试验初期的生长速度大于毛竹,毛竹-乌桕混栽时,在NH_4~+-N及NH_4~++NO_3~--N中毛竹生长受抑制,乌桕生长得到促进;毛竹-油茶混栽时,与同种纯栽相比毛竹生物量显著增加,而油茶生物量积累显著减少。此外,通过计算相对竞争能力指标,毛竹NH_4~+-N下竞争能力最强,NO_3~--N下竞争能力最弱,乌桕NO_3~--N下竞争能力最强,NH_4~+-N下竞争能力最弱,油茶NH_4~+-N下竞争能力大于NO_3~--N。4、通过富铵条件下的地上、地下竞争效应分析,毛竹-乌桕混栽中,毛竹在地下竞争、完全竞争中生长较好处于优势地位,而乌桕在地上竞争中生长较好处于优势地位;毛竹-油茶混栽中,毛竹在地上竞争、地下竞争、完全竞争中占优势,而油茶在三种竞争下都受抑制。毛竹与阔叶树竞争主要发生在地下。综上所述,一定浓度的NH_4~+-N有利于毛竹种子萌发及幼苗生长,而氮对阔叶树幼苗更新影响较小。在富铵条件下,毛竹主要通过地下竞争优势使其与在与阔叶树生长竞争时处于主导地位。因此,毛竹向周边常绿阔叶林不断扩张蔓延过程中“增铵抑硝”的土壤氮营养生境有利于毛竹生长及种间竞争,推测是毛竹成功扩张及群落更替的机制之一。


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