辽东山区长白落叶松人工林天然更新障碍分析

通过对辽东山区不同间伐强度下长白落叶松林内种子库,种子萌发,幼苗出现、成活与生长的观测,分析了长白落叶松天然更新的主要影响因素.结果表明:40年生落叶松人工林的种子雨中,有30%的种子有活力,可以满足天然更新的需要;土壤种子库的种子主要分布在枯枝落叶层,4月下旬林内种子开始萌发,6月幼苗数量达到最大,幼苗累计出现率与间伐强度(光照)之间无显著相关,只受到地被物的影响;随间伐强度的增加,幼苗平均存活率提高,但林下幼苗生长缓慢,苗高均不超过6 cm;林内当年幼苗9月全部消失,没有超过1年生的幼苗,但皆伐迹地的更新幼苗存活较多、生长良好.初步确定地被物和光照是辽东山区长白落叶松天然更新的主要障碍因子.     

香果树(Emmenopterys henryi)种群种子雨、种子库及 实生苗数量的海拔梯度变化

香果树为我国Ⅱ级野生保护植物,由于原生境中香果树种群的数量迅速减少,目前已濒临灭绝,种群亟待恢复。研究了武夷山不同海拔的香果树种群种子雨、种子库及其幼苗存活现状,目的是阐明不同海拔地区的香果树种群自然更新的动态过程,寻找其更新脆弱的环节及其影响因素,为香果树自然种群的恢复提供理论依据。以分布于不同海拔高度（819、980、1 140及1 301 m）的香果树母树为中心,在其周围（东、南、西、北四个方位）布设种子雨收集框和土壤种子库样方,连续观测种子雨和种子库的动态,并对不同地表覆盖物中种子萌发及幼苗数量进行观测和记录。结果表明,武夷山香果树种群种子雨持续时间近2个月,尤其是11月底至12月中旬为种子雨高峰期;随着海拔的上升,香果树种子总密度以及虫蛀种子密度均显著降低,但千粒重以及饱满种子密度则有所增加;香果树土壤种子库为瞬时种子库,其水平分布以母树南侧和西侧种子密度较大,母树北侧种子密度最小。香果树种子的垂直分布主要集中于枯落物和苔藓层;3月时香果树土壤种子库中存留的饱满种子仅占种子散布后1.80%,而1年实生苗存活率为6.18%,土壤种子库的损耗是其种群自然更新困难的主要原因;不同地表覆盖物对香果树幼苗的存活产生显著影响,枯落物及苔藓层的幼苗死亡率显著高于土壤表面。建议清理林内枯落物及苔藓,增加林内裸露土壤的面积,减小地上草本的盖度,以减少种子霉烂、虫蛀的几率,增加香果树实生苗胚根与土壤接触的几率以及改善光照条件,促进香果树自然更新。     

梵净山栲树群落的种子雨、种子库及更新

梵净山栲树 (Castanopsis fargesii)群落种子雨丰富 ,对群落更新发展有用的成熟有效种子 2 6 8.9粒·m- 2 。优势种及其它主要种类均有种子产生 ,为维持现存群落的稳定提供了重要基础。种子库中活力种子丰富 ,其数量达 375 4.3粒· m- 2 ,分属 30种植物 ,其中木本植物种子 18种 ,草本植物种子 12种。种子库中有现存植物种子 13种 ,群落演替前期各阶段产生的种子 17种。在种子库中 ,现存群落的优势种和其它主要树种均有活力种子存在 ,群落更新潜力好。在种子库中 ,现存植物产生的种子绝大多数分布于枯枝落叶层 ,只有少部分 (3种 )可分布到土壤层 ,演替前期各阶段产生的种子全部分布在土壤层中。随土壤深度增加 ,种子的种类和物种多样性指数均逐渐减小。从枯枝落叶层向下 ,种子库与现存群落的相似性逐渐减小。在天然情况下 ,种子库中优势种及其它主要种类的种子大量萌发出苗 ,现存群落更新良好 ,稳定性强。     

黄土高原子午岭油松林的种子雨和土壤种子库动态

对黄土高原区子午岭不同林龄(18a、29a、40a、54a)油松(Pinus tabulaeformis carr.)人工林及天然林(约75a)的种子雨和土壤种子库进行了研究.结果表明,该区油松种子雨一般从每年9月初开始,一直到11月底结束,种子雨降落历程与林龄大小有关,种子雨发生时间和降落高峰期有所不同.不同林龄的油松种子雨强度不同,种子雨总量大小顺序为:40a人工林((489 9±8.64)粒· m-2)＞29a人工林((346.8±7.45)粒· m-2)＞54a人工林((327.1±8.13)粒· m-2)＞天然林((146.9±5.25)粒· m-2)＞18a人工林((78.1±2.72)粒· m-2).种子雨总量随林龄的增加而增加,约40a时达到高峰,种子雨活力也以40a时最高.不同林龄油松林土壤种子库存在显著差异,其中18a人工林种子库最小,40a人工林种子库最大.从种子雨降落到次年4月,5种林分土壤种子库总量下降了42.34%～53.59%,空粒种子增加了26.72%～48.69%;从4月到8月份种子腐烂率由10.28%～13 62%增加到57.25%～63.28%.动物的搬运、取食和种子腐烂死亡是种子库损耗的主要因素.土壤种子库中的油松种子主要集中在枯枝落叶层,其次为0～2cm层,2～10cm层种子最少.到8月中旬,土壤中98.26%的油松种子都已丧失活性.不同林分下油松幼苗的密度差异较大,40a人工林下幼苗最多,其余依次为29a人工林、54a人工林和天然林,18a人工林下的实生苗极少,幼苗死亡率极高.在一定龄级范围内,人工林结实能力和更新潜力随林龄增加而增加,40a时更新潜力最大.虽然有大量种子下落,但由于种子大量损耗和幼苗死亡,通过环境筛作用而最终可以成熟的个体数量十分有限.     

濒危植物南方红豆杉种子雨和土壤种子库特征

对福建南平大坪村样地和福州旗山样地濒危植物南方红豆杉种子雨动态进行了2a的观测,并在种子雨结束后不久的3月份和种子雨开始降落之前的9月份进行土壤种子库取样。南方红豆杉种子雨持续3个多月,高峰期从11月中旬开始到12月下旬结束,约40d,种子雨绝大部分降落在树冠范围内,种子雨中成熟种子占85%以上,2007年和2008年种子雨强度差异不显著(P0.05)。南方红豆杉土壤种子库主要集中在树冠范围内,在种子雨刚结束的3月份,土壤种子库主要分布在枯枝落叶层,且密度显著大于其它两层(P0.05),9月份第2次取样,枯枝落叶层种子库密度明显减少,当年种子雨仅有3%可补充到土壤种子库中,南方红豆杉种子雨中绝大多数种子受到动物取食、人为因素和环境因素的影响而损失掉无法进入土壤种子库。     

川西米亚罗亚高山云杉林种子雨和土壤种子库研究

 对川西米亚罗亚高山20、30、60年人工云杉(Picea asperata)林及天然林的种子雨和土壤种子库进行了研究。结果表明：该区云杉种子雨一般从每年的10月初开始下落,一直到翌年的1月底结束,但不同林龄的云杉种子雨强度不同,60年人工林种子雨量最大,然后依次为30年人工林、天然林、20年人工林,其大小分别为(1 088.16±52.34)粒•m－2、(973.45±63.12)粒•m－2、(579.99±28.93)粒•m－2、(66.73±5.71)粒•m－2。云杉降雨历程与其林龄大小也有一定的关系,表现在种子雨发生时间和降雨高峰期的不同。30、60年人工云杉林及天然林下土壤种子库存在显著差异,两次取样（2003年3月26日和2003年8月21日）土壤种子库大小分别为(507.2±40.32)粒•m－2和(267.6±25.14)粒•m－2、(1 065.6±88.06)粒•m－2和(872.8±77.12)粒•m－2、(472.8±20.82)粒•m－2和(185.5±22.48)粒•m－2。土壤种子库中云杉种子主要都集中在枯枝落叶层,占66%左右,0～2 cm层占24%左右,2～5 cm层占10%左右。到8月21日,土壤中所有云杉种子都失去活力,腐烂死亡和动物取食是种子库损耗的主要因素。云杉种子库属于Thompson和Grime定义的第Ⅱ类。该区云杉幼苗一般在6月初开始出现,6月中旬左右达到出苗高峰,3种云杉林下幼苗密度差异很大,60年人工林下幼苗最多,其次为30年人工林和天然林。由于生境适合度低,死亡的幼苗数量较多,特别是自然死亡数。综合种子雨、种子库和转换的幼苗数量几个方面来看,在一定龄级范围内,人工林结实能力和更新潜力随林龄增加而增加,且人工林在更新潜力方面比天然林（约150年）要好。虽然该区云杉林下有大量种子下落,但由于种子大量损耗和幼苗死亡,种子萌发为幼苗再通过环境筛作用而最终补充到云杉种群的个体数量非常有限。     

文峪河上游华北落叶松林的种子雨、种子库与幼苗更新

华北落叶松林下更新不良,为探究其制约因素,开展了山西省文峪河上游5个华北落叶松林分的种子雨、土壤种子库和幼苗更新的研究。结果表明:(1)华北落叶松种子主要集中于9—10月散落。2011年为华北落叶松种子丰年:种子产量高,种子雨密度达(961.93±377.40)粒/m2;种子质量高,完整种子占(89.31±16.13)%。2012年为种子平年,种子产量低,种子雨密度为(252.73±115.12)粒/m2。华北落叶松种子雨主要源于毗邻树木,华北落叶松纯林和落叶松云杉林的种子雨密度显著高于其他3个针阔混交林。(2)土壤种子库主要由上年种子雨组成,2012年4月的土壤种子库密度为(695.18±297.23)粒/m2,完整种子占(59.73±9.56)%。种子自然萌发前,约(78.98±24.76)粒/m2具发芽力,基本可满足更新需要。但种子活力保持期少于2 a,只能形成短期持久土壤种子库。(3)华北落叶松更新不良,种子年后仍难以实现幼苗建成,当年生幼苗的出现频度平均为1.6%,且林下难以存活。幼苗发生与种子储量关联性不强,种源条件不是制约华北落叶松更新的主要因素。     

格氏栲天然林林窗和林下种子散布及幼苗更新研究

以格氏栲(Castanopsis kawakamii)天然林为研究对象,探讨了林窗和林下格氏栲种子雨、种子库的分布特征及幼苗更新状况。结果表明:林窗种子雨总量和完好种子密度高于林下,未成熟种子比例低于林下;林窗和林下种子雨高峰期掉落数量分别占种子雨总量的77.13%和74.5%;林窗种子库储量低于林下,种子库中以全食或捡拾种子比例最高,其中种子库储量垂直分布表现为枯落物层(约占2/3)>腐殖质层(0～5 cm)(约占1/3)>心土层(5～10 cm)(小于1%),以格氏栲种子占绝对优势;格氏栲从种子到幼苗的转化率低,林窗中格氏栲完好种子密度与幼苗密度均高于林下。林窗微生境提高了种子散布过程中格氏栲成熟种子的密度和比例,有利于促进格氏栲的幼苗更新,表明林窗在格氏栲种群恢复过程中扮演着重要角色。     

山西文峪河上游河岸林的土壤种子库与树种更新特征

以山西文峪河上游13种典型的河岸林为研究对象,通过土壤种子库和树种更新研究,分析群落种子库与林下更新随演替进展的变化趋势,以及该区河岸树种的繁殖对策。结果表明：13种群落的土壤种子库密度间于1290±103～3950±154粒/m2,63.5%的种子留存于0～5 cm的层次;种子库包含49种植物,以多年生草本为主,存在耐干扰种和湿地植物的种子;处于相同或相邻演替阶段的群落,种子库相似性较高;随演替进展,种子库密度、丰度、Shannon-Wiener指数及种子库与地上植被的相似性均呈降低趋势;处于演替后期的青杄Picea wilsonii林存在丰富的＂青杄幼苗库＂;先锋种白桦Betula platyphylla的种子存在于演替各阶段的群落中,储量丰富,其更新主要依赖于风媒种子,并存在少量萌蘖;青杄、白杄P.meyeri、华北落叶松Larix principis-rupprechtii、油松Pi-nus tabulaeformis和辽东栎Quercus liaotongensis的种子库损耗严重,没有或仅存少量种子,其中云杉和油松的更新幼苗幼树多,属持久幼苗库更新;华北落叶松幼苗幼树少,且仅出现于林缘或林窗等开阔地,属植被空隙中季节性更新;辽东栎主要依赖丰富的幼苗库进行更新,同时存在一定的萌蘖;青杨Populus cathayana以大量风媒种子更新结合营养扩展。     

秦岭北坡不同生境栓皮栎种子雨和土壤种子库动态

为了阐明栓皮栎种子雨和种子库动态,以秦岭北坡林下、林窗、林缘3种生境栓皮栎天然林为对象,采用离地和地面收集种子的方法,连续定位观测了栓皮栎种子雨、种子库的数量、质量动态,以及幼苗发育过程.结果表明:栓皮栎种子雨从8月中旬开始,9月中旬到10月上旬达到高峰期,11月上旬结束;3种生境种子雨降落历程、发生时间和组成不同;林下种子雨强度最大,为(39.55±5.56)粒·m-2,林窗种子雨降落时间最早,持续时间最长,种子活力最高,而林缘成熟种子占其种子雨的比例最大,达58.7％.从种子雨降落结束到翌年8月,土壤种子库总储量均以林下最大,林缘最小;各生境的土壤种子库中成熟、未成熟、被啃食种子数量和种子活力均随时间变化呈递减趋势,而霉烂种子数量则相反.各生境的土壤种子库中的种子均主要集中在枯落物层,其次为0～2 cm土层,2～5 cm土层中只有极少量种子存在.3种生境中栓皮栎幼苗的密度差异显著,林窗幼苗最多,林缘次之,林下最少.说明林窗更适合栓皮栎种子的萌发和幼苗生长.在栓皮栎林的经营中,通过适当间伐、增加林窗数量,可以促进栓皮栎林的天然更新.     

不同年龄香果树种子雨和种子库及其更新特征

对宝天曼自然保护区香果树种子雨、土壤种子库进行了观测,并进行不同微生境播种实验,研究其种子萌发及幼苗生长动态。结果表明:(1)不同龄级香果树种子雨持续时间及其高峰期有所不同,种子雨强度存在极显著差异。(2)20~50龄级香果树的种子饱满率、土壤种子库中种子密度均显著低于其他龄级,但其不同类型种子的水平和垂直分布规律一致;大约80%的香果树种子在其萌发前消失,剩余种子中以霉烂种子密度最高(9.81粒·m-2),饱满种子密度最低(1.94粒·m-2)。(3)野外育苗实验表明,不同龄级香果树所产饱满种子的萌发率及幼苗存活率差异不显著,其种子萌发率约为16.93%,但仅有3.86%的幼苗寿命超过5个月;不同微生境对香果树幼苗存活率产生显著影响,林窗是其最适宜微生境。研究认为,人工采集香果树种子,于次年4月份在原生境下播种;清理母树冠下和冠缘的地被物,增加林缘空地地被物覆盖度,以减少香果树种子的损失,改善香果树种子萌发和幼苗生长的光照条件,以利于幼苗根系的生长,促进香果树的自然更新。     

Seed rain and soil seed bank of Picea asperata Mast. in subalpine coniferous forest of western Sichuan,China

Abstract

Dragon spruce (Picea asperata Mast.) is widely planted on clear-cuts from natural subalpine coniferous forests in western Sichuan. To assess the natural regeneration potential of this species in spruce plantations of different ages, field studies on the seed rain, seed bank, and seedling recruitment were conducted in 20-year, 30-year, and 60-year plantations, and in a retained natural forest ca. 150 years old for comparison. Moreover, a series of temperature and light regimes were also designed in March 2003 to test germination/dormancy responses of the P. asperata seeds to different conditions. In the plantations considered, both the densities of seed rain and soil seed bank increased with increasing stand age, whereas they were both low beneath the natural forest partially due to low adult density of P. asperata adult trees. P. asperata has a transient seed bank, and ca. 60% of seeds were found in the litter layer. Seed decay and seed predation were the two most important factors affecting soil seed bank dynamics, which caused a number of seed losses from the soil. Only a small fraction germinated and produced seedlings, and the indices of the losses from the seed bank via germination in the 30-year plantation, 60-year plantation and natural forest were 4.75, 5.10, and 2.80%, respectively. High seedling mortality was observed after seedling emergence, and most of the germinated seedlings died out within one growing season. The P. asperata seeds showed a high percent germination and no significant differences under most light and temperature regimes except for full sunlight or temperature below 5°C. In conclusion, despite a substantial number of seed produced, the high depletion of soil seed, the low seedling output, and high seedling mortality may obscure the natural regeneration potential of this tree species.     

种子散布位置对格氏栲幼苗根系形态及生长特征的影响

种子从母株掉落于地面萌发后,其根系在不同散布位置(凋落物上层、土壤表层和凋落物下层)的生长形态影响幼苗定居及建成,而目前对其根系形态及生长特征的了解并不充分,限制了对幼苗根系在不同散布下适应策略的理解。为此,以格氏栲(Castanopsis kawakamii)为研究对象,通过模拟种子在凋落物中位置,设置凋落物上层(种子下层铺垫2 cm和4 cm凋落物,U2和U4处理)、土壤表层与凋落物下层(种子上层覆盖0、2、4、6 cm和8 cm凋落物,CK、D2、D4、D6和D8处理)等3种散布,探讨不同散布位置对格氏栲幼苗根系9个生长指标的影响。结果表明：(1)种子散布位置对幼苗根干物质质量具有显著影响,D2处理达最大值。(2)D2处理的幼苗根长、根表面积、根尖数、分枝数和比根长高于其它处理;根系平均直径在D6处理达最大值。(3)相关分析表明根长、根表面积、根尖数、分枝数和比根长与根系平均直径呈显著负相关关系。(4)对根系9个生长指标提取主成分后聚类为4个类群,D2与D4处理各划分一类;U2与U4处理划分一类,其余三个处理划分一类。综上所述,凋落物浅层覆盖(D2处理)适宜格氏栲根系生长;凋落物...     

毛红椿天然林种子雨、种子库与天然更新

2008-2011年,调查江西九连山国家级自然保护区毛红椿天然林的种子雨、种子库及林下幼苗数量.结果表明:在毛红椿天然林,种子雨散布时间为10月下旬至12月下旬.2010年不同样地的种子雨强度为虾公塘气象观测站(320.3±23.5粒·m-2)＞虾公塘保护站(284.7±24.2粒·m-2)＞大丘田保护站(251.6±24.7粒·m-2),分别以222.0、34.3和22.6粒·m-2完好种子供土壤萌发更新;毛红椿种子储量取决于结实量、鸟类取食和种子活力等因素,鸟类取食是其种子储量大幅下降的首要因素;由于种子不耐储藏以及大量腐烂,种子有效贮藏期不足1个月.12月天然林种子库平均萌发数≤2株·m-2,次年1月土壤种子库种子量最少,为6.7～11.8粒·m-2,平均仅萌发0.4～0.6株·m-2,与林下实生幼苗分布极少相吻合.毛红椿种子雨储备、种子库种子活力保存及幼苗建成等因素影响其天然更新.     

Seedling emergence patterns and dormancy/germination physiology of <Emphasis Type="Italic">Primula modesta</Emphasis> in a subalpine region

On the basis of the germination/dormancy responses of seeds to temperature and light, and local seed rain, we attempted to interpret the seedling emergence patterns of Primula modesta Bisset et Moore (Primulaceae) in two different types of habitats in a subalpine zone of Mt. Asama: an oligotrophic flat moor and a grassland with relatively dense herbaceous vegetation cover. The seasonal pattern of seedling emergence was well explained by the dormancy/germination physiology revealed in laboratory germination tests. The seeds were demonstrated to have a strict light requirement even after experiencing moist chilling, which might facilitate the incorporation of the seeds into the soil seed bank. Despite sufficient seed production, the seedlings emerging were far less at the grassy site than the moor site, but the number of seedlings was significantly dependent on the seed rain within previous season and on the litter cover of the microsite in both sites. Therefore, the spatiotemporal patterns of seedling emergence in the habitats could be well explained by the spatiotemporal patterns of seed rain and safe-sites for germination.     

The dynamics of three shrub species in a fire-prone temperate savanna: the interplay between the seed bank, seed rain and fire regime

A model was developed to assess how the seed rain and fire regime affect seed bank dynamics and seedling establishment of three native shrub species (Acanthostyles buniifolius, Baccharis pingraea and Baccharis dracunculifolia) with different regeneration strategies, in temperate South American savanna. Seed bank and seed rain were quantified for each species under different fire regimes, and their relative roles in regeneration were evaluated. All species had short-term persistent seed banks and high annual variability in seed production. A high proportion of seeds deposited in the seed rain produced seedlings after fire; few entered the soil seed bank. Fire killed a high proportion of the seeds in the soil seed bank. Seedlings derived from the seed rain had a higher probability of surviving for 2 years than seedlings emerging from the soil seed bank. In the absence of fire, establishment depended on germination both from the seed rain and the soil seed bank, whereas with annual fire, establishment was primarily dependent on germination of seeds arriving in the annual seed rain, regardless of species’ regeneration strategies. These results help to explain changes in the vegetation of South American temperate savannas as a result of changes in fire regime and grazing management during the last 50 years. By revealing the crucial roles of the soil seed bank and seed rain in regeneration, this study provides vital information for the development of appropriate management practices to control populations of shrub species with different regeneration strategies in South American temperate savannas.     

金沙江干热河谷滇榄仁种子扩散与种子库特征研究

采用随机取样和跟踪调查的方法对滇榄仁(Terminalia franchetii)种子扩散规律、空间分布特征以及种子库动态进行了系统研究。结果表明,滇榄仁种子扩散受到较强的风力作用影响,具有明显的方向性,扩散距离是其树高的1.6倍以上。不同群落类型中,滇榄仁的土壤种子库存在较大差异,但不同时间段的变化趋势基本一致,即在雨季(6月、8月和10月)数量相对较少,12月到翌年4月,数量逐渐增加。滇榄仁植冠种子库从当年10月开始缓慢脱落,到翌年3月达到脱落高峰(15%以上种子此时脱落),然后再次进入缓慢脱落期,翌年6、7月的种子脱落速率最低,但直到翌年10月仍有部分种子(约15%左右)存在于植株冠层。总体来说,不同类型群落中,滇榄仁幼苗更新不良的原因不应是缺乏种源,可能与种子质量以及群落环境等影响群落天然更新的其它因子存在较大关联。同时,滇榄仁土壤种子库数量与植冠种子库的脱落过程存在紧密联系,而植冠种子脱落可能与该区域气候因子存在着较大依存关系,其中,与风力可能存在着正相关,与降雨量和空气相对湿度存在着负相关,这可能是滇榄仁长期以来对干热河谷环境的一种适应特征。