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当前海岛尤其是靠近大陆海岛是人口压力较大和经济活动十分活跃的区域,由于历史上的开发利用不当和保护方法不够科学,导致原有生境遭到严重破坏,形成大面积的退化生态系统,阻碍了海岛社会、经济和生态环境的可持续发展。有些海岛虽然进行了植树造林等生态恢复行动,但造林树种单一,林分结构简单,生态效益不高。如何对海岛退化生态进行恢复及对现有低效林分进行改造是一个亟待解决的实际生产问题,也是一个重要的学术课题。本文通过在南澳岛光裸地、灌草坡、马尾松林和台湾相思林4种不同生境栽植重阳木(Bischofiajavanica)、大叶杜英(Elaeocarpusbalansae)、蒲桃(Syzygiumjambos)、阴香(Cinnamomumburmannii、鸭脚木(Scheffleraoctophylla)、樟树(Cinnamomumcamphora)、大头茶(Gordoniaaxillaris)、红荷(Gordoniawallichii)、火力楠(Micheliamacclurei)、尖叶杜英(Elaeocarpusapiculatus)、假苹婆(Sterculialanceolata)、亮叶猴耳环(Pithecellobiumlucidum)、藜蒴(Castanopsissftssa)、木荷(Schimasuperba)、土蜜树(Brideliatomentosa)等15个乡土树种,研究不同生境下苗木存活、生长动态,光合适应特征及种间差异,探讨利用乡土树种幼苗进行海岛植被恢复和林分改造的可行性,揭示海岛不同生境下乡土树种苗木存活和生长的主要限制因子及适生树种苗木的共同生态特征。主要研究结果如下:
1.四种生境下苗木存活率依次为光裸地(50%)<灌草坡(80%)<台湾相思林(85%)<马尾松林(91%)。苗木生长量(地径2x苗高,D2xH,CII13)依次为光裸地(117.20±15.96)>马尾松林(67.60±7.75)>灌草坡(22.49±2.61)>台湾相思林(17.41±2.59),总体上,苗木在光裸地和马尾松林下生长较好,在灌草坡和台湾相思林下生长较差。相对而言,马尾松林下最适宜苗木存活和生长。影响苗木存活和生长的主要环境因子为光照和土壤养分,在灌草坡风也是一个重要影响因子。
2.苗木的光合参数受生境光照影响很大。光裸地、灌草坡和马尾松林下苗木总体净光合速率较高,台湾相思林下苗木总体净光合速率则较低。光裸地苗木蒸腾速率较高,灌草坡、马尾松林和台湾相思林下苗木蒸腾速率较低。光裸地苗木光饱和点和光补偿点均较高,表观量子效率均较低;台湾相思林下苗木则相反,光饱和点和光补偿点均较低,表观量子效率较高,且各指标与光裸地苗木均差异显著(p<0.05);灌草坡和马尾松林下苗木相关参数介于光裸地和台湾相思林之间。但四个生境之间苗木最大净光合速率及A-Ci曲线拟合参数Rubisco最大羧化效率(Vcmax)、RuBP再生过程中最大电子传递速率(Jmax)和磷酸丙糖利用效率(TPU)并无显著差异。
3.树种自身的光合生理特征也是影响其存活和生长的重要因素。光饱和点高的树种能够较好适应强光环境,光补偿点低的能够较好适应弱光环境。净光合速率、A-Ci曲线拟合参数较高的树种生长较好。本试验中,在光裸地重阳木、大叶杜英、蒲桃和樟树均存活、生长较好;在台湾相思林下大叶杜英、蒲桃和阴香能够较好存活、生长;大头茶、木荷、土蜜树、鸭脚木和樟树较能够适应迎风灌草坡生境;马尾松林下大部分苗木均存活、生长良好。
这些研究结果表明用乡土树种进行海岛退化生态系统的恢复是可行的。实验中表现良好的树种也可供华南地区海岛植被恢复时借鉴参考。