黄土丘陵沟壑区主要物种植冠种子库动态及其生态策略

植冠种子库是植物适应环境并应对外界干扰的种子生态策略之一,研究了黄土丘陵沟壑区12种主要植物植冠种子库动态,结果表明:杠柳不具有植冠种子库,其他11种植物均具有植冠种子库;除了黄刺玫种子在翌年5月达到脱落高峰,其他植物大部分种子在冬季脱落,其中杠柳、达乌里胡枝子、茭蒿、黄柏刺和水栒子的大部分种子脱落集中偏早,铁杆蒿和土庄绣线菊的大部分种子脱落集中偏晚;植冠宿存对大部分植物种子的萌发特性表现为促进作用;但不同植物种子的萌发时滞对植冠宿存响应差异较大;9种植物种子在植冠上宿存至翌年2月底,其种子活力仍能维持达60%以上;该区植物表现出不同的植冠种子库策略,通过不同的方式来减少干扰的威胁,提高成功萌发与更新的几率,它们或具有较大规模的宿存量、或调控种子萌发特性、或提高种子维持活力的百分比。此外,全面了解该区植物形成植冠种子库的机理及对应的生态策略还有待于全面、深入的研究。     

黔西北喀斯特土壤种子库季节动态及种子库对策

采用野外样线取样与温室萌发相结合的方法,研究了贵州省西北部喀斯特区域处于不同演替阶段群落的土壤种子库季节动态与种子库对策.实验共检测出130个物种,种子库密度变动于541～11180粒·m-2,草本种子的密度和物种数远大于木本种子.采样时间和地点对土壤种子库平均物种数和密度有显著影响.各群落类型的土壤种子库平均物种数都在4月达到最高,除草地外在12月下降到最低,草地在8月下降到最低.各群落类型土壤种子库密度都在4月达到最高,8月、12月以及次年5月的密度差异不显著.至少两种种子仅存在于1年中某些时段的短暂性土壤种子库类型和两种种子在全年的土壤种子库中都存在的持久性土壤种子库类型.植物的种子库对策是物种本身固有的生活史对策,但某些物种的种子库对策可能受干扰历史及微环境因素的影响,使其在种子数量上表现出不同的季节动态.     

伊犁河谷苦豆子植冠种子库特征

植物果实成熟后在植冠宿存延迟释放种子,是沙生生境植物的一种适应性性状。以分布于新疆霍城县荒漠草原内的野生苦豆子(Sophora alopecuroides L.)为研究对象,采用野外调查的方法,调查了野生苦豆子的植冠种子库的大小、种子活力、对土壤种子库的补充及其脱落动态。结果表明:在3月上旬,苦豆子植冠宿存种子的规模为271±124粒·m~(-2);其中,完整种子达144±138粒·m~(-2),构成了苦豆子的植冠种子库;对种皮进行机械破损后,植冠种子库的种子发芽率达76.98%±11.89%,种子活力指数保持在72.44±39.01;苦豆子生殖株植冠种子库种子宿存的时间长达9个月,可以在较长时间范围内有效补充土壤种子库,并与土壤种子库共同执行种群更新和群落演替的繁殖体供应库的功能。研究结果有助于了解苦豆子的繁殖生态学特性,解析其在伊犁河谷恶性蔓延的生物生态学机理,为伊犁河谷草原生态系统的科学管理提供理论支持。     

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。     

沙丘区植物植冠储藏种子的活力和萌发特征

研究了科尔沁沙地10种植物的植冠储藏(成熟后在植冠中保留至翌年5月)种子的活力及萌发特性.结果表明：典型沙生植物(流动沙丘及半固定沙丘植物)沙蓬、乌丹蒿和差巴嘎蒿的植冠储藏种子80%以上具有活力,而非典型沙生植物的植冠储藏种子有活力的不足80%,甚至在30%以下;典型沙生植物的植冠储藏种子表现出“速萌型”的萌发特征.植冠种子库使典型沙生植物种子的脱落延迟到风季结束、雨季来临的时候,而且此时的种子活力较高、萌发迅速.植冠种子库是典型沙生植物适应流沙和季节性干旱的主要方式之一.     

植冠种子库及其生态意义研究

植冠种子库由成熟的种子宿存在植冠上形成。种子可在植物植冠中存留1～30年或者更长时间。40属木本植物中有1200种植物具有植冠种子库,它们大多分布在火灾易发区和干旱区。植冠种子库是植物繁殖对策的一个方面,具有延缓繁殖体传播、使繁殖体免受捕食、调节萌发时间、将种子降落在适宜位置等生态功能。本文对植冠种子库的概念、分类、具有植冠种子库物种的地理分布、植冠种子库的研究现状及植冠种子库研究中存在的问题进行了论述。应加强对干旱区植冠种子库种子脱落机制和沙漠地区植冠种子库生态意义的研究。     

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。     

温州裂叶月见草入侵群落和土壤种子库种类组成的季节动态

通过野外调查和萌发实验,研究了浙江温州地区裂叶月见草(Oenothera laciniata)入侵群落和土壤种子库种类组成的季节动态,结果表明:裂叶月见草土壤种子库中共有种子植物46种,种子库各层储昔与物种数量不同,呈现为上层(0～2 cm)>中层(2～5 cm)>下层(5～10 cm),层间差异较明显;裂叶月见草入侵群落地上植被与土壤种子库群落组成相似性系数为0.632,表明该群落裂叶月见草入侵时间不长,处在演替的初期阶段;裂叶月见草种子具有休眠特性,并在萌发的过程中阶段性破除休眠;裂叶月见草的重要值与群落的物种多样性存在着正相关性,但未达显著水平(P>0.05);在每年的11月至次年4月裂叶月见草营养生长期铲除是控制裂叶月见草传播和扩散的有利时机.     

松嫩草地次生光碱斑种子流及其生态恢复意义

通过陷井法 ,对松嫩草地次生光碱斑的表面种子流、土壤种子库动态进行了分析 ,调查发现次生光碱斑种子流数量巨大 ,种类相当丰富 ;次生光碱斑的表面种子流月份间差异极显著 ,6月份最小 ,10月份最大。次生光碱斑的土壤种子库很小 ,种类单一 ,原有的土壤种子库严重流失 ;与典型羊草群落相比 ,土壤种子库在种类和数量上均有很大差异。次生光碱斑的土壤种子库很小 ,尤其在 5、6月 ,造成次生光碱斑种子极度缺乏 ,是次生光碱斑植物自然恢复进程极其缓慢的重要原因之一。根据种子流的生理 -生态特征和数量特征 ,它对次生光碱斑的植被恢复具有重要意义 ,是潜在种源。     

铜尾矿废弃地与相邻生境土壤种子库特征的比较

土壤种子库是植被群落的重要组成部分,其特征决定了群落的演替方向。对铜陵杨山冲尾矿库6个植被群落及相邻两处生境的土壤种子库进行了研究。结果表明,尾矿内各植被群落种子库的种子密度间存在较大差异,变化范围为57—593粒/m2,平均种子密度为370粒/m2,尾矿坝体和周围山体种子库种子密度分别为999和121粒/m2,各样地土壤中种子均主要集中在0—5 cm范围内。尾矿种子库与坝体种子库间的相似性指数大于其与周围山体种子库的相似性指数,但尾矿内各植被群落种子库间的相似性较差,相似性指数的变化范围为0.308—0.636。可见,群落微生境对土壤种子库的种子密度和物种组成产生了较大的影响。尾矿种子库种类与地上植被的平均相似指数为0.355,低于坝体种子库种类与地上植被相似性系数。3处样地土壤种子库的物种多样性、丰富度和均匀度指数均表现为坝体>尾矿>山体。尾矿种子库在农田土壤中萌发并正常生长的幼苗为16科44属53种,而在尾矿基质中仅为9科36属45种,均以禾本科、菊科和豆科植物萌发和生长状况较好,这3科构成了尾矿地上植被的主要类型。尾矿种子库在尾矿基质中萌发成活率为62.2%—91.2%,约为坝体和山体土壤种子库在尾矿基质中萌发成活率的2倍。说明,组成尾矿种子库的种子大部分已经适应了尾矿的极端恶劣环境或者其本身就是耐性极强的植物类型。     

海南霸王岭陆均松种子雨和土壤种子库特征

为了解陆均松(Dacrydium pierrei)的自然更新能力,对海南霸王岭陆均松进行为期3年的种子雨、种子库及幼苗幼树观测,并分析其与环境因子的关系。结果表明,陆均松种子雨和种子库有效种子数量太少并存在季节性差异;其结实存在大小年现象;种子雨的扩散密度随着距母树距离的增加而逐渐减少;土壤种子库种子数量在枯枝落叶层所占比例最大,但有活力种子数量极少。幼苗幼树适宜生存的海拔范围为800~1 400 m,经度、纬度、坡度与幼苗幼树分布有明显相关性。因此,选择适宜季节采摘种子,提高种源数量和质量,清除林下枯枝落叶,增加种子萌发能力等以减少陆均松更新的限制条件的人工抚育措施应适当考虑。     

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。     

Seed bank patterns of Festuca pallescens in semiarid Patagonia (Argentina): a possible limit to bunch reestablishment

The pre- and postdispersal spatial patterns of the germinable seed bank of Festuca pallescens were evaluated in semiarid grasslands of Patagonia disturbed by sheep grazing. Before dispersal, the seed bank showed spatial heterogeneity and was significantly smaller than the postdispersal seed bank. The postdispersal seed bank was uniformly distributed in patches of bare soil. The size of the germinable seed bank varied with the topographic condition of sites. On slopes, bunches exhibited more panicles and the germinable seed bank was larger after dispersal and smaller before dispersal as compared with upland sites. Losses of the germinable seed bank during autumn and spring are partially accounted for by germination rates. Predominant westerly winds influenced the patterns of seed dispersal, but other agents such as predation or sheet wash may also be active, especially on slopes. The low persistence of the seed bank of F. pallescens, particularly at canopy gaps, indicates that this may constitute a primary control of the regeneration of this species in semiarid grasslands of Patagonia. Management of these grasslands for restoration should accordingly include practices oriented to an adequate replenishment of the germinable seed bank at these places.     

Seed Bank and Understorey Species Composition in a Semi-arid Environment: The Effect of Shrub Age and Rainfall

Understorey vegetation in patches of Retama sphaerocarpa shrubsin semi-arid environments is dependent on the overstorey shrublife history. Community structure changes with shrub age asa result of physical amelioration of environmental conditionsby the canopy and organic matter accumulation in the soil. Weinvestigated the effect of the canopy on understorey speciesdiversity in the field and its relationships with the soil seedbank under 50 shrubs from 5 to 25+ years old, and compared speciescomposition in the field in a wet and a dry year. Species compositionof the soil seed bank under R. sphaerocarpa shrubs did not differsignificantly with shrub age, but seed density increased asthe shrubs aged. In the field, community composition changedwith shrub age, increasing species richness in a process thatdepended on the amount of spring rainfall. Our results suggestthat the soil seed bank is rather uniform and that the shrubcanopy strongly selects which species appear in the understorey.There were seeds of many species present under both young andold shrubs but which only established under old shrubs. Thisshowed dispersal was not limiting species abundance and suggestedthat the canopy was an important sorting factor for speciespresent in the understorey. Less frequent species contributedthe most to patch diversity, and rainfall effectively controlledspecies emergence. Understorey community composition dependedon multiple interspecific interactions, such as facilitationby the shrub and competition from neighbours, as well as ondispersal processes. Facilitation in this environment is a keyfeature in the structuring of plant communities and in governingecosystem functioning. Copyright 2000 Annals of Botany Company Community structure, competition, dispersal, facilitation, species composition, rainfall variability, Retama sphaerocarpa, seed bank, semi-arid environments     

金沙江干热河谷滇榄仁开花物候与繁育系统

通过野外定点观测,并利用套袋实验、解剖实验以及花粉形态特征观察与活力检测、柱头可受性检测、花粉/胚珠比以及异交指数等,研究了金沙江干热河谷滇榄仁自然群体花部形态特征与开花进程、繁育系统特征以及传粉媒介与环境的适应性等内容。结果表明,滇榄仁始花期在每年4月上旬,群体花期持续时间为30d左右,开花同步性高,呈典型的"集中开花模式"。单花开放时,柱头先伸长和膨大,约4d后雄蕊伸出,具有雌雄异熟的特征,一定程度上避免了自交的发生。单花开放进程可划分为花蕾期、柱头伸长期、雄蕊始露期、盛开期、盛开后期、花谢期等6个时期。除了花蕾期外,整个开花期的花粉均具有活力。花粉活力与柱头可受性之间避开了最适授粉期,但也有部分重叠。滇榄仁可能同时具有风媒和虫媒传粉。繁育系统以异交为主,部分自交亲和,需要传粉者。滇榄仁花部特征、开花物候和繁育系统为其适应干热河谷恶劣气候环境提供了一定的生殖保障和进化潜力。良好的群落环境有助于促进滇榄仁异花传粉,产生更多有效的种子,从而促进林下自然更新。     

茂兰喀斯特森林中华蚊母树群落土壤种子库动态初探

 茂兰喀斯特森林中华蚊母树群落900m2样地内共有种子植物59种,其中19种主要植物已繁殖产生种子。群落每年以种子雨形式向种子库输入种子351.1粒·m-2,其中对群落更新有用的成熟有效种子150.8粒·m-2。土壤种子库中活力种子丰富,共有41种2510.5～2646.8粒·m-2。种子库中活力种子的种类和数量均随时间的变化而变化,不同时间种子库的差异主要在于现存植物活力种子的变化。土壤种子库每年输出活力种子171.9粒·m-2,其中萌发输出21.9粒·m-2,动物采食输出133.5粒·m-2,病菌危害引起的输出为3.2粒·m-2,种子自然衰老引起的输出为13.3粒·m-2。每年输出超过输入21.1粒·m-2。演替前期植物种子没有输入,只有缓慢输出,但没有萌发输出。     

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.     

Seed Ecology of the Invasive Tropical Tree <Emphasis Type="Italic">Parkinsonia aculeata</Emphasis>

Parkinsonia aculeata is an invasive tree native to tropical America, but introduced to Australia. Propagation and stand regeneration is mainly by seed. To gain baseline knowledge for management decisions, seed bank dynamics were monitored for two months during the fruit dispersal period at a coastal wetland in Costa Rica (native habitat), and at a coastal wetland and two semi-arid rangeland sites in Northern Queensland, Australia (introduced habitats). Seed bank densities underneath dense, uniform Parkinsonia stands were found to be lowest in the Australian wetland but highest in the Costa Rican wetland. Post-dispersal seed losses were highest in the Australian wetland, primarily due to seed germination and/or death. At the other sites, seed losses were minor during the study period, and predation was the most important cause of losses. At the two rangeland sites bruchid beetles accounted for more than 95% of the seed losses by predation. Total predation was lowest in the Costa Rican wetland. In order to test for intrinsic differences of seed characteristics, germination trials were conducted using both canopy seeds and seeds from the soil seed bank. Dormancy release and germination rate were studied under four temperature treatments. In all populations, dormancy release increased with increasing temperature, but averaged responses were significantly different between Costa Rican and Australian seed populations, and between seeds collected from the soil and from trees. Germination rate of scarified seeds was fastest at 35 °C in all tested seed populations. While high seed germination levels seem to explain low seed bank densities in the Australian wetland, the large seed banks at the rangeland sites reflect the lower incidence of favourable conditions for germination. In the Australian wetland biocontrol with bruchids is unlikely to be successful, while control by conventional methods, such as killing stands by basal bark spraying, seems feasible, due to a lower long-term risk of re-infestation from the soil seed bank. At the rangeland sites conventional control will be difficult and costly. Parkinsonia stands may be better left to their own, while bruchid populations are monitored and management efforts are concentrated on preventing further invasion.