成都生物所尹春英研究团队提出基于自然的恢复新路径:利用亚高山次生灌丛促进森林更新
来源:生态环境修复中心 作者:钟瑞娟 时间:2026-03-02

中国西南地区亚高山森林自20世纪50年代起遭受大规模砍伐,从1998年后经长期封山育林后,形成了大面积的次生灌丛(以四川米亚罗地区为例,次生灌丛面积占比已达27.4%)。作为森林演替的关键阶段,灌丛对下层植物幼苗的影响存在正反双重效应:一方面,灌丛可通过遮荫降温、缓冲极端温度等方式改善微环境,为树种更新提供“抚育作用”;另一方面,灌丛也可能通过与目标树种竞争光照、水分和养分而产生抑制作用。然而,在高寒生境限制与建群种种源缺失的双重制约下,建群种幼苗死亡率高,灌丛向以针叶林为建群种的顶级群落自然恢复需要数十年甚至上百年。该区域土壤存在养分释放缓慢、微生物活性不足等问题,进一步加剧了幼苗定居困难。针对上述限制因素,利用本地枯枝落叶中的功能微生物制成菌肥,成为一种潜在的人工干预措施。如何推动退化亚高山森林快速更新,成为亟待解决的科学问题。

中国科学院成都生物研究所尹春英研究团队向双课题组以川西退化亚高山森林的四川红杉(Larix mastersiana)和云杉(Picea asperata)两种建群树种为研究对象,选取密灌丛、疏灌丛、草地三种演替阶段生境,设置有无微生物肥料的对照实验(所用微生物肥料由黄钧团队利用研究区域凋落物层分离的纤维素降解菌烟曲霉F7制备而成),通过360个微生境的1080粒种子播种试验,系统监测种子萌发、幼苗存活及相关环境因子。

研究发现:(1)灌丛对建群树种早期生活史的促进效应显著,且密灌丛效果优于疏灌丛。相比草地,密灌丛中两种树种萌发率、初期存活率、定植率分别平均提升21%、59.29%和35.97%。(2)密灌丛通过降低光照强度、增加空气湿度,为种子萌发和幼苗生长创造了更温和的微环境。(3)值得注意的是,尽管微生物肥料通过改善土壤理化性质促进了种子萌发,但对幼苗定居产生了间接抑制作用。(4)结构方程模型进一步揭示,不同密度灌丛的促进效应独立于已监测的微气候和土壤理化因子,提示可能存在其他未明确的作用途径(如土壤微生物群落或菌根网络)。

本研究进一步明确了灌丛作为亚高山树种早期生活史“庇护者”的关键生态功能,证实灌丛的促进效应显著强于微生物肥料。研究提出的利用灌丛冠层进行人工播种的修复方案,为破解建群种缺失下的森林更新难题提供了基于自然的实践路径,可有效加速退化亚高山森林的正向演替与生态功能提升。

上述研究成果以“Shrubs rather than microbial fertilizer promoted the establishment of dominant trees in a subalpine forest”为题发表在林业领域经典国际期刊 Forest Ecology and Management。论文第一作者为成都生物研究所硕士研究生钟瑞娟,通讯作者为向双副研究员,已毕业研究生莫丹、河南大学和南京大学等单位参与了该项研究。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发项目、四川省科技计划等项目的资助。

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.foreco.2026.123601

图1. 不同密度的灌丛地对微气候的影响

图2. 不同密度灌丛和施肥处理对四川红杉和粗枝云杉早期生活史的影响

图3. 不同密度灌丛和施肥处理下的土壤理化性质差异

图4. 结构方程模型评估了对萌发和定植的直接和间接影响


 

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