引入土壤种子库对铅锌尾矿废弃地植被恢复的作用

检测了丢荒旱作地土壤种子库,其种子含量为（６８５０±３７７）·ｍ－２,共有４１种植物。其中９２．７％的种和 ７５． ８％的种子是分布在 ０～２ ｃｍ的表层中。从丢荒旱作地采挖 １０ ｃｍ深的表层土壤,以 １ｃｍ, ２ ｃｍ, ４ ｃｍ和 ８ ｃｍ 等４种不同厚度分别铺放在铅锌矿尾矿废弃地试验小区上。尽管由于铺土厚度不同,各小区所含有的土壤种子库 中的种子数量也不同,但４种铺土处理试验,其幼苗平均数量分别为每平方米８８３± ４３４,９９５± １５８,１２４２± ３２７ 和８０３±３１株,经检验差异不显著,而不铺放表土的对照区则没有幼苗生长。可见,如果仅仅是作为提供种子资源 而引入土壤种子库,则铺放 １ｃｍ的表土就已足够。然而,经过１年以后,在铺放表土厚度为１ｃｍ, ２ ｃｍ和 ４ ｃｍ处 理上的幼苗全部死亡,只有铺放 ８ ｃｍ厚度表土的小区上实现了植被恢复,共有 １５种植物成功定居,其中有 １１种开 花结果,盖度达１００％。这说明了较薄的表土不足以有效阻隔尾矿与大气的接触,减缓酸化,以及缓冲尾矿酸化的影 响,此外较薄的表土也无法提供植物根系足够的生长空间。因此,如能预先铺放一层阻隔层,如底土、馀坭、垃圾之 类,再引入土壤种子库将有助于土壤种子     

西沟煤矿煤火废弃地土壤种子库与地上植被关系研究

采用种子萌发法和地表植被调查法, 研究了西沟煤矿煤火废弃地及留存原有植被的对照山体土壤种子库与地表植被之间的关系。结果表明: 研究区地表植被分属22 科58 属77 种, 优势科主要为蔷薇科、禾本科、菊科和豆科。地表植被的物种生活型, 以生长周期短、适应性强的多年生草本为主。地表植被物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数都以草本层为最高。研究区土壤种子库中共有40 种物种, 以多年生草本为主。土壤种子库的物种丰富度指数、多样性指数和均匀度指数与地表植被具有一致性, 相比地表植被物种多样性变化不明显。土壤种子库与地表植被共有物种为38种, 二者Sorensen 相似性系数为0.65。表明研究区土壤种子库与地表植被间相似性较高, 这与长期煤矿开采和放牧等人为活动有很大关系。     

浙江天童灌丛植被的土壤种子库与幼苗库特征

采用野外样点取样和萌发实验相结合的办法,研究浙江天童灌丛植被的幼苗库和种子库。结果表明：种子库中优势种类主要是淡竹叶、芒、苔草等草本植物,其次为山矾、Ji木、白栎等灌木种类。在厚度为10cm的表层土壤中,枯枝落叶层、0．2cm层、2－4cm、4－10cm层的种子密度分别为125．0粒／m^2、134．3粒／m^2、84．6粒／m^2、62．7粒/m^2。幼苗库的优势种类不太集中,数量较多的种类有苦槠、紫金牛、淡竹叶等。     

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。     

草地沙化过程地上植被与土壤种子库变化特征

研究了草地沙漠化过程地上植被与土壤种子库的变化特征。获如下结论：(1)草地沙漠化过程地上植被与土壤种子库物种多样性的衰减模式不同,土壤种子库植物种数从潜在沙漠化阶段(固定沙地)到中度沙漠化阶段(半流动沙地)变化很小,而从中度沙漠化到严重沙漠化阶段(流动沙地)衰减速度明显加快;地上植被种数随着沙漠化程度增加而下降,其中从中度沙漠化到严重沙漠化发展阶段衰减幅度最大。(2)地上植被与土壤种子库密度随着沙漠化程度增加而下降,但下降速率因沙漠化发展阶段不同而异,从固定到半固定沙地是地上植被与土壤种子库密度下降最快的时期。(3)地上植被与土壤种子库共有种数随着沙漠化程度的增加而减少,从而导致了地上与土壤种子库群落组成的相异性增大。(4)4种退化沙地土壤种子库组成的相似性要高于地上植被,表明在沙漠化过程中土壤种子库群落组成的稳定性要高于地上植被。(5)地上植被密度与土壤种子库密度存在显著相关性,其关系可用二次曲线来描述。     

蔡家河湿地土壤种子库特征及其与地上植被和土壤因子的关系

为明确蔡家河湿地土壤种子库特征及其与地上植被和土壤因子的关系, 采用野外调查取样和室内萌发实验相结合的方法, 对芦苇群落, 野艾蒿群落和林下杂草群落3种不同植被类型的土壤种子库密度, 物种组成, 地上植被以及土壤理化性质进行了调查研究。结果表明: 蔡家河湿地3种植被类型的土壤种子库密度分别为(7725±1286) 粒•m-2, (2535±556) 粒•m-2和(5085±984) 粒•m-2; 物种数量分别为36种, 28种和39种。3种植被类型土壤种子库的物种丰富度以及多样性均高于地上植被, 并且3种植被类型间土壤种子库物种组成的相似性高于地上植被, 说明土壤种子库比地上植被具有更高的稳定性。芦苇群落的种子库密度, 物种多样性指数以及土壤种子库和地上植被物种组成的相似性均高于野艾蒿群落和林下杂草群落。土壤含水量与土壤有机质是影响土壤种子库物种组成的主要土壤因子, 在土壤水分以及有机质含量高的芦苇群落中含有大量湿生植物种子, 但在水分和有机质含量低的野艾蒿和林下杂草群落未发现柳叶菜(Epilobium hirsutum)、马先蒿(Pedicularis resupinata)、问荆(Equisetum arvense)等湿生植物的种子。因此, 蔡家河湿地土壤种子库已出现一定程度的退化, 芦苇群落土壤种子库可用作退化湿地植被恢复的种源, 在植被恢复时要满足种子萌发对土壤水分和有机质的需求。     

持久土壤种子库研究综述

土壤种子库是指存在于土壤上层凋落物和土壤中全部存活种子,简单地可分为短暂土壤种子库和持久土壤种子库。即使给予理想的萌发条件如季节、温度、湿度等,土壤种子库中也仍有部分种子保持休眠状态,休眠的种子组成了持久土壤种子库。持久土壤种子库具有在承受了空间或时间上不可预测的干扰的植被中发挥繁殖能力的潜势,因此,其在植被承受干扰后的恢复、管理和重建中常常起关键作用。研究持久土壤种子库能丰富生物多样性的内容,同时,可以为深入了解植被更新提供更多的信息。本文从持久土壤种子库的研究方法、分类方法、指示因子、生态意义,以及持久土壤种子库研究中存在的问题和今后的工作进行综述,试图为将来的工作奠定基础。     

土壤种子库

土壤种子库张志权（中山大学生命科学学院生物系,广州５１０２７５）ＳｏｉｌＳｅｅｄＢａｎｋ．ＺｈａｎｇＺｈｉｑｕａｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢｉｏｌｏｇｙ,ＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅＳｃｈｏｌ,ＺｈｏｎｇｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ...     

采石场悬崖生态系统自然演替初期土壤和植被特征

对位于珠江三角洲地区的3个已关闭3a、5a和6a的采石场(分别记为1、2、3号石场)悬崖上的土壤特征和自然植被进行了调查和分析。结果表明,采石悬崖是非常极端的生境,悬崖上绝大部分地方为裸露岩石,仅在某些凹陷和缝隙处聚集有少量土壤,土层厚度一般小于1cm;3个悬崖上土壤的机械组成以石砾和沙粒为主,约占土壤总颗粒的94%;虽然土壤肥力指标多属中等偏低水平,但相对于南方荔枝园土壤,3悬崖土壤的肥力状况并不算差。经过3～6a的自然恢复,采石场悬崖上逐步形成有稀疏、丛状分布的草本植物群落,植被盖度和植物种类随恢复时间的推移而有所增加。1号石场悬崖的植被平均盖度为10.6%,植物种类有3科8属8种;2号石场的植被平均盖度为18.6%,植物种类有6科11属11种;3号石场的植被平均盖度为23.4%,植物种类有7科12属12种。早期定居的植物主要是禾本科和菊科的草本植物,其中红毛草和类芦在群落中占绝对优势,恢复5a后开始出现马樱丹、野牡丹和岗松等耐旱的阳性灌木。     

土壤种子库的分类系统和种子在土壤中的持久性

对国际上已经发表的10个土壤种子库分类系统的内容进行了总结和阐述,并对土壤种子库分类系统进行了评述,其中Thompson ＆ Grime在1979年提出的把土壤种子库分为短暂土壤种子库（Transient soil seed bank）和持久土壤种子库（Persistent seed bank）的二元分类系统以及Thompson等人提出的把土壤种子库分为（1）短暂土壤种子库,（2）短期持久土壤种子库（Short term persistent seed bank）,（3）长期土壤种子库（Long termp ersistent seed bank）的三元分类系统在生态学文献中已被广泛采用。在此分类的基础上产生了植物种子在土壤中的持久性（Persistence）概念,持久性是指植物的一种特性,是指植物的种子在土壤中能够存活超过1a的特性;植物种子的持久性被认为是一种对环境的进化适应,它可以在多个生长季节萌发从而分担环境震荡的风险,持久土壤种子库不仅在不稳定的环境里占有优势;即使在稳定的环境里,也被认为能够减少种内和种间的竞争;造成持久性的原因可分为环境因子和种子本身的特性比如休眠等两个方面,持久土壤种子库的出现使得土壤种子库的研究与进化生物学结合起来,使得土壤种子库的研究进入一个新的领域,更易激发人们的兴趣。关于种子的大小、形状及持久性的关系问题已经引起了相当的争论,基本上有4种格局：一是种子大小和形状与种子在土壤中的持久性有关,小而圆或扁的种子在土壤易存活持久;二是种子大小与种子在土壤中的持久性有关,小种子在土壤中易存活持久,但种子形状与持久性无关;三是种子大小、形状与种子在土壤中的持久性无关;四为较大的种子在土壤易存活持久,而种子形状与种子在土壤中的持久性无关。影响种子在土壤中的持久性因子比较复杂,总结过去的文献发现主要有以下几个因子：①种子的散布方式,②捕食,③植被的物种组成,④风,⑤土壤基质,⑥火,⑦干扰等。通过比较分析和研究,提出影响种子大小和在土壤中的持久性关系格局的关键因子是气候,特别是生态系统所在地的雨量;湿润气候下容易产生前两种格局,而干旱环境下的生境容易产生后两种格局。     

桂西南峰丛洼地退化植被土壤种子库的初步研究

采用野外取样和盆栽试验观察相结合的方法,对桂西南不同演替阶段退化植被的土壤种子库进行初步研究。通过统计分析,其结果:(1)厚度为20cm的表层土壤的种子库密度,其值变动于0~1125粒·m-2;(2)在物种丰富度和数量上占优势的种类均是草本植物,其中又以禾亚科、菊科的植物为主,灌木种类和数量较少,无乔木种类出现;(3)种子多集中在上层或接近上层,并且自上而下递减明显;(4)11月份采样的各演替阶段的种子库的物种丰富度和密度普遍比5月份相应演替阶段的高;(5)任两演替阶段的土壤种子库相似性较低,但出现在相邻的两个演替阶段相似性系数比相邻较远的两个演替阶段的相似性系数要高;(6)地上植被与土壤种子库的相关性不管在早期阶段还是中后期阶段都不紧密,而且从草丛阶段向乔灌林阶段演替,两者之间的相关性有降低的趋势。结果表明:对桂西南峰丛洼地退化植被,有必要开展人工诱导促进封山育林区植被恢复,从而构筑具有较高生态效益的生态防护林体系。     

植冠与土壤种子库储存种子的萌发特性及策略

为明确黄土丘陵沟壑区植物种子库如何调控种子萌发来提高个体适合度,选择研究区7种具有种子库的主要物种为研究对象,以刚成熟和室内储存种子为对照,比较植冠宿存(5个宿存期)和土壤埋藏(5a埋藏期)对植物种子萌发特性的影响,探讨植冠种子库与土壤种子库储存下的种子萌发策略。结果表明:7种植物种子经过不同种子库储存后萌发特性表现出明显的种间差异,黄刺玫(Rosa xanthina)和水栒子(Cotoneaster multiflorus)种子萌发力表现为植冠宿存不变型、土壤储存增强型,土壤储存明显提高水栒子种子萌发速率;达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)和狼牙刺(Sophora davidii)种子萌发力表现为植冠宿存增强型、土壤储存减弱型,种子萌发历时表现为植冠宿存延长型,土壤种子库储存还可加快达乌里胡枝子萌发速率、缩短萌发历时;茭蒿(Artemisia giralaii)和铁杆蒿(Artemisia gmelinii),种子萌发率随植冠宿存时间先升高后降低,随土壤储存时间先降低后升高,土壤储存可推迟其萌发,铁杆蒿种子萌发速率在植冠与土壤储存后均加快;紫丁香(Syringa oblata)种子萌发率随植冠宿存先升高后降低,土壤储存明显加快其种子启动萌发与速率。在黄土丘陵沟壑区,植物种子经过植冠或土壤种子库储存,或增加、加快、提早萌发充分利用有利条件提高占据性,或减少、减缓、推迟萌发分摊不利条件的风险;而且该区植物植冠与土壤储存后种子萌发特性间的关系,体现各自适应环境与应对干扰的分工与协作策略,主要表现为:单一主导型和相辅相成型。     

三江平原沟渠土壤种子库特征及其与地上植被的关系

为了探究三江平原沟渠土壤种子库在湿地植物保护中的作用及其在湿地恢复中的潜力,该文采用幼苗萌发法与样方调查相结合的方法,对三江平原不同开挖年限沟渠的土壤种子库特征及其与地上植被的关系进行了研究。结果表明:沟渠具有较大规模的土壤种子库,边坡种子库显著大于底泥种子库,边坡种子库密度为8 973–25 000 seeds·m–2,底泥种子库密度为506–1 488 seeds·m–2。开挖10年、20年和30年的沟渠土壤种子库共有50种植物萌发,隶属于20科41属。开挖10年、20年和30年的沟渠土壤种子库萌发物种数分别为37种、34种和33种,地上植被物种数分别为25种、33种和22种。土壤种子库和相应地上植被的相似性系数分别为38.7%、35.8%和32.7%。随着植物群落演替的进行,地上植被的Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数均逐渐增大。三江平原沟渠土壤种子库和地上植被中保存了大量湿地植物,表明沟渠具有保护植物物种多样性的作用,沟渠土壤种子库具有湿地恢复的潜力。随着沟渠开挖年限增加,沟渠植物群落呈现退化特征,建议对沟渠系统加强管理。     

天童山森林土壤种子库的时空格局

土壤种子库是植物群落的潜在物种库。在中国东部典型丘陵地区天童国家森林公园内选取8类微地形, 分别于2008年9月、12月和2009年3月、6月进行野外调查取样和室内实验, 从总计1,960份土样中挑选种子进行鉴定及分类统计, 研究其时空格局, 探讨自然森林土壤种子库的基本特征及分布规律。结果显示: (1)共检出有活力的种子5,024粒, 共鉴定出68个种, 其中定名种65个; 落叶阔叶乔木和常绿阔叶小乔木物种数量以及种子数量均占优势; 土壤种子库与地上植被共有种为48种, 相似性系数为0.45。(2) 2级和3级顶坡及下部边坡、麓坡、泛滥性阶地种子库储量较大, 而高上部边坡、中上部边坡和低上部边坡种子库储量较小。雷公鹅耳枥(Carpinus viminea)和细枝柃(Eurya loquaiana)是各个微地形单元种子库的优势种。其他优势种中, 上部坡面的微地形主要为格药柃(E. muricata)、短梗冬青(Ilex buergeri)、黑山山矾(Symplocos heishanensis)、四川山矾(S. setchuensis)等常绿树种, 而下部坡面的微地形主要为南酸枣(Choerospondias axillaris)、橄榄槭(Acer olivaceum)、西川朴(Celtis vandervoetiana)等落叶树种。(3)土壤种子库储量在垂直空间上的分布是0-2 cm土层>2-5 cm土层>5-10 cm土层>枯枝落叶层。(4)土壤种子库具有明显的季节动态, 其储量在各个取样时间中的分布为12月>3月>9月>6月。     

土壤种子库研究综述

土壤种子库是指存在于土壤表面和土壤中全部存活种子的总和。土壤种子库研究是植物生态学研究的一个重要领域。研究土壤种子库是对生物多样性研究的一个重要补充 ,有助于对植被更新和植被演替动态的了解 ,对于植被重建与恢复具有指导意义 ,有利于指导我们的生产实践。本文从土壤种子库研究的取样方法、研究内容及进展等方面进行一个较系统的总结 ,为将来的研究提供一些有益的途径。     

腾格里沙漠东南缘不同植被类型土壤种子库多样性

为探究荒漠地区不同植被类型土壤种子库动态与分布规律,揭示不同植被类型群落的植被演替趋势与多样性特征,以腾格里沙漠东南缘胡杨群落、柠条群落、赖草群落和沙蓬群落为对象,采集0～2、2～5、5～10、10～20 cm土层土样,研究土壤种子库特征及其与地上植被的关系。结果表明: 4个植被类型的土壤种子库中共发现13种植物,隶属于3科12属,1、2年生草本植物种子占多数,藜科植物较多;土壤种子库密度较低,呈现柠条群落＞赖草群落＞胡杨群落＞沙蓬群落;种子库密度和植物种类整体随土壤剖面的加深而降低;综合Shannon指数、Simpson指数、Pielou指数和Patrick丰富度指数进行分析,土壤种子库物种多样性呈现胡杨群落＞赖草群落＞柠条群落＞沙蓬群落,柠条群落土壤种子库与地上植被相似性系数最高,沙蓬群落次之,胡杨群落和赖草群落最低。总体上,以胡杨群落为代表的乔木林较为稳定,以沙蓬群落为代表的沙地生态系统最为脆弱。     

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.