丹江口水库消落带土壤种子库与地上植被和环境的关系

以丹江口水库消落带为研究区域,利用层次聚类法将海拔140～145 m区域内37个样地的土壤种子库分为6个组,比较不同组间的种子库物种组成、密度及多样性指数之间的差异;利用相似性指数分析土壤种子库与地上植被的差异;运用主成分分析和多元回归分析土壤种子库密度与地上植被、环境因素的关系.结果表明: 在丹江口水库消落带同海拔区域内,土壤种子库在物种组成上呈明显的异质性,不同组间的种子库密度、多样性指数均存在显著差异;土壤种子库与地上植被的差异较大,而且土壤种子库中的物种数明显少于地上植被中的物种数;土壤种子库密度与地上植被盖度、地上物种数和土壤质地呈显著正相关,而与田间持水量和土壤孔隙度呈显著负相关.     

水源圈对荒漠草原土壤种子库的影响

草场上,由于饮水的需求导致牲畜经常在水源点和草场间往返,从而出现"水源圈"现象。本研究以新疆准噶尔盆地东南缘荒漠草原人工水源点为中心,在距其50、100、200、400、800和1200 m处设置了6个采样点,通过室内培养获得了土壤种子库数据。结果表明:土壤种子库共有17种植物,分属于8科,藜科和菊科居多,其中1年生草本植物10种,多年生草本植物7种。水源圈内土壤种子库密度在211.5~362.5粒·m-2,其中距水源点50 m处土壤种子库密度最低,距水源点1200 m处最高。距离水源圈越近,土壤种子库的物种数量极显著增加(P0.01),1年生草本植物种数所占比例减小,多年生草本植物种数所占比例增大。在相邻采样点间,土壤种子库物种组成相似性指数较高,为0.70~0.84,表现出较小的空间异质性。距离水源点越近,多样性指数、丰富度指数和均匀度指数越大,水源圈效应增加了土壤种子库物种数量,导致主要建群植物种子减少,短命、类短命草本植物种子增加。     

森林草原过渡带持久土壤种子库沿降水梯度的格局

为了解全球气候变化背景下森林草原过渡带持久土壤种子库对未来降水减少的响应,本研究以呼伦贝尔森林草原过渡带为研究区域,沿降水梯度采集0～10 cm土层的持久土壤种子库样本,研究种子库密度、物种组成、多样性及其与地上植被的关系,并利用结构方程模型研究年降水量对持久土壤种子库的直接影响及其通过地上植被和土壤有效氮、有效磷、土壤pH值产生的间接影响。结果表明: 随着降水量的降低,种子库密度和物种丰富度有增加趋势,森林草原过渡带草地土壤种子库物种多样性高于森林。土壤种子库与地上植被相似性整体较低。结构方程模型结果显示,年降水量对种子库的密度和物种丰富度的总效应为负效应,标准路径系数为-0.051和-0.122。年降水量对种子库的密度和物种丰富度的直接效应为正效应,降水量通过土壤全氮对种子库密度和物种丰富度产生显著的间接正效应,通过土壤pH和土壤有效磷对种子库物种丰富度产生显著的间接负效应,通过土壤pH对种子库密度产生显著的间接负效应。气候变化下降水减少会改变植物应对风险的策略,森林草原过渡带的持久土壤种子库对应对未来可能发生的降水减少具有一定的缓冲作用。     

广东南岭自然保护区堇菜属植物垂直分布格局的研究

在南岭自然保护区核心区选择海拔高度为500—600m、600—800m、800—1000m、1000—1200m、1200—1400m、1400—1600m、1600—1800m、1800—1902m共8个连续的海拔梯度,分别对植物群落中的堇菜属植物进行普查。结果表明,随着海拔升高,各海拔段有堇菜属植物5、8、9、10、9、7、3、1种,以中海拔段的物种多样性较高。两海拔段间距离越近,物种相似性系数越大;距离越远,相似性系数越小。在中海拔段,堇菜属植物种类的多度最大,两端较小。南岭自然保护区堇菜属植物的垂直分布格局呈“中间膨胀型”或“单峰型”,与普遍的木本植物一致,这种格局可能是与沿海拔水热梯度的变化相关。     

天山中部天山云杉林土壤种子库年际变化

通过定点采样,采用萌发法对天山中部天山云杉(Picea schrenkiana Fisch.et Mey.)近熟林(101-120a)和成熟林(121-160a) 2004-2011年(8a)土壤种子库物种组成、种子密度的年际变化和不同间隔年限土壤种子库物种组成的相似性进行了分析.结果表明:(1)土壤种子库中共萌发鉴定出种子植物87种,隶属29科70属,其中乔木种子植物2种,灌木种子植物2种,草本种子植物83种,土壤种子库中草本植物种子密度远远大于木本植物种子密度;8个采样年份土壤种子库恒有种仅有6种;(2)土壤种子库种子密度及其中天山云杉种子密度存在巨大的年际变动,且不具有同步性;土壤种子库种子密度最大(2009年)值为(953.75±66.12)粒/m2,最小(2008年)值为(186.50±20.37)粒/m2,其中天山云杉种子密度最高(2006年)达到(584.50±53.58)粒/m2,最低(2005年)仅有(0.25±0.26)粒/m2;(3)天山云杉林土壤种子库年际间物种组成的相似性不高,Czekanowski相似系数均值仅为0.344,并随间隔年限的增加呈现减小—增大—减小的变化趋势.天山云杉林土壤种子库物种组成和种子密度稳定性差,年际间相差悬殊,物种组成的相似性不高,种子库中天山云杉种子密度主要受其种子库采样前一年天山云杉结实丰歉的影响,属间断型.土壤种子库年际变化特征可为天山森林的更新恢复和可持续经营提供科学依据.     

岷江干旱河谷灌丛土壤种子库及其自然更新潜力评估

为了解岷江干旱河谷区灌丛植被土壤种子库的特征及预测灌丛植被自然更新的潜力,利用土壤种子库"萌发法"(每个地段15个2m×2m样方内分土表层、0-5cm土层和5-10cm土层采集土样)及野外植被调查方法(每个地段15个1m×1m的调查样方),研究了岷江干旱河谷3个地段(河谷下游边缘汶川地段、核心茂县地段以及上游边缘松潘地段)阳坡灌丛植被土壤种子库及其与地上植物群落的关系。发现:土壤种子库发芽试验共观察到4274株幼苗,分属于113个物种。土壤种子库密度在102—103ind./m2,物种数在12—23种/0.06m2,边缘地段的土壤种子库平均种子密度(ind./m2)和平均物种数(种/0.06m2)均比中心地段(茂县)高。3个地段土壤种子库和地上植被的组成物种均多为多年生植物,地上灌丛与其土壤种子库的密度及物种数均呈不显著相关性;物种组成的Sorensen相似性指数较低,不足30%,但土壤种子库均比地上植被具有更高的物种丰富度。综合分析表明,岷江干旱河谷灌丛具有依靠土壤种子库实现自然更新的潜力,但由于物种组成相似性较低,现存灌丛植被一旦遭到破坏后,单依靠土壤种子库自然恢复到现存植被是困难的,需要在自然恢复潜力评估基础上积极充分采取人工促进自然恢复的策略,同时也应充分考虑干旱河谷植被及其自然更新潜力的空间异质性。探明岷江干旱河谷区灌丛植被的土壤种子库特征,是认识灌丛植被自然更新潜力的基础,是合理制订该区植被恢复与管理措施的重要依据。     

海南尖峰岭不同热带雨林类型与物种多样性变化关联的环境因子

环境因子是影响物种分布并导致物种多样性形成的重要因素,采伐后恢复的热带森林次生林和原始林的环境因子是否一致是一个很重要的问题.对于该问题的回答对长期监测热带森林次生林的变化具有重要意义.该文基于在海南尖峰岭地区设置的164个625 m2植被公里网格样地数据,记录了每个样地的采伐历史并测定了其他的17个环境变量指标,分析了17个环境因子之间的相关关系;将164个样地划分成3种不同采伐历史的森林,通过典范对应分析(CCA)探讨3种森林类型中影响物种分布的环境因子组成;比较两种多元回归模型的优劣,来揭示3种森林类型中影响物种丰富度形成的环境因子组成的差异.结果表明:驱动海南尖峰岭地区物种分布并导致物种多样性差异的环境因子在森林采伐前后并不是一成不变的,而是与森林采伐历史有关联的.除了人为森林采伐干扰外,海拔梯度是形成海南尖峰岭热带天然林物种多样性的最重要因素.CCA分析显示:原始林中,物种分布与海拔、土壤交换性钙和交换性镁含量3个环境因子有较密切的关系,也与4个土壤物理性质环境因子(土壤密度、土壤最大持水能力、毛细管持水量和毛管孔隙度)关系密切;森林采伐后的恢复森林中,土壤全磷和速效磷含量对物种分布的影响增强,但皆伐后土壤交换性钙和交换性镁含量对物种分布的影响减弱.多元回归分析显示:原始林的物种丰富度与海拔和土壤交换性钙含量显著相关,径级择伐后恢复热带天然林的物种丰富度和海拔、土壤全磷含量和速效钾含量显著相关,皆伐后恢复热带天然林的物种丰富度仅和海拔显著相关.研究结果还显示,如果数据中存在空间自相关,建立多元回归模型时应该考虑数据中的空间自相关属性,虽然它并不总是存在的.     

洞庭湖青山垸退耕地不同水位土壤种子库特征

研究退耕地土壤种子库的组成特点和分布规律是评价受损湿地生态恢复效应的重要组成部分.本文以洞庭湖典型退田还湖区——青山垸为对象,研究了不同水位及湿地土壤(0～2、2～5和5～10 cm)种子库的大小、物种组成多样性及其与地上植被的关系.结果表明: 青山垸土壤种子库密度、丰富度指数以及地上植被与土壤种子库的相似性系数沿低-中-高水位梯度呈“V”型变化.常淹区种子库密度最高,为(36943±5207)粒·m^-2,偶淹区最低,为(18618±6977)粒·m^-2,洪淹区居中,为(30572±5329)粒·m^-2;地上植被与土壤种子库的相似性系数(Sorensen系数)为常淹区(0.76)>洪淹区(0.53)>偶淹区(0.41).种子库密度、物种多样性指数和物种丰富度指数沿土壤剖面呈递减趋势,但不同水位的递减幅度存在差异.种子库密度、物种丰富度以及地上植被与湿地种子库的相似性系数沿水位梯度呈规律性变化,与其所处的地理位置水文波动和植被的物种生活型组成等密切相关.     

铜壁关自然保护区种子植物物种丰富度的海拔梯度格局——兼论物种密度的计算方法

利用对铜壁关自然保护区多次考察形成的种子植物数据库,结合通过GIS生成的区域数字高程模型(DEM)数据,分析了该区域种子植物物种丰富度及物种密度沿海拔梯度的变化特征。结果表明, 科、属、种的丰富度随海拔的升高,先增加后降低,在中海拔区域达到最大值,科、种的丰富度最大值出现在海拔1400~1800 m的范围内,属的丰富度最大值出现在1000~1400 m的海拔范围。科、属、种的密度随海拔升高先下降后上升,再下降后再上升;且最大值都出现在保护区最高海拔3000~3400 m的范围内。物种丰富度和物种密度分布格局明显受到海拔梯度的影响,海拔梯度综合了水热条件等诸多因素。铜壁关种子植物科、属、种水平上的物种丰富度的海拔分布格局符合中域效应假说;同时还对目前常用的计算物种密度的"对数模型"方法的普遍适用性提出质疑。     

贺兰山低山区土壤种子库空间分布特征北大核心CSCD

土壤种子库作为地上植被更新的潜在种源,在植被自然恢复和演替过程以及生态系统建设中起着重要作用。该研究对贺兰山低山区不同海拔高度植物群落土壤理化性质变化与其土壤种子库特征之间的关系进行分析,以揭示贺兰山低山区植物群落的土壤种子库空间分布特征和自然恢复潜力。研究结果表明:(1)海拔1200 m处种子主要来源于一年生草本,海拔1600 m土壤种子库主要来源于多年生草本,海拔2000 m土壤种子库主要来源于灌木和小灌木;随着海拔升高,隶属于禾本科的物种数呈下降趋势,菊科和藜科呈增加趋势,蒺藜科、大戟科、豆科和玄参科消失。(2)5个海拔高度土壤种子库物种数均显著低于地上植被;在物种生活型组成上,土壤种子库中物种数占比最大为一年生草本,地上植被为多年生草本。(3)土壤理化性质对种子库物种多样性影响中,土壤pH、电导率最为显著。贺兰山低山区5个海拔高度土壤种子库种子密度和物种多样性均较低,无法满足植被自然恢复需求,可通过飞播等生态恢复措施来弥补表层土壤种子的不足,从而满足地上植被恢复所需种源量。