摘要
林火是北方森林更新重要的驱动因子,伴随着火烧产生的一系列产物,在促进或抑制种子萌发方面有着重要作用。而火后种子库中的种子萌发是种子植物主要的更新和恢复的途径,相比于草本和灌木植物,国内对于乔木的火后更新恢复研究较少。 本文以大兴安岭地区兴安落叶松(Larixgmelinii)种子为研究对象,探究其对于火干扰的响应情况,可为火后兴安落叶松的快速更新与恢复提供理论依据。对热激、火烧灰、光照三种因素进行单因素、双因素及三因素处理,探究其对兴安落叶松种子萌发率和萌发势的影响。对标准化后的数据进行方差分解,探究三种因素交互作用下的主要影响因素和驱动因子。最后通过不同土样培养兴安落叶松种子，在不同火烧强度和土壤深度的影响下，利用mentaltest检验和randomFores检验土壤因子对兴安落叶松种子萌发的影响。同时，构建SEM模型分析火烧强度和土壤深度通过影响土壤理化性质进而影响兴安落叶松种子的萌发，研究结果显示: (1)90℃5min的干热激的处理下兴安落叶松种子萌发率(61.11%)最高,较对照提高21.11%,90℃5min及以上的湿热激处理会使种子失活。火烧灰质量与兴安落叶松种子的萌发率呈正相关关系,1g火烧灰的加入使兴安落叶松种子萌发率高达71.1%,较对照提高了30%;光照与兴安落叶松种子萌发率呈负相关关系,无光状态下的种子萌发率较对照提高了14%,25%遮光则降低了16.67%。在热激、火烧灰和光照的交互处理中,1g火烧灰+100%遮光处理的兴安落叶松种子萌发率(57%)最高,比对照高17%。湿热激效应相比干热激对兴安落叶松种子的萌发影响更加显著，火烧灰添加会提高种子的日平均萌发率，遮光处理会延长种子的萌发时间。 (2)火烧灰和光照的双因素交互作用会使兴安落叶松种子的萌发率大幅度提高，三因素交互中，干热激、火烧灰和光照的低剂量处理可以使种子萌发率小幅度提高。交互作用会使兴安落叶松种子的萌发时间延长，导致种子的日平均萌发率出现下降。火烧灰添加+遮光处理与干热激处理+遮光处理的交互均会显著提高兴安落叶松种子的萌发速率。模型评估显示,对兴安落叶松种子萌发率因子贡献度从大到小排序依次是:火烧灰(A)＞干热激(H)＞光照(L)＞湿热激(S),分别解释了方差分解模型33%、31.8%、20.3%、14.9%的非生物多功能性变异。灰分是最主要的非生物驱动因子,在95%置信区间内,因子重要性排序为:A3(1.00g)＞H1(60℃3min)＞L1(0.00%遮光)＞S7(90℃3min)＞S1(60℃3min)＞L4(100.00%遮光)＞A1(0.25g)＞H13(120℃3min)。 (3)火烧强度和土壤深度显著影响土壤含水率、土壤孔隙度、土壤速效钾含量和氮含量等，土壤pH值、土壤微生物碳含量、土壤微生物氮含量和土壤中的硝态氮含量同时受到火烧和土壤深度显著影响。利用火烧后的土壤来进行培养，0~5cm土壤中培养的种子萌发率表现良好，火烧后的土壤可以促进兴安落叶松的种子萌发，提高其日平均萌发率。 Menteltest检验表明，在对照样地的土壤培养中，土壤孔隙度和种子萌发率有较高的相关性；轻度火烧的土壤中速效钾的含量和干土含水率与种子萌发率相关性较高，重度火烧所有土壤因子对兴安落叶松种子的萌发影响均呈现显著。randomForest模型检验结果表明：土壤因素对兴安落叶松种子萌发的贡献度为BD(容重)＞TN(全氮)＞DSM(干土含水率)＞NO3--N(硝态氮)＞NH4+-N(铵态氮)＞AK(速效钾)＞SP(孔隙度)＞MBN(微生物氮)＞FSM(干土含水率)＞pH＞MBC(微生物碳)＞TP(全磷)。结构方程(SEM)结果显示，火烧强度对兴安落叶松种子萌发率没有显著的直接作用，火烧通过影响对土壤干土含水率的正向作用进而影响到种子萌发；土壤深度直接极显著的影响着种子萌发率，其通过对TN、BD、SP、MBN的负向作用，进而影响种子的萌发。
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