Fruit types and seed dispersal modes of plants in different communities in Shilin Geopark,Yunnan, China

喀斯特植物群落果实类型和种子散布特征的研究, 对于理解喀斯特植物群落更新与拓展特征, 进而揭示喀斯特石漠化地区恢复植被的自然扩展机制及制定植被恢复规划具有重要意义。该研究以石林地质公园不同群落类型为对象, 研究不同群落的果实类型谱与种子散布谱, 以揭示果实类型与种子散布方式对恢复植被的影响。采用石林地质公园不同群落各1 hm ²样地记名计数法调查的维管束物种名录, 依据Flora of China对物种果实的描述确定其果实类型; 根据文献、数据库以及果实、种子形态性状确定种子散布方式。结果表明: (1)石林地质公园282种维管束植物共16种果实类型(含孢子), 其中瘦果、蒴果、浆果和核果的物种比例均大于10%。木本植物、草本植物、藤本植物的优势果实类型分别为核果、瘦果和浆果。石林地质公园各群落的木本植物、草本植物和藤本植物的果实类型谱差异不显著。在原生林、次生林、灌丛、灌草丛和人工辅助云南松林不同群落中, 浆果和核果的物种比例减少, 瘦果、颖果和蒴果的物种比例增加。(2)石林地质公园植物种子以动物传播为主, 其次为风传播。在原生林、次生林、灌丛、灌草丛和人工辅助云南松林不同群落中, 风传播的物种比例增加了73%-87%, 动物传播(包括鸟类传播)减少了31%-36%。(3)物种的种子散布方式直接影响到植被恢复物种和恢复策略的选择。基于恢复目标, 选择自然传播能力强的乡土物种或地带性植被关键种, 辅以传播廊道, 有助于喀斯特的植被恢复。     

西南喀斯特峰丛洼地木本植物群落结构与多样性变化

为了阐明喀斯特峰丛洼地植物群落结构和物种多样性特征及其变化规律,选择西南喀斯特具有代表性的灌木林、次生林和原生林3种植被类型,基于2007年、2012年、2017年3次植被的系统调查,研究了木本植物群落物种组成、群落结构和物种多样性的动态变化。研究结果表明,灌木林2007—2012年减少1个种,2012—2017年减少7属5种;次生林2007—2012年减少1科1属,2012—2017年增加4科7属6种;原生林2007—2012年减少1科4属6种;2012—2017年增加1科3属3种。增加和减少的物种为偶见种或稀有种,引起群落中物种数量的波动。灌木林中黄荆(Vitex negundo)、八角枫(Alangium chinense)重要值均大于10,黄荆占绝对优势;次生林中菜豆树(Radermachera sinica)、灰毛浆果楝(Cipadessa cinerascens)、香椿(Toona sinensis)等物种重要值大于10,占主要优势;原生林的优势种不突出,为多优势种群落。3种植被类型群落的胸径各年份差异显著,平均树高在5年间的差异不显著,10年间达到了显著差异;群落总径级结构呈倒"J"形,群落更新状态良好。随时间推移,3种植被类型主要优势种重要值趋于降低;群落内部存在物种竞争,十年间群落结构及多样性变化较大。     

西藏及其东南地区被子植物与其不同生活型的果实类型分析

统计了分布在西藏自治区的被子植物及各生活型果实的类型及比例,并与藏东南地区做了比较。结果如下,西藏自治区果实以蒴果为主(占37.74%),其次为瘦果、坚果、浆果等;干果的比例远远大于肉果;不同生活型的果实类型谱差异较大,乔木中核果的比例最高,藤本中浆果比例最高,灌木中瘦果比例最高,草本中蒴果占优势;4个生活型中,肉果的比例乔木为最高,其次为藤本、灌木、草本。藏东南地区植物的果实类型也以蒴果为主,其次为瘦果、浆果、核果等;藏东南乔木中核果比例最高,藤本中浆果比例最高,灌木和草本植物以蒴果占优势;乔木肉果的比例最高,其次为藤本、灌木、草本。藏东南肉果比例大于全藏区,而干果比例则相反。果实类型的这些性状特征与各自的环境相适应,是植物长期适应自然环境的进化结果,该研究对于理解植物果实对生态环境的长期适应进化具有一定的意义。     

香港离岛植物传播与植被演替

根据对香港121个离岛的生物多样性调查,对岛屿上1035种野生植物的果实类型和种子传播方式进行了统计和分析。离岛上的植物果实可划分为14种类型,主要有蒴果、核果、浆果和瘦果4类,分别占总数的22.57%、13.29%、11.7%和11.07%。岛上植物种子传播类型主要有4种,即动物传播、风力传播、人类传播和水流传播,其中动物传播779种(鸟类传播722种),风力传播399种,水流传播60种,人力传播的归化植物29种,有188种植物有2种及2种以上的自然传播方式。此外,鸟类和其它动物的传播作用对岛上植被的次生形成具有重要的作用。     

滇石林喀斯特植物群落不同演替阶段的溶痕生境中木本植物的更新特征

喀斯特生境与生物多样性的关系及其对人为干扰的响应是喀斯特地区生态恢复的重要内容。该文以云南石林为例对此进行研究。根据喀斯特溶痕与土壤、植物生长发育关系把石林的溶痕生境划分为溶蚀廊道、溶槽、裂隙溶沟、溶坑和溶蚀石堆等5种。依据石林的现有植被与演替特征, 选择了原生林、次生林、灌丛、灌草丛和石漠化草丛5种群落进行调查。在每一个样地中设置10个10 m × 10 m的样方, 采用记名计数样方法分片调查溶痕生境中的木本植物, 并区分更新层的萌生苗与实生苗; 采用Shannon-Wiener指数、Pielou指数、Simpson指数、Margalef指数进行生物多样性计算。调查结果显示: (1)溶痕生境的长度、宽度变化较大。溶痕生境结构比例随群落演替而变化, 其原因可能在于所处演替阶段和干扰程度的差异; (2) 在各种溶痕生境中, 随着群落的退化, 实生更新物种数与实生株数大致表现为递减, 在严重退化阶段部分溶痕生境中没有实生苗的分布, 而萌生更新的物种数则以灌丛为峰值向两极减少, 个体数变化较大。计算结果显示: 在各类溶痕生境(溶蚀石堆除外)中, 实生苗的多样性、丰富度、均匀度大致呈现随群落的退化而降低, 优势度增加; 萌生苗多样性、均匀度、丰富度除溶蚀廊道递减的趋势明显外, 其他类型变化较大。不同演替阶段植物更新策略不同。在喀斯特森林生态系统中, 随着群落的退化, 植物更新逐步趋向于营养繁殖, 其部分原因在于特殊的溶痕生境(除溶蚀廊道)能保存一些植物残体, 而这些残体在反复的干扰下不断萌出茎干(采用营养繁殖)以实现物种的持续生态位, 萌生茎干的成熟为生物多样性维持与生态恢复提供繁殖体来源。     

喀斯特峰丛洼地不同类型森林群落的组成与生物多样性特征

不同退化程度石漠化生态重建的关键是恢复植被, 提高土地生产力。本文基于动态监测样地(200 m × 40 m)植被的全面调查, 研究了喀斯特峰丛洼地人工林、次生林和原生林3类典型森林群落木本植物的组成与生物多样性特征。结果表明, 3类森林的物种组成分别为26科52属65种、33科68属100种和43科91属123种, 常绿物种分别占41.54%、47.00%和52.85%; 科、属、种和生活型组成复杂, 优势科或种明显, TWINSPAN分类第3级水平上可分别划分为8、9和8个群落类型。原生林多样性和结构性指标均高于人工林和次生林, 人工林的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、均匀度、冠幅、胸径和树高均高于次生林, 而种类、密度和盖度则低于次生林。不同类型森林群落特征不同, 应采取相应的经营策略。     

桂北喀斯特峰丛洼地植物群落特征及其与土壤的耦合关系

基于喀斯特峰丛洼地草丛、灌丛、次生林、原生林4个生态系统24个样地(20 m × 20 m)的系统取样调查, 研究了喀斯特峰丛洼地不同生态系统群落的结构组成与生物多样性特征, 选取代表植物群落和土壤性质的35个指标, 对不同生态系统及整个喀斯特脆弱生态系统植物群落与土壤主要养分、土壤矿质养分和土壤微生物间的相互关系进行了主成分分析与典范相关分析。结果表明: 沿草丛、灌丛、次生林、原生林的顺向演替发展, 重要值(importance value, IV)>10.00的科、属、种及物种多样性最大值出现在次生林, 群落结构最佳值出现在顶级群落原生林; 喀斯特峰丛洼地景观异质性高, 各生态系统影响因子不同, 土壤微生物在喀斯特脆弱生态系统处于主导地位, 其次为灌丛; 不同集团因子的典范相关分析表明, 植物多样性指标与土壤氮素、Al₂O₃、Fe₂O₃、土壤微生物生物量碳(C_mic)、真菌和细菌关系密切。因此, 在喀斯特脆弱生态系统恢复与重建过程中, 应针对不同生态系统制定相应的培育管理措施。     

北京地区野生植物果实类型谱及沿海拔分布格局

陆地生态系统的果实类型谱是植物对环境长期适应演化的结果。本文分析了北京地区的所有被子植物1371种以及4种生活型(乔木、灌木、草本、藤本)的果实类型谱,并调查了北京西部东灵山的植物果实类型谱的海拔梯度变化格局。结果表明:北京果实类型中蒴果的比例最高,其次为瘦果、坚果、颖果、浆果、荚果等;北京果实类型中肉果比例占13.57%,干果比例占86.43%;干果中裂果比例占35.6%,闭果比例占50.83%。4种生活型中果实类型的构成式样相差较大,乔木中坚果比例最高,其肉果比例为32.7%,干果比例为67.3%;灌木中浆果比例最高,其肉果比例为49.2%,干果比例为50.8%;草本中瘦果比例最高,其肉果比例为6.4%,干果比例为93.6%;藤本中浆果占绝对优势,其肉果比例为52.2%,干果比例为47.8%,这些特征与北京地区所在的温带气候和地理位置(较高纬度和较低海拔)相适应。在东灵山地区,随着海拔的升高,肉果的比例逐渐降低,从海拔为1083m的18.52%至海拔2100m处消失,而干果的比例则逐渐升高,从80.95%以致达到100%。随着海拔的升高,肉果、核果、浆果的比例显著下降,而干果的比例明显上升,原因为随着海拔的升高,水热条件变得较为严酷,不利于核果、浆果等植物的生存,更适合瘦果、蒴果等植物的生长。本研究对理解北京山地果实类型分布格局与当地气候的关系以及陆地生态系统对自然环境的长期适应演化具有一定的意义。     

喀斯特峰丛洼地植被恢复过程中土壤微生物特性

以喀斯特峰丛洼地草丛、灌丛、次生林和原生林生态系统为对象,研究了植被恢复过程中土壤微生物生物量、土壤微生物碳熵、土壤呼吸及其呼吸熵等微生物特性。结果表明:土壤微生物生物量与土壤微生物碳熵随着植被恢复呈增加趋势(P0.05),土壤呼吸熵变化规律与之相反,土壤呼吸变化不显著,说明随着植被的恢复土壤质量不断提高,顺序为乔木(原生林、次生林)灌丛草丛;同一生态系统中土壤微生物生物量氮、土壤呼吸及其呼吸熵均表现为冬季夏季(P0.05),土壤微生物碳熵为冬季夏季(草丛例外)(P0.05),而土壤微生物生物量碳却未呈现显著性季节变化;土壤微生物生物量氮与微生物碳熵不仅对地上植被及季节变化响应敏感,且与土壤有机质及其他微生物指标相关性较好(P0.05),可以灵敏表征喀斯特峰丛洼地不同植被恢复土壤质量变化。     

植被类型与坡位对喀斯特土壤氮转化速率的影响

土壤氮素转化对于植物氮素营养具有重要作用,尤其是对于受氮素限制的喀斯特退化生态系统。选取植被恢复过程中4种典型喀斯特植被类型(草丛、灌丛、次生林、原生林)和3个坡位(上、中、下坡位)表层土壤(0—15cm)为对象,利用室内培养的方法,研究不同植被类型和坡位下土壤氮素养分与氮转化速率(氮净矿化率、净硝化率和净氨化率)的特征及其影响因素。结果表明,植被类型对土壤硝态氮含量、无机氮含量、氮净矿化率、净硝化率和净氨化率均有显著影响(P0.01),即随着植被的正向演替(草丛—灌丛—次生林—原生林),土壤硝态氮含量、无机氮含量、土壤氮净矿化速率和净硝化速率整体上呈增加趋势,而坡位以及坡位与植被类型的交互作用对上述土壤氮素指标无显著影响(P0.05)。冗余分析结果表明凋落物氮含量、凋落物C∶N比和硝态氮含量对土壤氮转化速率有显著影响,其中凋落物氮含量是影响土壤氮转化速率的主要因子(F=35.634,P=0.002)。可见,尽管坡位影响喀斯特水土再分配过程,但植被类型决定的凋落物质量(如凋落物氮含量等)对喀斯特土壤氮素转化速率的作用更为重要。因此,在喀斯特退化生态系统植被恢复初期,应注重植被群落的优化配置(如引入豆科植物)和土壤质量的改善(如降低土壤C∶N),促进土壤氮素转化及氮素的有效供给。     

Seed Dispersal Modes of the Sandstone Plateau Vegetation of the Middle Caquetá River Region,Colombian Amazonia1

We characterized the dispersal spectra and phenology of 298 vascular plant species of the sandstone plateaus of Colombian Amazonia. Dispersal modes were determined by the morphology of dispersion units, personal observations on fruit consumption, and an extensive literature review. We obtained the number of species per dispersal mode for the sandstone plateaus and for two recognized vegetation types: open‐herbaceous vegetation and low forest‐shrub vegetation. Dispersal modes were assigned to 295 plant species. Animals dispersed the highest percentage of species (46.6%), while the percentage of autochorous and anemochorous species was 29.4 and 23 percent, respectively. The dispersal spectrum of the low forest‐shrub vegetation type, based on the coverage of every species, showed that percentages of anemochorous (40.2%) and zoochorous species (37.8%) were similar. Autochory was the most important seed dispersal mode of the open‐herbaceous vegetation (60%). Birds were the principal group of potential dispersers (58.9%) of zoochorous species and reptiles the least important. We found two marked fruiting peaks, one from the end of the dry season to the beginning of the wet season and the second one from the beginning to the middle of the dry season. Our results showed that besides the differences in the vegetation structure and floristic composition between the sandstone plateaus and the adjacent tall forest, there also exist differences in the dispersal spectra and the fruiting rhythms.     

香港石鼓洲植物传播与植被次生演替初探

在香港石鼓洲生物多样性调查的基础上,对该岛的324种植物的果实类型和种子的传播方式进行了统计和分析。该岛植物的果实类型可划分为13类,主要是核果、浆果、蒴果和荚果四类,分别占总数的19.75%、18.83%、16.98%和11.11%。岛上植物种子传播的类型主要有4种,即动物传播(含鸟类传播和其它动物传播)、风传播、人力传播和水流传播,分别有植物233种、74种、39种及22种,动物传播中鸟类传播的有139种,其它动物传播的有156种。有86种植物有2种以上的自然传播方式(不包括人力传播)。此外,还对石鼓洲植物种子传播方式与植被次生形成之间的关系进行了初步探讨,认为石鼓洲火烧之后岛上残存植物物种是目前植被的基础,鸟类和其它动物的传播作用对岛上的植被的次生形成具有重要的作用。     

Soil seed bank in different vegetation types in the Loess Plateau region and its role in vegetation restoration

In the Loess Plateau region, soil erosion is a serious problem. Vegetation restoration is an effective approach to control soil erosion and improve ecosystems. The soil seed bank generally plays an important role in vegetation restoration after disturbance. Thus, we reviewed soil seed bank studies to reveal the soil seed bank characteristics and its role in vegetation restoration in three vegetation types (forest, forest‐steppe, and steppe). We selected 38 seed bank studies and analyzed several seed bank characteristics, such as seed density, species composition, and the relationship between seed size and seed bank. We also assessed the role of the soil seed bank in vegetation restoration. The soil seed bank density ranged from 2,331 ± 1,993 to 6,985 ± 4,047 seeds/m² among the different vegetation types. In the soil seed bank, perennial herbs and grasses accounted for 51.5% of the total species. Native species that were dominant or common in the standing vegetation usually had relatively high seed bank densities. Moreover, species with smaller seeds generally had higher soil seed bank densities. The present study indicates that the soil seed bank plays a significant role in spontaneous vegetation restoration, especially during the early successional stages in abandoned slope farmlands and grazing‐excluded grasslands. However, species with large seeds or transient soil seed banks should be reintroduced through seeding to accelerate target species restoration. More studies on soil seed banks need to be conducted to comprehensively reveal their characteristics.     

黄土区露天煤矿排土场不同微地貌土壤种子库特征

黄土区露天煤矿排土场边坡水力冲刷强烈，不同植被恢复模式与水力作用耦合形成的不同微地貌可通过对种子的不同拦截作用而影响植被的恢复及发展。为了探讨排土场不同微地貌对种子的拦截效益及不同植被恢复模式的恢复潜力，选取不同恢复模式下形成的细沟、丛岛和草带三种微地貌为研究对象，以邻近裸坡为对照，研究不同微地貌土壤种子库特征及其拦截力。结果表明：（1）在不同微地貌中土壤种子库均以一年生藜科和禾本科植物为主；丛岛微生境的土壤种子库中有较丰富的物种和较高的多样性指数。（2）各微地貌的土壤种子库均具有表层聚集现象；草带微地貌中的土壤种子库总储量最大，且草带的0-2 cm土层处的土壤种子库密度显著高于各微地貌的各个土层（P<0.05）。（3）细沟和丛岛在上坡位对种子的拦截效果更好，草带在下坡位对种子的拦截效果更好。综上所述，沙蒿恢复模式形成的丛岛有利于增加土壤种子库的物种多样性，草带有利于增加土壤种子库的储量，故在黄土区排土场进行植被恢复时可以利用不同微地貌对土壤种子库分布特征的优势构建适宜的复合植被恢复模式。     

湿地土壤种子库与地上植被相似性关系研究评述

土壤种子库与地上植被的关系是土壤种子库研究的重要组成部分。当前,湿地生态系统面临严重威胁,研究湿地土壤种子库和地上植被关系既可以加强对土壤种子库和植物群落特征的认识,又可以为湿地保护与管理提供理论指导。检索了科学引文索引扩展版(SCIE)数据库中收录的1900—2012年间研究湿地土壤种子库与地上植被关系的文献,通过分析土壤种子库与地上植被的Srensen相似性系数,结果发现:不同湿地类型的土壤种子库和地上植被的相似性存在显著差异,河流湿地中两者的相似性最小;不同植被类型中土壤种子库与地上植被的相似性差异显著:草本群落的相似性大于乔木群落;不同气候带的湿地中两者的相似性也存在显著差异,其中亚热带地区相似性最小。总结了湿地种子库与地上植被相似性关系的时空变化特征。二者的相似性通常随着植物群落的演替而减小,在空间上也随着环境梯度而变化。分析了两者关系的影响因素,如种子传播、环境条件和繁殖策略等。对研究中存在的问题及发展方向提出建议。     

沙丘生态系统种子库研究现状、趋势与挑战

风蚀和沙埋赋予沙丘生态系统独特的自然物理和生物过程。沙丘生态系统种子库研究对于沙区植物多样性保护和生态恢复至关重要。但是人们对沙丘生态系统种子库的时空格局、形成机制和生态功能的认识还很肤浅。近些年, 沙丘生态系统种子库开始受到关注。该文对20年来沙丘生态系统种子库研究进行了回顾总结, 论述了沙丘生态系统种子库研究现状, 剖析了沙丘生态系统种子库现有结论, 阐述了沙丘生态系统种子库研究趋势与面临的挑战。沙丘生态系统种子库研究已获得以下认识: 1)沙丘生态系统类型、部位和深度决定种子库大小与组成; 2)沙丘生态系统种子库季节、年际变化受风沙活动和降水调控; 3)沙丘生态系统种子库受各种干扰的综合影响; 4)生境对沙丘生态系统种子库具有重要影响; 5)沙丘生态系统种子库结构和组成与植物繁殖对策密切关联; 6)种子库对沙丘生态系统植被恢复贡献率因沙丘类型而异。沙丘生态系统种子库研究应强化如下方面: 1)种子库区域分异规律研究; 2)种子库与植物生活史阶段的联系的研究; 3)多种干扰方式综合影响下的种子库研究; 4)种子库对沙丘生态系统植被恢复贡献的研究; 5)沙丘生态系统自然物理过程与种子库耦联关系的研究。     

Road Slope Revegetation in Semiarid Mediterranean Environments. Part I: Seed Dispersal and Spontaneous Colonization

The importance of neighboring vegetation as a seed reservoir for spontaneous colonization of adjacent road slopes was analyzed in a semiarid region of east Spain. Two independent methodological approaches were used to examine the relative contribution of seed from neighboring vegetation and the efficiency of different seed dispersal strategies in plant colonization. We first used a randomization test to compare floristic similarity between road slopes, neighboring flora, and local flora (the regional species pool found in the same climate and soil conditions as the road slopes). Second, we compared seed dispersal mechanisms of road slope vegetation with those of the surrounding area using frequency analysis. Species composition of road slopes was more similar to that of the flora of adjacent surrounding areas than expected by chance. Anemochorous (wind‐dispersed) plants were over‐represented in road slopes 8 years after road slopes were built. We concluded that seed dispersal from neighboring vegetation is an important factor in the vegetative colonization of road slopes. However, this initial species pool was also strongly shaped by the harsh environmental conditions of roadcuts and southern aspect. These results have important implications in road slope restoration because they suggest that naturally vegetated areas should be maintained adjacent to road slopes to enhance seed immigration from species adapted to local site conditions, which will accelerate the successional process. The application of this single reclamation strategy and mixed strategies that combine the use of natural colonization and soil amendment for road slope restoration in Mediterranean environmental conditions is discussed.     

表土在日本植被恢复中的应用

土壤种子库具有区域特有的物种组成和遗传特性,对维持物种多样性和种群密度起到重要作用.表土是具有植被恢复潜在能力的绿化材料.本文在参考大量日本文献的基础上,介绍了利用表土进行植被恢复的特点及分类,从表土混合比例、坡面环境、表土采集深度等3个方面归纳分析了利用表土进行植被恢复的方式,介绍了其在森林、道路、湿地、废弃地等不同类型生境中的应用.最后针对表土在植被恢复应用中存在的问题提出了今后的研究课题:应加强表土在植被恢复中的应用研究,明确绿化技术、恢复目标及表土作为绿化材料的适用性调查方法和标准,开发低成本、高效率的新型表土利用方法.