土壤种子库在长江中下游湿地恢复与生物多样性保护中的作用

土壤种子库是潜在的植物群落,影响地表植被的物种组成、空间结构和演替动态.因此,研究湿地种子库对于生物多样性保护、以及湿地恢复和管理具有重要意义.文中根据国内外最新研究进展,总结了长江中下游两种重要沼泽类型——湖滨沼泽和丘陵沼泽种子库的物种组成和空间分布格局,分析了种子库在地表植被演替动态中的作用,以及种子库与地表植被的物种多样性和遗传多样性关系.在此基础上,进一步讨论了结合环境条件特点建立具有区域特征的湿地恢复理论的重要性,并提出了未来研究的主要方向.     

中国内陆不同类型湿地种子库变化特征——基于文献数据的统计分析

为了解中国内陆不同类型湿地生态系统土壤种子库的变化特征及影响因素,基于湿地生态系统种子库研究的73篇文献,收集不同类型湿地(河流湿地、沼泽湿地、湖泊湿地和消落带)土壤种子库及相关指标的变化特征并进行分析.结果表明:不同类型湿地种子库密度和萌发物种数呈现不同的特点,其中以湖泊湿地种子库密度最大,而河流湿地种子库密度最小,消落带种子库萌发物种数最多;在所分析湿地生态系统中,种子库以一年生草本植物构成为主,其比例达到62%,并且种子库在土壤中的分布具有显著的成层性,超过60%物种分布在表层(0～5 cm)土壤中;年均降雨量和温度显著影响湿地种子库的密度,并且在年均降雨量大于400 mm地区,种子库密度和萌发物种数显著增加;不同类型湿地Shannon-Wiener多样性指数和S?rensen相似系数呈现出不同的变化特征,其中消落带具有最高的Shannon-Wiener多样性指数(1.6),同时不同类型湿地中Shannon-Wiener多样性指数和萌发物种数具有相同的变化趋势;其中湖泊湿地具有最高的S?rensen相似系数(37.6%).不同类型湿地之间,种子库容量等相关指标差异较大,并且降雨量显著与种子库密度之间有显著正相关关系.     

塔里木河流域河流湿地土壤种子库结构与空间分布特征

以塔里木河流域上中下游典型河流湿地为研究对象,通过野外调查取样与室内萌发试验相结合的方法,对各典型湿地土壤种子库的组成、物种多样性和空间分布等特征进行调查分析。结果表明:1)研究区内各湿地类型的植被群落物种匮乏,伴生种较少,各典型湿地萌发的物种数为10-13种,土壤种子库密度为240-933粒/m2,属于较低水平;2)不同河流湿地断面土壤种子库密度为上游湿地最高,中上游其次,下游最低;3)土壤种子库密度的垂直分布规律为:上游各土层间无差异,中游和下游0-5 cm土层显著高于其他土层;水平分布为聚集分布。     

鄱阳湖季节性淹水湿地土壤有机碳动态模拟与预测

该文以鄱阳湖国家级湿地自然保护区的泗洲头、常湖池以及蚌湖季节性淹水湿地为研究对象,选择典型湿地植被芦苇(Phragmites australis)、苔草(Carex spp)和南荻(Triarrhena lutarioriparia),基于DNDC模型模拟和预测不同湿地植被下表层(0～20 cm)土壤有机碳含量(m_SOC)动态变化,估算土壤碳储量和CO₂的年排放量.结果表明:DNDC模型能够准确模拟研究区不同典型植被下的m_SOC动态变化,δ_RSME<30%,R²>0.9.敏感性分析显示:影响m_SOC动态变化的敏感因素是初始土壤有机碳和黏粒含量.常湖池、蚌湖和泗洲头土壤平均有机碳密度分别为36.71、17.12和11.47 t·hm^-2,土壤碳储量分别为8 738、66 090和21 174 t,常湖池具有较大的碳储量.苔草、南荻和芦苇平均土壤碳密度分别为21.96、21.86、15.98 t·hm^-2,土壤碳储量分别为933 928、62 933、166 458 t,苔草固碳能力巨大.基于DNDC模型模拟预测表明:在未来120年内研究区不同植被类型土壤有机碳含量将呈稳定下降趋势.     

不同水分处理对激活土壤种子库的影响——以塔里木河下游为例

萌发法是目前国内外研究土壤种子库恢复潜力时普遍采用的方法.但以往的研究往往是在实验室内同一水分处理下进行.而同一水分条件很难满足所有种子在水分需求上处于最佳状态,并且种子在实验室萌发与自然环境中具有很大的差异.针对该方法的不足之处,采用不同水分处理在野外进行了激活土壤种子库实验.研究结果表明:(1) 随着供给水量的减少,土壤种子库萌出的幼苗种类和数量逐渐降低,但个别物种最高出苗率并不在土壤含水量最高的水分处.(2) 不同的物种具有不同的萌发特征.在萌发速度上,不同物种表现为速萌型和迟缓型;各物种均存在各自的萌发高峰期,随着水分供给量减少,各物种萌发高峰期向后推迟了2—3d.因此,水分选择对于萌发实验至关重要,研究种子库特征和针对某一物种开展研究时,在水分选择上应区别对待;对于塔里木河下游土壤种子库的研究,理论上土壤含水量介于23%—28%最宜;在萌发高峰期(自浇水日9—15d)应加强对幼苗的保育.     

浙江天童受损常绿阔叶林实验生态学研究(Ⅳ):土壤种子库在受损常绿阔叶林恢复初期中的作用

模拟了常绿阔叶林的4种不同受损程度(间伐大树,清理下木,清除地上植被以及植被和表土完全破坏),于2003年10月在天童国家森林公园内各设置1个受损样方.通过分析土壤种子库萌发格局、种类组成及其与受损样地第一年恢复物种的相似性,探明土壤种子库在受损常绿阔叶林恢复初期中的作用.结果表明,(1)在16个0.5 m×0.5 m的取样面积上,土壤种子库共萌发出995株幼苗,密度为248.75粒/m~2,分属21科27属28种,其中乔木7种,灌木8种,藤本4种,草本9种.(2)土壤种子库对4种干扰方式的样地物种恢复贡献率为:Ⅰ号(0.467)Ⅳ号(0.389)Ⅱ号(0.368)Ⅲ号(0).(3)檫木(Sassafra tzumu)、拟赤杨(Alniphyllum fortunei)、大青(Clerodendrum cyrtophyllum)和山鸡椒(Litsea cubeba)等先锋种可通过土壤种子库大量更新;米槠(Castanopsis carlesii)和石栎(Lithocarpus glaber)等虽具有种子库,但数量少;而南酸枣(Choerospondias axilliaris)和香樟(Cinnamomum camphora)等种子不能通过土壤种子库实现更新.研究表明土壤种子库对天童地区受损常绿阔叶林的恢复作用比较有限.     

白鹤王国 候鸟乐园

鄱湖鸟,知多少,飞时遮尽云和月,落时不见湖边草。走进鹤乡——江西鄱阳湖国家级自然保护区,我们仿佛进入了一个鹤的王国、候鸟的乐园。鄱阳湖国家级自然保护区位于长江中下游的江西省北部。它由大湖池、中湖池、常湖池、沙湖、朱市湖、大汉湖、梅西湖等九个大小不一的湖泊及周围的湖滩组成,总面积为22,400公顷,管理处设在赣江、修河、鄱阳湖的汇合处——永修县吴城镇。每年10月至翌年3月,水落滩出,各种形状的湖泊基罗棋布,草地湿地     

三峡库区澎溪河消落带湿地土壤种子库特征

考察三峡库区澎溪河消落带湿地土壤种子库特征,分析水位变动对消落带种子库分布格局的影响.试验采用萌发法,以直径为15 cm的培养皿作为萌发器,控制温度20℃、光照12 h/d条件下进行萌发试验.试验结果表明:萌发物种为一年生植物,种子库种子密度在111.12～1 889.04粒/m2,萌发物种数量介于在1～8种之间;随着...     

鄱阳湖湿地典型植被群落土壤养分有效性特征

为探究鄱阳湖湿地不同植被类型土壤理化性质特征及其对土壤养分元素的影响,选取苔草(Carex.cinerascens)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)、芦苇-苔草(Phragmites communis-Carex.cinerascens)混合群落3种典型植物群落土壤开展研究。结果表明:1)土壤颗粒组成以粉粒为主,不同植被类型下土壤含水量和pH值差异显著,表现为距湖心较近的苔草群落较高,沿湖岸分布的芦苇-苔草混合群落较低;2)土壤碳氮磷钾等养分元素在不同植被类型土壤间存在显著差异,除速效钾和有效磷外,有机碳、全氮和碱解氮基本表现为苔草群落土壤高,南荻群落土壤次之,芦苇-苔草混合群落土壤最低;3)土壤颗粒组成、含水量和pH值与土壤碳氮钾等养分元素显著相关。研究结果表明:鄱阳湖湿地水文情势变化引起的植被演替将会促进土壤养分元素的累积。     

香格里拉亚高山森林带退化群落土壤种子库特征与土壤理化性质分析

土壤种子库是指在土壤中和土壤表面活着的所有种子,在植被更新、恢复及植物种繁殖、扩散等过程中占据着重要地位.但是,不同退化类型群落土壤种子库特征、地上植物多样性以及对应的土壤理化性质之间存在怎样的关系仍不清楚.作者选择香格里拉亚高山森林带受人为砍伐、过渡放牧等影响退化形成的不同类型的针阔混交林群落(石漠化草地、草地、灌木林地、疏林灌木林地)为研究对象,对其土壤种子库、地上植物多样性以及土壤理化性质进行研究,分析香格里拉亚高山退化森林带不同退化类型的针阔混交林群落土壤种子库特征及其与地上植被、土壤理化性质的相互关系,为当地亚高山退化森林生态系统的植被恢复工作提供数据支持.研究结果表明:①不同群落类型土壤种子库和地上植物多样性均极低,物种以多年生植物为主,地上和地下植物物种数量都表现为灌木林地疏林灌木林地草地石漠化草地;4种群落类型土壤种子库平均密度700.5±215.5粒/m~2,与地上植物相似性均不高,说明土壤种子库中物种萌发生长到地上的植物较少.②4种不同退化类型群落之间土壤p H值、有机质、水解性氮、全磷、全钾、全氮均存在显著性差异,灌木林地群落土壤状况最好,石漠化草地最差.③土壤种子库物种多样性特征指数与地上植被多样性指数呈正相关,与土壤理化性质呈负相关;土壤全氮、p H值、有机质、Patrick丰富度指数对土壤种子库物种多样性的影响较大,有效磷、速效钾和全磷对土壤种子库物种多样性的影响最小.④总体上看4种群落类型土壤状况均较好,植物多样性较差,人为干扰(砍伐、过度放牧等)是导致森林退化的主要因素.     

土壤种子库在植被恢复与重建中的作用与潜力

土壤种子库是指存在于土壤上层凋落物和土壤中全都存活种子的总和．土壤种子库时期是植物种群生活史的一个重要阶段,也可称为潜种群阶段．概述了土壤种子库的基本特征、土壤种子库与地上植被的关系,着重对土壤种子库在植被恢复与重建中的作用进行了深入的分析,特别是探讨了影响土壤种子库在植被恢复与重建中作用的各方面因素,包括土壤种子库的自身特性、生境条件和不同干扰因子,以期为区域植被自然恢复与局部植被重建提供科学依据．     

露天矿排土场不同恢复措施土壤种子库生态特征

采用种了萌发法研究了海州露天矿排土场五种恢复措施的十壤种子库,共发现16种植物,分属5科,16属,以草本植物为主.排土地上植被与土壤种子库物种组成的相似性较低.随着恢复类型、恢复时问的不同,土壤种子库的种类、密度各不相同.选择正确的恢复措施,有利于土壤种子库自我更新能力的增加和排土场生态系统稳定,对排土场的土地恢复和生态重建具有重要意义.     

金沙江干热河谷水电站建设不同类型渣场土壤种子库研究——以金安桥水电站为例

 金沙江干热河谷水电站建设弃渣场废弃地是植被恢复最困难区域,采用种子萌发实验的方法对金安桥水电站不同类型渣场的土壤种子库进行了研究.结果表明:渣场平台土壤种子库储量92~633粒·m^-2,渣场边坡土壤种子库储量25~325粒·m^-2.土壤种子库萌发实验共统计到12科20属20种植物种子,以十字花科(54.55%)和菊科(26.70%)为优势科,草本(90.91%)种子储量占绝对优势,灌木和乔木则很低,以荠菜(54.55%)为优势种.明挖为主弃渣边坡较洞挖为主弃渣边坡的土壤种子库储量大,随时间推移储量在下降,应尽早采取有效措施进行渣场恢复.     

浑善达克榆树疏林自然保护区缓冲区宽度研究

 世界上建设有很多森林自然保护区以保护各种类型的森林,自然保护区的核心区外围常常要求建设缓冲区,但是如何设计缓冲区宽度的研究很少。土壤种子库是衡量退化森林生态系统生态恢复潜力的重要指标,利用种子库进行缓冲区的设计。采用植物群落学调查及种子库分析的方法,在核心区内外选择一系列样方,调查样方种子库及其地面的植物种类组成,计算样方与核心区种子库、植物群落的相似性指数,根据核心区外不同距离的样方的相似性指数,确定了缓冲区的宽度。研究结果发现,缓冲区最低宽度在低地为300 m,在流动沙地为600 m,在固定沙地和半固定沙地为1 000~1 200 m。对于沙漠化地区的自然保护区缓冲区的设计有一定的借鉴价值。     

土壤种子库在荒废地植被恢复工程中的应用

以日本大阪府箕面市大阪国际文化公园都市建设地的栓皮栎（Quercus variabilis）林下5cm厚表土为材料,以大阪府枚方市山田池公园的一隅荒地为试验地,做小规模的森林表土铺撒试验。从土壤种子库的生态学意义出发,探讨森林表土作为植被恢复绿化手段的可能性。对土壤种子库的植物种类组成、不同处理区出芽个体数状况、幼苗早期的生长情况、植被的形成、出芽植物种类与土壤采集地植被的关系以及不同的处理对出芽植物的影响等方面做了分析研究。     

Effects of water treatments on the activation of soil seed banks - A case study on the lower reaches of the Tarim River

Evaluation of seedling emergence is a common method used to investigate the vegetation restoration potential of soil seed banks. Previous studies have primarily been conducted in the laboratory using a single water treatment. However, when this method is used, it is difficult to optimize the water conditions for the needs of the individual species of seeds. Additionally, the germination conditions for seedlings in the laboratory are different from those in nature. To avoid these issues, we conducted experiments to activate soil seed banks in the field using different water treatments. The results revealed that: (1) generally, the number of species and quantity of seedlings decrease gradually as the water supply decreases, but that for several species most seedlings did not appear when they were provided with the greatest amount of water, and (2) different species present different germination characteristics. According to the rate of seedling emergence, the species were classified into two germination types: fast and slow. In addition, each species also had a unique climax period of emergence, which was delayed with a decrease in water supply. Therefore, the amount of water provided is vital to seedling emergence, and various water treatments should be evaluated when studying the characteristics of different species in soil seed banks. For the lower reaches of the Tarim River, the optimal soil moisture for seedling emergence ranged from 23% to 28%, and seedling conservation should be strengthened during the climax period of emergence (9-15 days from the day when water became available). These results highlight the importance of the use of an optimal water treatment and demonstrate the danger of using a single treatment method. Our results also emphasize the need for a preliminary study prior to conducting studies to evaluate seed banks.     

Effects of water treatments on the activation of soil seed banks – A case study on the lower reaches of the Tarim River

Evaluation of seedling emergence is a common method used to investigate the vegetation restoration potential of soil seed banks. Previous studies have primarily been conducted in the laboratory using a single water treatment. However, when this method is used, it is difficult to optimize the water conditions for the needs of the individual species of seeds. Additionally, the germination conditions for seedlings in the laboratory are different from those in nature. To avoid these issues, we conducted experiments to activate soil seed banks in the field using different water treatments. The results revealed that: (1) generally, the number of species and quantity of seedlings decrease gradually as the water supply decreases, but that for several species most seedlings did not appear when they were provided with the greatest amount of water, and (2) different species present different germination characteristics. According to the rate of seedling emergence, the species were classified into two germination types: fast and slow. In addition, each species also had a unique climax period of emergence, which was delayed with a decrease in water supply. Therefore, the amount of water provided is vital to seedling emergence, and various water treatments should be evaluated when studying the characteristics of different species in soil seed banks. For the lower reaches of the Tarim River, the optimal soil moisture for seedling emergence ranged from 23% to 28%, and seedling conservation should be strengthened during the climax period of emergence (9–15 days from the day when water became available). These results highlight the importance of the use of an optimal water treatment and demonstrate the danger of using a single treatment method. Our results also emphasize the need for a preliminary study prior to conducting studies to evaluate seed banks.     

复羽叶栾树植冠种子库种子活力变化机制

【目的】探明植冠种子库中种子活力变化的生理生态机制，准确认识植冠种子库的生态意义。【方法】以复羽叶栾树(Koelreuteria bipinnata)植冠种子库为研究对象，在果实进入成熟期后每隔一定时间从植冠种子库中采集种子，分别进行萌发测试，种子干质量、含水量、浸出液电导率、丙二醛(MDA)含量测定，以及超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)等4种主要抗氧化酶活性的测定，并对种子萌发率和各生理指标进行相关性分析。【结果】在研究期内，复羽叶栾树植冠种子库中的种子先后经历了生理成熟、成熟脱水、休眠诱导和休眠解除4个生理时期；各生理时期的种子总体上在模拟的秋季变温条件下萌发最好，其次为春季变温，再次为夏季变温；完成成熟脱水的种子在植冠种子库中宿存期间始终保持着高活力水平；4种抗氧化酶的活性与模拟的春、夏、秋季节变温条件下的萌发率间具有显著或极显著的正相关性，且均随着种子休眠的诱导而下降，随着种子休眠的解除而升高，表明抗氧化酶在植冠种子库中种子活力的获得和保持中起着重要的积极作用，并证实了种子休眠与萌发的“胚胁迫学说”。【...     

种子生态学研究动态

 对种子生态学领域进行了简要总结,重点阐述了种子生态学4个研究方向的研究热点,即种子雨及种子散布生态学、种子重量生态学、土壤种子库的生态学、种子地理学等.该文首先阐述了种子雨及种子散布生态学的研究内容、研究方法、主要科学问题和研究结论、研究展望,然后分别阐述了其他3个研究方向的研究内容、科学问题和未来研究展望.     

黔中不同耕地类型土壤杂草种子库研究

对黔中地区旱地、玉米地、蔬菜地、苗圃地4种不同耕地类型的土壤杂草种子库的种子组成、数量及种子萌发过程和规律进行研究，结果表明：4种不同耕地类型土壤杂草种子库中种子共有35个种，隶属18科33属，且以草本为主，木本仅1种；旱地共有8科12属13个种，优势种为看麦娘，占该类型种子库种子数量的49．1％；玉米地共有16科23属25种，优势种为辣子草，占该类型种子库种子数量的19．6％；蔬菜地共有12科15属17个种，优势种为金色狗尾草，占该类型种子库种子数量的25．9％；苗圃地共有14科18属20个种，优势种为辣子草，占该类型种子库种子数量的34．0％．4种不同耕地土壤类型的杂草种子库种子萌发规律基本一致，均可分成3个阶段，即3月26日以前为萌发初期、3月底到4月上旬为萌发盛期、4月中旬以后为萌发缓慢增长期。