珍稀树种蒜头果种实性状及其在石漠化山区的适应性

为探讨珍稀树种蒜头果(Malania oleifera)果实与种子的基本性状及其在石漠化山区的适应性,测定了其果实与种子的外部形态、个体质量、果实出种率和种子出仁率等,并在桂西南石漠化山区选择4种立地类型(裸地、草丛、灌丛和疏林)开展直播造林试验。结果表明:蒜头果果实和种子的鲜重、高度、宽度和出种率或出仁率的平均值分别为(21.30±4.25)g和(9.35±1.68)g、(39.31±2.77)mm和(26.12±1.80)mm、(35.19±2.25)mm和(28.61±1.55)mm及44.21%±3.21%和70.43%±4.25%,种子鲜重与果实鲜重、种子出仁率与种子鲜重存在一定程度的正相关;在4种立地类型中,种子萌发率为灌丛疏林草丛裸地,2年生幼苗的存活率为疏林灌丛草丛裸地,株高总生长量为疏林灌丛草丛裸地,基径总生长量为疏林灌丛草丛裸地。根据试验结果,在桂西南石漠化山区,蒜头果在灌丛和疏林适应性较好而可以直播造林,但在草丛和裸地适应性较差而不宜直播造林。     

蒜头果幼苗衰退过程中组织养分含量变化特征

在没有寄主植物存在的情况下,蒜头果幼苗长势随独立生长时间延长而逐渐衰退是一种普遍现象。为解析蒜头果幼苗衰退过程中组织养分含量变化和分布特征,该研究比较了独立生长半年、两年和三年的蒜头果植株各部分组织中N、P、K元素浓度变化,并用组织切片染色法定性评估了这些不同衰退程度幼苗的根和茎杆中淀粉分布和含量变化。结果表明：(1)蒜头果幼苗在衰退过程中,除侧根中K浓度逐渐升高外,其余器官中组织N、P、K浓度逐渐降低,叶片N/P比逐渐失衡,衰退程度不同的幼苗所受的养分胁迫类型存在差异,其中独立生长半年的蒜头果幼苗主要受N供应不足的限制(平均N/P比11.33),两年后转为P限制(平均N/P比17.81),三年后蒜头果幼苗叶片N/P比严重失衡(均值52.46),活力极低,不适合用于造林。(2)植株淀粉含量水平逐渐降低,独立生长三年后蒜头果幼苗植株中淀粉消耗殆尽。幼苗茎根交界处、根顶膨大处、主根及侧根的淀粉含量水平在不同衰退程度的幼苗间差异均较显著,表明淀粉含量水平可以作为评估幼苗活力的重要参考,其中侧根可以作为微创法检测幼苗活力的理想取样部位。鉴于独立生长的蒜头果幼苗活力逐渐衰退与组织养分含量降低有关...     

桂北喀斯特山区不同植被类型土壤碳库管理指数的变化特征

以广西北部喀斯特石山地区不同植被类型(青冈栎次生林、灌丛、马尾松林、竹林、草地、农田、裸地)土壤为研究对象,探讨植被类型对活性有机碳库以及土壤碳库管理指数的影响,为喀斯特山区生态环境建设提供依据。结果表明:1)青冈栎次生林土壤碳储量、全氮含量、速效氮含量显著高于其他植被,土壤容重小于除农田以外的其他植被类型; 2)不同植被类型下土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(LOC)含量均随土层深度的增加而降低,0～40cm土层SOC含量为1.07～29.76 g·kg~(-1),大小关系表现为青冈栎次生林灌丛马尾松林竹林草地农田裸地; LOC含量为0.58～13.77 g·kg~(-1),表现为青冈栎次生林灌丛马尾松林竹林农田草地裸地; LOC/SOC表现为青冈栎次生林最小,农田最大; 3)土壤碳库管理指数随土层深度的变化为先减小后增加再减小的趋势,0～40 cm土层CPMI平均值表现为青岗栎次生林灌丛马尾松林农田竹林草地裸地; 4)土壤植被类型、土层深度以及二者的交互作用对土壤碳库管理指数及碳库特征具有显著影响。本研究表明,增加植被覆盖以及减少人为活动的干扰,能提高土壤有机碳含量,有利于维持桂北喀斯特山区土壤碳库的稳定性。     

温度和土壤含水量对青冈栎种子萌发的影响

运用直播法,研究应用人工气候箱控制温度和土壤含水量对野生青冈栎种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:在12h光照条件下,青冈栎种子在变温为10℃/15℃时,萌发率很低,仅为(12±12.29)%;变温为30℃/35℃时,萌发率达最大,为(81±13.7)%。土壤含水量为30%～40%时,萌发率为(79±15.9)%;土壤含水量为90%～100%时,萌发率为(56.67±19.36)%。青冈栎种子萌发呈现出迅速萌发和推迟萌发的特点;温度对青冈栎幼苗的苗高、叶长和叶宽影响显著,对幼苗的地径、叶片数量影响不显著。恒温下,不同梯度土壤含水量处理对幼苗的苗高、地径、叶长、宽影响不显著。     

紫茎泽兰土壤种子库特征及其对幼苗的影响

研究紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)土壤种子库特征及其对紫茎泽兰种子的萌发、幼苗命运的影响, 在综合治理紫茎泽兰入侵危害及防止紫茎泽兰的继续扩散等方面有着重要的意义。该文在攀枝花紫茎泽兰入侵严重的地区, 通过采集果园、放牧灌丛以及禁牧灌丛3种不同生境紫茎泽兰土壤种子库的样本, 以说明不同干扰程度下紫茎泽兰种子在土壤中的分布状况。通过野外调查并结合盆栽实验, 初步研究了紫茎泽兰土壤种子库基本特征以及光照和种子在土壤中的埋藏深度等对紫茎泽兰幼苗的影响。结果表明: 1)果园、放牧灌丛和禁牧灌丛等3种干扰程度不同生境的深层种子量占总种子量的比例分别为56.44%、46.96%和24.86% (p=0.006), 这说明土壤深层种子量大小与干扰成正比, 干扰越大, 深层次紫茎泽兰种子量占总种子量的比重越大。2)播种在0、1和5 cm深度的种子萌发率分别为64.67%、22.67%和13.33%, 即种子埋藏越深, 萌发率越低, 不同层次种子萌发率差异极显著(p=0.00); 幼苗死亡率分别为27.95%、0和0, 表层种子萌发的幼苗有较高的死亡率, 而由埋藏在深层的种子萌发的幼苗没有死亡, 土壤表层发芽的幼苗与不同埋藏深度种子萌发的幼苗之间死亡率差异极显著(p=0.00)。3)在无遮蔽、半遮蔽和全遮蔽3种不同情况下, 紫茎泽兰幼苗的死亡率分别为72.15%、30.38%和4.87%, 定居率分别为6.66%、33.99%和46.67%, 即遮蔽程度越高, 死亡率越低, 定居率越高, 不同处理之间死亡率和定居率差异均极显著(p=0.00)。研究结果暗示, 强光可能是导致紫茎泽兰幼苗死亡的重要原因, 人类活动的干扰可能导致更多的紫茎泽兰种子进入土壤深层, 从而改变了紫茎泽兰土壤种子库的结构。由于土壤深层种子比表层种子具有更强的抵抗强光照射等不良环境因子影响的能力, 所萌发的幼苗成活率高, 表明其具有更高的繁殖效率, 因此人类活动干扰是紫茎泽兰入侵后难以根除的原因之一。     

石漠化区先锋树种对青冈幼苗的保育作用及枝叶性状的影响

青冈(Cyclobalanopsis glauca)是南方喀斯特区地带性森林植被比较常见而重要的建群种或优势种,对石漠化山区有较强的适应性。本研究调查了桂西南石漠化区环境下,茶条木(Delavaya toxocarpa)、银合欢(Leucaena leucocephala)和任豆(Zenia insignis)等3种先锋树种对定植1~3年青冈幼苗生长及枝叶性状的影响。结果表明:3个先锋树种对青冈幼苗的成活和生长均具有比较明显的保育作用,并且这种保育作用随青冈幼苗年龄增长而增强,对株高的影响要大于对基径的影响,茶条木的保育作用明显大于任豆;与同一坡位冠外空地相比,先锋树种冠下的青冈幼苗主干的高茎比(株高/基径)及平均节间长度、叶片SPAD值和平均单叶面积等较大,叶片N含量较高和C/N值较低,其中茶条木下和银合欢下与冠外空地之间的差异显著(P0.05),茶条木下的比叶面积(SLA)明显大于冠外空地(P0.05)。根据本次及以往研究结果,在桂西南石漠化山区,茶条木、银合欢和任豆可作为青冈的保育植物,以提高其幼苗定居成功率和植被修复效果。     

珍稀濒危植物蒜头果种子萌发特征与幼苗类型的研究

以去除果皮后阴干的珍稀濒危植物蒜头果种子为材料,在温室大棚沙池内进行层积处理,从层积处理开始至子叶出土的不同萌发阶段,考察蒜头果种子发育形态、贮藏物质积累、酶活性以及幼苗类型等变化特征,初步探讨其种子休眠形成原因。结果显示：(1)蒜头果种子从解除休眠开始至萌发形成幼苗的过程约需195 d,其中幼胚的形态发育后熟约需75 d,随后30 d内是种子集中萌发的时期,其发芽率达到最高(53.33%);依据种胚发育形态的标志特征将此过程划分为7个阶段(S1～S7阶段):S1阶段种子未萌发,S2阶段种胚“露白”,S3阶段胚根突破种皮长超过1 cm, S4阶段下胚轴与胚根连接处形成弯钩结构,S5阶段“S”型胚形成及胚根前端膨大,S6阶段种子不仅具有膨大的胚根且已有侧根的分化,S7阶段子叶脱落,胚芽出土,真叶出现。(2)蒜头果种子在湿沙层积过程中,种胚胚长和胚率从S1阶段的(5.49±1.57)mm和(19.48±5.72)%分别增加至S6阶段的(67.92±2.94)mm和(240.75±15.29)%,胚率平均增加了12.4倍,显示蒜头果种子的胚需要经历后熟过程才能萌发,属于胚后熟型种子。(3)从...     

光照强度对六种草地植物种子萌发和幼苗生长的影响

光是影响种子萌发和幼苗生长的环境因素之一, 光照强度具有日动态和季节动态, 对植物出土和光合物质积累有重要影响。通过室内控制实验, 研究松嫩草地六种植物种子萌发及幼苗生长对光照强度的响应, 对深入理解松嫩草地植物生活史早期阶段的适应策略具有重要意义。研究结果表明: 防风(Saposhnikovia divaricate)、角蒿(Incarvillea sinensis)和黄金菊(Hypochaeris grandiflora)种子萌发率不受光照强度影响, 反枝苋(Amaranthus retroflexus)、大果琉璃草(Cynoglossum divaricatum)和紫菀(Aster tataricus)在弱光或中等光照下种子萌发率最高。六种种子的萌发指数在中等光强下最大, 且与无光处理间差异显著。除大果琉璃草和反枝苋在中等光强或弱光下胚根生物量最大外, 角蒿、防风、黄金菊、紫菀均在较强光下胚根生物量最大, 无光下最小; 大果琉璃草、黄金菊、防风、反枝苋的地上生物量不受光照强度影响, 而角蒿、紫菀在较强光下地上生物量最大; 角蒿和大果琉璃草在弱光或中等光强下根冠比最大, 防风、黄金菊、紫菀、反枝苋均在较强光下根冠比最大; 萌发率和萌发指数与种子大小之间没有显著相关性, 幼苗地上和胚根生物量与种子重量成显著正相关关系。光照强度对萌发率和种子大小之间的关系无显著影响, 但胚根生物量与种子大小之间关系的斜率受到光照强度影响, 中等光强下斜率最大。因此, 中等光照条件有利于松嫩草地植物种子萌发和幼苗建植。     

贵州喀斯特山区土地利用对土壤有机碳及其周转速率的影响

以贵州西南部典型石漠化治理示范区的灌丛、水田、旱地、退耕3年草丛和退耕15年草丛为研究对象,分析了不同层次(0~10、10~20和20~30 cm)土壤有机碳含量及其矿化速率,探讨了喀斯特山区土地利用对土壤有机碳周转速率的影响。结果表明:5种土地利用类型土壤有机碳平均含量分别为30.37、31.24、21.86、17.49和22.50 g·kg-1,灌丛和水田的土壤有机碳含量均显著高于旱地、退耕3年草丛和退耕15年草丛(P0.05);土壤有机碳的矿化规律表现为培养前期矿化速度快,培养中后期逐渐变缓。不同土地利用类型土壤有机碳的矿化速度存在差异,退耕3年草丛和退耕15年草丛的矿化速度较快,旱地的矿化速度快于水田;0~10和10~20 cm土层,灌丛土壤有机碳半衰期最长,分别为722和639d,水田土壤有机碳含量及半衰期在各层次均高于旱地及其退耕草地,表明水田可以作为喀斯特山区长期固碳的优势土地利用类型。总之,土地利用,特别是退耕,是影响喀斯特地区土壤有机碳周转速率的重要因素。     

啮齿动物对不同林木种子的搬运和取食微生境选择机制

不同植物种子依靠不同的方式实现扩散,啮齿动物对林木种子搬运后在取食点微生境和贮藏方式的选择存在偏好,研究其贮藏行为与微生境的关系是探究幼苗建成的关键。在秦岭中段火地塘林区,采用标签标记法,以锐齿槲栎、华山松和油松种子为材料,探究了小型啮齿动物对松栎混交林建群种种子扩散过程的影响。结果表明:1)油松种子原地取食率显著高于锐齿槲栎和华山松种子,且啮齿动物更倾向于搬运后取食(60%)和埋藏(4.33%)华山松种子,搬运后取食距离也为华山松最大(2.49 m);锐齿槲栎小种子被搬运后埋藏的距离最大(4.92 m)。2)除华山松种子外,其他类型种子被搬运后单个取食的比例均在85%以上;油松种子不存在埋藏点,而其他类型种子90%以上均以单个形式被埋藏。3)大部分种子被啮齿动物搬运后选择在裸地丢弃;锐齿槲栎大种子(87.5%)、小种子(78.57%)和华山松种子(53.33%)较大比例被啮齿动物埋藏在灌丛下方,埋藏在裸地的种子较少。4)大部分种子在灌丛下方被取食,仅华山松种子被啮齿动物搬运到洞穴取食;除油松种子被大量原地取食外,其他类型种子被搬运到取食点的种子比例基本呈现由微生境植被复杂到简单(灌丛—草丛—灌丛边缘—裸地)而逐渐减小的趋势。种子的营养价值及取食和搬运过程中啮齿动物付出的成本是影响种子命运的关键性因子,且啮齿动物对种子埋藏和取食地点的微生境存在较明显的选择性。     

青刺果播种育苗技术的初步研究

采用随机区组设计了青刺果不同播种时间和不同播种方法试验,进行青刺果不同育苗方式对比研究。结果表明:青刺果的育苗宜随采随播,其种子出苗率达72.4%,随着种子储藏时间的后移,出苗率显著下降,干藏与沙藏对种子出苗率的影响差异不明显;裸根苗和容器苗苗木生长质量上无明显差别,随采随播到当年雨季造林时(9月)苗木嫩小,不宜上山造林,但容器苗此时可造林。     

浇水频率和凋落物覆盖量对黧蒴锥种子萌发及幼苗存活的影响

黧蒴锥是华南用于人工造林和生态恢复的优良乡土树种.选取浇水频率和凋落物覆盖量两个控制因子,研究在不同的土壤湿度和凋落物覆盖量条件下,黧蒴锥种子萌发及幼苗存活和生长特征.结果表明: 凋落物对黧蒴锥种子萌发和幼苗生长的影响与环境的潮湿程度相关.当浇水频率为每天1次时,凋落物覆盖会抑制黧蒴锥种子萌发和幼苗早期生长,导致种子萌发率降低、幼苗死亡率提高; 在浇水频率为2 d 1次和3 d 1次时,凋落物覆盖可以改善土壤的水分状况,有助于种子萌发和幼苗存活.凋落物覆盖还可以显著地提高幼苗的生物量.在通过播种来实现亚热带灌木林地更新时,可利用凋落物覆盖促进黧蒴锥的种子萌发和幼苗存活.     

湘西南喀斯特地区灌丛生态系统植物和土壤养分特征

以湖南省邵阳县轻度、中度(弃耕地)和重度石漠化的灌丛生态系统为研究对象,采集3种不同石漠化程度的灌丛植物样品以及0～15、15～30、30～45 cm 3个土层土壤,研究土壤、植被养分的分配格局及相互关系.结果表明:土壤有机碳、全N含量在不同土层中差异显著,且其含量均随土层深度增加而减少,而全P、全K、全Ca、全Mg含量在各土层间无显著差异;3种石漠化程度灌丛土壤全N、全P、全Ca、全Mg含量差异显著,且中度石漠化样地土壤有机碳、全N和全P含量相对较高.轻度和重度石漠化土壤各元素含量排序均为有机碳>全K>全Ca>全Mg>全N>全P,而中度石漠化样地土壤各元素含量排序为有机碳>全K>全Ca>全N>全Mg>全P;3种石漠化程度植物各养分含量由高到低依次为Ca>N>K>Mg>P,且植物N、P含量和土壤全N、全P含量均呈显著正相关.土壤养分状况与植物生长密切相关,根据不同石漠化程度土壤养分状况,应该采用封山育林与人工造林相结合以及针对性施肥的方法来治理石漠化.     

桂西北喀斯特区域景观结构特征与石漠化的关系

采用典范对应分析方法（CCA）,从景观类型和景观两个层次选取了16个景观格局指数来表征景观结构特征,分析了广西省环江县喀斯特区域的景观结构与石漠化强度的关系.结果表明,平均斑块面积、平均旱地斑块面积、景观形状指数和聚集度指数与CCA排序的前两个排序轴相关性强,对区域石漠化过程具有重要影响.研究区潜在石漠化主要与平均旱地斑块面积、平均旱地斑块分维数和平均灌木林地斑块分维数呈较强的正相关,与旱地斑块数呈负相关;轻度石漠化与分维数、平均未利用地斑块分维数和灌木林地斑块数的正相关性较强;中度石漠化和重度石漠化主要与平均未利用地斑块面积呈正相关、与平均灌木林地斑块分维数呈负相关,说明景观结构特征对土地石漠化程度具有一定的指示意义.排序分析结果较清晰地解释了研究区石漠化程度沿景观结构特征梯度的变化规律.     

小径竹密度对雷公鹅耳枥幼苗早期更新的影响

通过去除法控制竹丛密度,人为设置4种竹丛密度梯度[密度1:(3.83±0.53)株/m~2;密度2:(16±1.80)株/m~2;密度3:(39±1.69)株/m~2;密度4:(69±2.15)株/m~2],测定不同密度竹丛下的微环境(包括土壤温度、湿度、电导率、凋落物厚度),研究竹丛密度及微环境对雷公鹅耳枥(Carpinus viminea Wall.)幼苗数量、存活动态、生长情况的影响。结果显示,竹丛密度对环境有显著影响,随着竹丛密度的增加,竹丛盖度、凋落物厚度、土壤温度升高明显;雷公鹅耳枥幼苗萌生量显著减少,4组密度梯度中幼苗数量分布依次排序为:密度1(28.53±3.14)株/m~2密度2(17.36±1.45)株/m~2密度3(12.36±0.93)株/m~2密度4(8.92±0.93)株/m~2,表明随着小径竹密度增加,其对雷公鹅耳枥幼苗萌发的抑制作用越强;小径竹的密集生长可对雷公鹅耳枥幼苗的存活率产生影响,且对幼苗的生长具有一定抑制作用。研究结果表明小径竹密集生长的环境不仅抑制了雷公鹅耳枥新生幼苗的分布和幼苗生长,还对种群的更新以及森林群落的演替产生一定的负面影响。     

岩溶山区景观多样性变化的生态学意义对比——以贵州四个典型地区为例

岩溶石漠化是中国西南典型的土地退化,但关于岩溶山区景观多样性的研究还不多见。岩溶山区景观异质性强,景观格局空间差异大,岩溶山区土地利用/土地覆被变化引起的景观多样性变化,其生态学意义有何差异,值得开展研究。本文采用高分辨率的航片和遥感影像,以100m?100m 网格为单元,分析了贵州省王家寨、后寨河、花江和茂兰4个典型岩溶地点的景观多样性指数在1963年和2004年的空间分布。 为了说明多样性指数变化的生态学意义,进一步,把4个研究地点景观多样性指数空间分布图与其土地退化图结合起来,对比其多样性指数变化与土地退化和生态恢复的关系。结果表明：（1）茂兰、后寨河和花江多样性指数都表现出随距聚落距离增加而减少的趋势,王家寨1963年和2004年则表现出随距聚落距离增加,多样性指数先减小后增加。（2）茂兰地区以森林为基质,后寨河地区坡耕地退耕为林、灌、草地,土地利用方式单一,景观破碎化程度降低;因此,茂兰、后寨河地区多样性指数的降低表明该地区生态实质上有所恢复;花江地区土地利用/土地覆被逐渐向多样化方向发展,石漠化景观逐渐被林灌斑块代替,多样性指数升高表明该地区植被有所恢复;王家寨地区峰丛坡地多样性指数增加表示生态有所恢复。（3）研究地点多样性的升、降不能简单地与生态变好、变差直接联系。只有正确区分岩溶地区的景观基质,才能准确运用景观指数分析石漠化土地的变化趋势。     

干旱河谷微生境变化对乡土植物幼苗定植的影响

干旱区植被斑块状分布格局引起的微生境差异对植被更新影响显著。气候变化和人类活动扰动下, 干旱区生态系统微生境多样化, 急需揭示乡土植物定植对不同微生境斑块变化的响应及其种间差异性, 并采用微生境调控技术促进退化生态系统植被恢复。该研究选择岷江干旱河谷区自然分布的灌木、半灌木和裸地微生境斑块, 采用移栽鞍叶羊蹄甲(Bauhinia brachycarpa)幼苗的试验方法, 揭示微生境变化对幼苗定植的影响; 进一步以极端退化的道路边坡为案例, 通过6种乡土植物种子直播试验探讨微生境调控技术及其对乡土植物幼苗定植的促进作用。结果显示, 在自然生态系统中, 裸地斑块上幼苗保存率和生物量显著大于植被斑块, 表明裸地微生境有利于幼苗定植; 养分添加仅对裸地斑块中幼苗生物量积累有促进作用。在裸地斑块中, 叶片生物量所占的比例和比叶面积较小, 相反根和茎生物量所占的比例较大。道路边坡上植被恢复试验结果显示, 6种乡土植物均能较好地适应土石混杂的边坡生境, 多数物种出苗率大于60%; 灌木幼苗保存率大于75%, 并且形成镶嵌式乡土灌草群落结构。地表覆盖和养分添加提高了边坡上种子出苗率和幼苗保存率, 促进了幼苗定植和结构稳定。该研究提供了有效促进工程边坡上乡土植物定植的方法, 可为干旱、半干旱生态系统退化荒坡和工程破坏地乡土植被恢复提供理论依据和技术指导。     

桂西北石漠化空间分布及尺度差异

运用研究区TM影像,结合GIS&RS技术等手段建立桂西北石漠化基础数据,通过多元逐步回归、冗余分析(RDA)研究了不同尺度上桂西北石漠化与相关因子的关系,探索石漠化的空间分布规律及尺度差异性.结果表明,自然因素对石漠化分布的影响大于人为因素,人为作用的影响随着石漠化等级的提高而增大.石漠化空间分布的控制因子存在尺度转移.在县级尺度上,土壤类型起决定性作用,石质土对石漠化的贡献率最大;在乡镇尺度上,地形与土地利用类型的影响更重要,石漠化因子的重要性排序为山地比例>平均高程>裸岩地>石灰土>未利用地>石质土.两个尺度上,极强度石漠化均表现为人为活动的结果.由于石漠化空间分布的控制因子存在尺度差异,部署石漠化恢复治理任务时,需遵从其空间分布的规律.     

东祁连山灌丛凋落叶水浸提液对垂穗披碱草种子萌发和幼苗生长的影响

为了解灌丛凋落叶在灌草群落结构维持中可能存在的潜在化感作用，以东祁连山3种优势灌木和灌下优势草种垂穗披碱草(Elymus nutans)为供试材料，分析了不同浓度(0.01 g/L、0.025 g/L、0.05 g/L、0.075 g/L、0.1 g/L)的金露梅(Potentilla fruticosa)、川滇柳(Salix rehderiana)、头花杜鹃(Rhododendron capitatum)及灌间草本的凋落叶水浸提液，对垂穗披碱草种子萌发、幼苗形态和生理指标的影响。结果表明：(1)垂穗披碱草种子发芽率与发芽势在金露梅与川滇柳凋落叶浸提液处理下呈“低促高抑”的浓度效应，在灌间草本凋落叶浸提液处理时表现为先升后降，而头花杜鹃凋落叶浸提液处理时均下降，并在浓度超过0.075 g/L时种子不发芽。(2)灌丛凋落叶浸提液对垂穗披碱草幼苗根长与干重均表现出抑制作用，且随浓度增大而增强；金露梅、川滇柳与灌间草本凋落叶浸提液对垂穗披碱草幼苗苗高表现出“低促高抑”的浓度效应；而头花杜鹃凋落叶浸提液处理对垂穗披碱草幼苗鲜重与苗高均呈抑制作用。(3)垂穗披碱草幼苗CAT、SOD活性随着浸提液...     

The effects of shrub patch sizes on the colonization of pioneer plants on the volcano Mount Koma,northern Japan

Vegetation recovery on Mount Koma, Hokkaido, Japan, has been slow after the catastrophic eruption in 1929, due to undeveloped soil and limited plant colonization. Nowadays, the seedling establishment is supported mostly by a nurse plant, Salix reinii forming shrub patches, facilitates the plant colonization. Although the effects of shrub patches should differ with patch sizes, the size effects have not been examined well. To examine the size effects, seed-sowing experiments were conducted on two common pioneer herbaceous species, Miscanthus sinensis and Polygonum sachalinense, in the field. The seed germination and seedling survival were monitored by the seeds sown into S. reinii patches (0.97 m²–4.12 m² in area) for 4 months during snow-free periods. Microenvironments altered by the patches were measured. Lab-experiments were performed to characterize the seed germination and seedling growth.Larger patches decreased light intensity and temperature more and increased litter and water content. The large patches promoted the seed germination of the two species. Interspecific interactions, examined by a seed mixture experiment, showed that the interaction increased the seed germination on M. sinensis and decreased that on P. sachalinense. On the lab-experiments at three temperatures (15, 20 and 25 °C), M. sinensis seeds germinated more at higher temperatures and obtained higher seedlings biomass. P. sachalinense germinated the seeds more at 20 °C and grew faster at lower temperatures. The total biomass of the two species was reduced by shade that intercepted 50% of light intensity. The seed germination and seedling growth of these two species became higher on litter with 2 cm in depth than on no litter. Soil water supported seed germination when the seeds of these two species were mixed while the water reduced the growth of P. sachalinense seedlings. Therefore, the dry soils were suitable for their growths. In all the treatments, P. sachalinense seedlings showed higher mortalities than M. sinensis.In conclusion, the large patches facilitated more to the colonization of pioneer plants via seed germination and growth. Large patches acted as a nursery supporting the natural regeneration in the disturbed area by improving litter accumulation, maintaining soil water, reducing strong light and/or protecting from heat.