浙江天童优势树种凋落叶对同种种子萌发和幼苗更新的影响机制

Understanding the mechanism of species coexistence in the community remains a major challenge for ecologist. The regeneration is a key process for maintaining the species coexistence. The conspecific leaf litter is an important species-specific biotic factor influencing the regeneration in the community. However, there is few studies focusing on the influencing mechanism of conspecific leaf litter. Therefore, this study hope to explore this influencing mechanism. For this purpose, we will select the dominant species which have significant effect of conspecific leaf litter on seed germination and seedling regeneration in 20-ha stem-mapped forest dynamics plot in Tiantong subtropical evergreen broad-leaved forest. Next, we will confirm which effect of conspecific leaf litter (biological, chemical or physical effect) will influence the regeneration in different stage among those dominant species, through by the methods of removing conspecific leaf litter and spraying insecticide, fungicide, water extract of conspecific leaf litter, in site and laboratory experiment. Then, we will analyze the whole process of conspecific leaf litter influencing the regeneration by composing the results of experiment and regeneration pattern. After that, we will summarize the temporal differentiation of this influencing process. Ultimately, we hope this temporal differentiation of conspecific leaf litter influencing process could explain the species coexistence in temporal scale.

探究群落物种共存机制，是现今最为重要的生态学问题之一。群落更新作为维持群落物种共存的关键过程，更是该研究领域核心的研究方向。其中，同种凋落叶作为影响种子萌发和幼苗更新，且具有物种专一性的重要生物因子，更是群落更新机制研究中，不可缺少组成部分。然而，现今关于同种凋落叶对群落更新过程影响的研究，还相对较少，尤其缺少影响机制的研究。为此，本项目以浙江天童20公顷动态监测样地为平台，筛选同种凋落叶对种子萌发和幼苗更新有显著影响的优势种，利用同种凋落叶去除、杀虫、杀菌和水浸提的方法，进行原位和室内控制实验，分析样地内优势种凋落叶对同种子代、不同更新阶段的影响途径(生物途径、化学途径或物理途径)。并且，结合野外不同更新阶段的观测数据，探究同种凋落叶对群落更新的影响过程，揭示其时间分化特征，为从时间尺度解释群落更新机制对群落物种共存的影响，提供理论依据。

同种凋落叶作为影响母株周围子代更新的重要地上介质，研究其影响途径、方式和强度，对预测种群的空间分布，以及群落的更新格局具有十分重要的意义。本项目以浙江天童亚热带常绿阔叶林更新优势种浙江新木姜子Neolitsea aurata var.、红楠Machilus thunbergii、港柯Lithocarpus harlandii、云山青冈Cyclobalanopsis sessilifolia和虎皮楠Daphniphyllum oldhami为主要研究对象。利用各物种未杀菌凋落叶+杀菌母株土壤（L+SS）、杀菌凋落叶+杀菌母株土壤（LS+SS）、杀菌凋落叶浸提液+杀菌母株土壤（EL+SS）、杀菌母株土壤（SS）和未杀菌母株土壤（S）5种处理方式，通过两两对比，探究同种凋落叶物理途径（SS&LS+SS）、化学途径（SS&EL+SS）和生物途径（LS+SS&L+SS），以及综合途径（SS&L+SS）和土壤途径（SS&S），对各物种种子萌发和幼苗建立的影响。实验结果显示,在种子萌发阶段，各物种凋落叶主要通过物理覆盖抑制母株周围种子突破凋落叶层萌发，形成由同种凋落叶介导的更新制约格局。然而，凋落叶层的覆盖却维持了适宜的地表温湿度，提高母株周围已萌发幼苗的萌发高度，保证已萌发幼苗在母株周围具有更高的存活率，从而削弱原本的制约格局。在幼苗建立阶段，菌根树种幼苗仅能在未杀菌母株土壤内建立，形成明显的土壤菌根真菌介导的更新依赖格局；而非菌根树种云山青冈和港柯，由于凋落叶比叶面积小，分解速率慢，覆盖在土壤表面会抑制幼苗的根系呼吸，降低幼苗的建立率和相对生长速率。因此，非菌根树种幼苗在建立阶段受母株周围同种凋落叶的抑制作用，会形成由同种凋落叶介导的更新制约格局。综上所述，母株周围同种凋落叶对子代更新的影响具有明显的时间分化特征，而且通过与母株土壤间的共同作用，能够动态调节母株周围的更新格局，维持群落内的多物种稳定共存。