岷江干旱河谷灌丛土壤种子库及其自然更新潜力评估

为了解岷江干旱河谷区灌丛植被土壤种子库的特征及预测灌丛植被自然更新的潜力,利用土壤种子库"萌发法"(每个地段15个2m×2m样方内分土表层、0-5cm土层和5-10cm土层采集土样)及野外植被调查方法(每个地段15个1m×1m的调查样方),研究了岷江干旱河谷3个地段(河谷下游边缘汶川地段、核心茂县地段以及上游边缘松潘地段)阳坡灌丛植被土壤种子库及其与地上植物群落的关系。发现:土壤种子库发芽试验共观察到4274株幼苗,分属于113个物种。土壤种子库密度在102—103ind./m2,物种数在12—23种/0.06m2,边缘地段的土壤种子库平均种子密度(ind./m2)和平均物种数(种/0.06m2)均比中心地段(茂县)高。3个地段土壤种子库和地上植被的组成物种均多为多年生植物,地上灌丛与其土壤种子库的密度及物种数均呈不显著相关性;物种组成的Sorensen相似性指数较低,不足30%,但土壤种子库均比地上植被具有更高的物种丰富度。综合分析表明,岷江干旱河谷灌丛具有依靠土壤种子库实现自然更新的潜力,但由于物种组成相似性较低,现存灌丛植被一旦遭到破坏后,单依靠土壤种子库自然恢复到现存植被是困难的,需要在自然恢复潜力评估基础上积极充分采取人工促进自然恢复的策略,同时也应充分考虑干旱河谷植被及其自然更新潜力的空间异质性。探明岷江干旱河谷区灌丛植被的土壤种子库特征,是认识灌丛植被自然更新潜力的基础,是合理制订该区植被恢复与管理措施的重要依据。     

内蒙古锡林郭勒克氏针茅退化草原土壤种子库特征

以内蒙古锡林郭勒地区克氏针茅(Stipa krylovii)草原不同退化等级群落为对象,研究克氏针茅退化草原可萌发土壤种子库特征.结果表明,随着草原退化程度的增加,不论是土壤总种子库还是持久土壤种子库,组成和密度均明显下降, 重度和极度退化草原土壤总种子库密度下降至仅为轻度退化草原的46.8%和11.1%.代表土壤总种子库的4月份取样, 轻度、中度、重度和极度退化草原各样地0～9 cm土壤种子库密度分别为2800、1278、1311和311粒·m-2;代表持久土壤种子库的6月底取样,4个样地土壤种子库密度分别为1667、967、334和167粒·m-2.多数植物土壤种子库主要分布在0～6 cm土层,各样地种子库密度随土壤深度的增加而减少,轻度、中度、重度和极度退化草原4月份0～6 cm土层种子库分别占总种子库(0～9 cm)的98.4、96.5、95.8 和85.7%.不同退化等级草原地上植被与土壤种子库的Sorensen相似性指数介于0.24～0.48.     

河西走廊沙漠人工植被区土壤种子库特征

土壤种子库作为地上植被更新的重要的种源储备库,在植被自然恢复和演替过程以及生态系统建设中起着重要作用。以河西走廊不同区域沙漠人工植被为研究对象,研究了土壤种子库物种组成、时空分布和数量变化特征。结果表明：河西走廊沙漠人工林土壤种子库共出现27种植物,分属8科22属,以藜科植物最多,生活型以草本植物种子比例最高,占到90.6%—95.06%;土壤种子库密度介于19.29粒/m~2—858.57粒/m~2之间,从东到西呈水平地带性分布,土壤种子库分布主要集中在0—2cm土层中,不同样地土壤种子库密度均呈明显的垂直分布,在0—10cm土层内,随着土层深度增加,种子库密度先减小后增大;土壤种子库多样性(Simpson指数)在河西走廊东段沙漠人工植被区最高,在0.671—0.812之间,河西走廊中段沙漠人工植被区为0.417—0.809之间,河西走廊西段沙漠人工植被区为0.256—0.707之间,从东到西呈下降趋势,Shannon-Wiener指数、Margalett丰富度指数、Peilow均匀度指数也表现出相同的趋势,说明由于生境的植被的异质性程度高,使土壤种子库之间的差异性显著;河西走廊沙漠...     

沙坡头地区生物结皮覆盖区土壤种子库组成及垂直分布特征

采用野外随机取样和室内萌发试验相结合的方法,对沙坡头人工植被区的藓类结皮、地衣结皮和裸沙覆盖区土壤种子库的组成及垂直分布特征进行了研究。结果表明:1)人工植被区土壤种子库的物种组成简单,以1年生草本为主,相较于裸沙,两种生物结皮的存在显著增加了土壤种子库的密度(P0.01),但降低了土壤种子库的物种多样性及其与地上植被的相似性;2)两种生物结皮覆盖区土壤种子库的总密度虽无显著差异,但在0—2 cm土层中,地衣结皮土壤种子库的密度显著高于藓类结皮(P0.05),而在2—5 cm和5—10 cm土层中,藓类结皮土壤种子库的密度高于地衣结皮,但差异不显著;3)不同生物结皮覆盖区土壤种子库的垂直分布特征存在差异,藓类结皮覆盖土壤中有活力的种子主要分布在0—5 cm土层中,而地衣结皮和裸沙覆盖土壤中有活力的种子主要分布在0—2 cm土层中,且随着深度的增加,土壤中有活力的种子急剧减少。该研究表明,相较于裸沙,生物结皮的存在不仅增加了土壤种子库的大小,还改变了土壤种子库的垂直分布格局。生物结皮层下仍有相当比例有活力的小种子,这些种子欠缺萌发条件,对地上植被的贡献作用较小,但它们的存在对荒漠生态系统健康及可持续发展具有重要意义。     

洞庭湖青山垸退耕地不同水位土壤种子库特征

研究退耕地土壤种子库的组成特点和分布规律是评价受损湿地生态恢复效应的重要组成部分.本文以洞庭湖典型退田还湖区——青山垸为对象,研究了不同水位及湿地土壤(0～2、2～5和5～10 cm)种子库的大小、物种组成多样性及其与地上植被的关系.结果表明: 青山垸土壤种子库密度、丰富度指数以及地上植被与土壤种子库的相似性系数沿低-中-高水位梯度呈“V”型变化.常淹区种子库密度最高,为(36943±5207)粒·m^-2,偶淹区最低,为(18618±6977)粒·m^-2,洪淹区居中,为(30572±5329)粒·m^-2;地上植被与土壤种子库的相似性系数(Sorensen系数)为常淹区(0.76)>洪淹区(0.53)>偶淹区(0.41).种子库密度、物种多样性指数和物种丰富度指数沿土壤剖面呈递减趋势,但不同水位的递减幅度存在差异.种子库密度、物种丰富度以及地上植被与湿地种子库的相似性系数沿水位梯度呈规律性变化,与其所处的地理位置水文波动和植被的物种生活型组成等密切相关.     

南洞庭湖杨树清理迹地恢复初期土壤种子库特征及其与土壤因子的关系

本文研究了杨树清理1、2年后迹地的土壤种子库结构、多样性及其与地上植被和土壤因子的关系,并以未清理杨树洲滩为对照,探讨洞庭湖杨树清理迹地土壤种子库在植被自然恢复中的潜力。结果表明: 研究样地土壤种子库萌发出的植物种子分属23科59属65种,各样地土壤种子库密度和物种数大小为:1年迹地(11810粒·m^-2,49种)＞2年迹地(9686粒·m^-2,44种)＞对照(6735粒·m^-2,29种)。与未清理洲滩相比,清理迹地土壤种子库与地上植被多年生中生和湿生植物物种多样性和相似性系数增加,土壤含水率和养分含量升高,pH值降低。土壤含水率和有机质与水蓼等湿生植物分布的关系密切,全钾和全磷对虉草等多年生植物分布的影响较大。在杨树清理迹地自然恢复过程中,随着土壤理化性质的变化,土壤种子库的物种数目和密度显著增加,以致地上植被物种多样性升高,因此,土壤种子库成为迹地湿地植被恢复的重要繁殖体来源。     

轮牧时间对荒漠草原土壤种子库特性的影响

探讨季节性放牧下土壤种子库的特性对荒漠草原合理利用具有重要作用。以宁夏荒漠草原为对象,通过封育(FY)、传统时间轮牧(FG)、延迟开始轮牧(YG)、提前结束轮牧(TG)、延迟开始并提前结束轮牧(YT)和自由放牧(ZY)处理,研究了0～5、5～10、10～15 cm土层土壤种子库物种组成、种子库密度、垂直分布、多样性及其与地上植被的关系,探讨了种子库与土壤环境因子的关系。结果表明: 研究区土壤种子库物种组成共有9个科21个种。土壤种子库物种组成以TG种子库种类最多,达13种,而FY和ZY土壤种子库种类最少,各8种。ZY土壤种子库密度显著高于FY、YG、TG、YT;FY的土壤种子库中多年生植物种子数量最多,达32.0%;ZY种子库中多年生植物种子数最少,仅为12.4%,主要以有性繁殖的一年生杂类草种子为主;土壤种子库主要集中于0～5 cm表层土壤,随着土层深度的增加,土壤种子库大小降低。土壤种子库的优势度和多样性均以FY最高,优势度、多样性和均匀度均以ZY最低。土壤种子库与地上植被的相似性总体较低,相比之下FG及ZY种子库与地上植被相似性较高,FY最低。土壤水分、有机质、全氮、全磷、土壤容重是影响土壤种子库的主要土壤因子。与传统全年自由放牧相比,季节性四区轮牧能使荒漠草原土壤种子库多年生植物种类、密度以及种子库物种丰富度、多样性和均匀度增加,虽作用不及长期封育草地,但对荒漠草原的利用与保护具有重要意义。     

土壤种子库对漫溢区受损植被更新的贡献

在塔里木河下游选择两个典型漫溢区,在野外进行了土壤种子库萌发试验,并与河水漫溢区的幼苗库进行比较,以确定土壤种子库对受损植被更新的贡献度.结果表明：两个漫溢区土壤种子库物种数均为12种,生活型组成以多年生草本和灌木为主;种子库密度分别为282.5和173.2粒·m^-2,表层土壤(0～2 cm)种子密度分别占总密度的76.9%和71.0%.土壤种子库对实生幼苗的物种组成和密度具有显著影响,两个漫溢区实生幼苗数量分别有84.7%和99.4%来源于土壤种子库.两个漫溢区土壤种子库与实生幼苗库物种相似性系数分别为0.72和0.63;实生幼苗密度与种子库密度具有很好的正相关性,说明土壤种子库对植被更新具有重要贡献.     

衡阳紫色土丘陵坡地不同土地利用模式下土壤种子库特征

为了解衡阳紫色土丘陵坡地不同土地利用模式下土壤种子库特征,利用土壤种子库"萌发法",对衡阳紫色土丘陵坡地种子库在封山育林(20a)模式(Ⅰ)、退耕还林(2a)模式(Ⅱ)、农耕模式(Ⅲ)的土壤种子库进行分析。结果表明:(1)3种土地利用模式种子库平均密度的大小顺序为:模式Ⅱ模式Ⅲ模式Ⅰ。(2)土壤种子集中分布于0~5cm土层,随土层深度增加,种子数量与种类趋于减少。(3)3种土地利用模式种子库物种Czekanowski相似性系数(CC)较低,Patrick丰富度指数(R)的大小顺序为:模式Ⅱ模式Ⅰ模式Ⅲ(P0.05);Shannon-Wiener指数(H)和Pielou均匀度指数(E)的大小顺序均为:模式Ⅱ模式Ⅲ模式Ⅰ(P0.05);Simpson指数(D)的大小顺序为:模式Ⅰ模式Ⅲ模式Ⅱ(P0.05)。(4)土壤种子库所含物种数较接近,物种组成以草本植物为主,菊科、禾本科占优势。(5)封山育林模式和退耕还林模式属于进展演替,封山育林模式处于较高演替阶段,农耕模式属于逆行演替。研究表明:衡阳紫色土丘陵坡地具有依靠土壤种子库实现自然恢复的潜力,但单依靠土壤种子库自然恢复到现存植被是困难的,需要在自然恢复潜力评估的基础上积极充分采取人工促进自然恢复的策略,促进当地的植被恢复。     

元江流域干热河谷灌草丛土壤种子库与地上植物群落的物种组成比较

土壤种子库与地上植被之间的关系和相似性是长期争议的群落生态学问题之一。本研究旨在通过比较元江流域干热河谷典型灌草丛群落与其土壤种子库的物种组成, 探讨土壤种子库与地上植物群落存在怎样的相似性关系。在元江干热河谷上、中、下游选取典型灌草丛群落, 采用典型样地调查法进行植物群落调查, 同时在样方内采集0-5 cm、5-10 cm、10-15 cm三层土壤样品, 采用萌发实验研究土壤种子库的种子数量和物种组成, 并与地上植物群落进行比较。结果表明: (1)全部调查样方的地上植被中共包含种子植物76种, 隶属于25科64属, 主要集中在豆科、禾本科、菊科、大戟科, 群落物种组成以多年生草本为主、灌木为辅; (2)土壤种子库中共发现33种植物, 隶属于14科32属, 以旱生型禾本科、豆科、菊科物种为主; (3)土壤种子库中的植物种子密度在表层土壤中最高, 随着土层的加深而递减; (4)各样方的土壤种子库与地上群落共有物种数较少, 相似性较低; 土壤种子库密度与地上群落的种群密度没有显著的相关性。总体而言, 本研究发现元江流域干热河谷典型灌草丛群落其土壤种子库与地上群落之间没有显著的相关性, 并且地上群落和土壤种子库都有外来入侵种类。     

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.     

石羊河中游沙漠化逆转过程土壤种子库的动态变化

在石羊河中游,应用空间代替时间的方法,选择流动沙丘以及封育恢复5a、15a和25a的沙漠化逆转过程序列,研究了沙漠化逆转过程土壤种子库的变化特征。结果表明:石羊河中游沙漠化土地土壤种子库由4科12种植物组成,种子库主要分布于表层0-5cm。在沙漠化逆转过程中,土壤种子库物种数趋于增加,物种组成以1年生草本植物占优势逐渐向多年生草本植物和半灌木植物转变;种子库密度、表层土壤种子比例、物种多样性指数、与地上植被的相似性呈现先增大后降低趋势;沙漠化土地生态恢复间隔的时间越长,土壤种子库间的相似性程度越低;沙漠化土地与地带性植被区种子库的相似性逐渐增大,但是恢复25a沙漠化土地也仅达到0.36。研究认为,沙漠化逆转过程也是沙漠化土地土壤种子库向地带性植被土壤种子库演变的过程,而且是一个十分缓慢的过程,该研究有助于丰富干旱区土壤种子库的理论和指导干旱内陆河流域沙漠化土地的生态恢复实践。     

滇东南岩溶山地退化植被土壤种子库的储量与组成

 在云南省东南部3个典型岩溶地点的土壤种子库储量与组成的研究表明,不同地点代表不同退化与恢复阶段的次生林、灌丛与退化草地的土壤内均储藏有丰富的植物种子,其密度值变动于4 090～14 930粒·m－2之间;物种数23～45种,其中草本物种及其种子储量最丰, 灌木次之,乔木和藤本及其种子稀少。在0～10 cm土层内,随着深度的加深,种子密度由0～2 cm,2～5 cm,5～10 cm逐渐减少,次生林的降低幅度相对较小。相对而言,种子密度值、物种数都以次生林为高,灌丛与退化草地之间的差异较小。同时次生林种子库中的乔、灌木的种子数量相对较多,而草本相对较少。从物种组成来看,少数物种的种子在库中的储量十分丰富,且各种子库间在物种组成上有很大的相似性,同一地点的3种植被类型间的两两相似性系数在0.6～0.7之间,不同地点的任一两类型间的相似性系数在0.4～0.6之间。9.3%的物种在所有样地内都出现。每一种子库中储量最丰的前3位都来自菊科的胜红蓟（Ageratum conyzoides）、劲直白酒草(Conyza stricta)、紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)、一点红（Emilia sonchifolia）,唇形科的鸡骨柴（Elsholtzia fruticosa）,蔷薇科的长毛绣线菊(Spiraea martinii var. pubescens)。     

The role of the soil seed bank in vegetation recovery on an oceanic island severely damaged by introduced goats

Question: Are the seed banks of an isolated subtropical oceanic island capable of naturally regenerating vegetation either with species of the historical forest community or with the existing grassland community after severe damage to the vegetation by goats? Location: Nakoudojima Island, Bonin Archipelago (Ogasawara Shoto), Japan. Methods: Soil samples were collected at 0–5 cm and 5–10 cm depths from seven plots in forests, grasslands, artificially matted areas and bare land. Soil seed banks were assessed using the seedling emergence method followed by the hand‐sorting of ungerminated seeds. We determined the size and composition of the seed banks in upper soil layers of plots and compared the seed banks to the standing vegetation. Results: A total of 12 220 seedlings belonging to 42 species from 20 families germinated. Total mean seed density (0–5 cm depth) was low in all plots within forest, grassland, and heavily degraded vegetation types (34.7 ± 8.6 to 693.5 ± 123.6, 58.6 ± 7.8 to 107.1 ± 10.0, and 1.1 ± 0.5 to 7.2 ± 2.3 seeds/m², respectively). Forbs and graminoids dominated the seed banks of grassland and forest plots including Cyperus brevifolius, Gnaphalium pensylvanicum, Oxalis corniculata and Solanum nigrum, and these alien species comprised 90% of the density of the seed bank. There was little correlation between seed banks and standing vegetation of the island (Sørensen similarity coefficient values 0.26 to 0.45). Conclusions: If natural regeneration occurs from the seed bank of the island, future vegetation will not move toward the original forest community, because the seed bank is dominated by non‐native herbaceous grassland species. Though isolated, a few forest remnants with low species richness could be an important source for the natural re‐establishment of forest on the island; however, seed availability may be limited by either poor dispersal or pollination so that woody species will probably recover very slowly on this goat‐impacted island.     

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。     

The soil seed bank and understorey regeneration in Eucalyptus regnans forest,Victoria

Abstract The soil seed bank and its relation to the extant vegetation in a Eucalyptus regnans F. Muell. forest in the Central Highlands of Victoria were examined. The average seed density was 430 germinable seeds m^?2 to a depth of 2 cm. There was a polynomial regression relationship between the density and species richness of seeds in soil and forest age (0. 6–54 years). Species richness was not significantly different among soil depths (0- 2 , 2- 5 , 5–10 and 10–20 cm) in the forest stand of 54 years old. More seeds germinated from the 5–10 cm depth than from the other depths. Forbs accounted for 73% of the total germinable seeds and there was no germination of E. regnans. The number of species, particularly woody plant species, germinating from the soil seed bank were significantly lower than in the extant vegetation. However, almost all species present in the soil seed bank were present in the vegetation. The soil seed bank provides an important source for the rapid regeneration of understorey vegetation following clear-cutting and slash-burning in the E. regnans forest. The rapid understorey establishment may play an important role in protecting soil from erosion, in nutrient conservation, replacement and redistribution. The soil seed bank may also be a necessary source of maintaining genetic diversity in the forest over the long term.     

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。     

Soil seed bank dynamics in alpine wetland succession on the Tibetan Plateau

The primary goal was to address several questions with regard to how soil seed banks change in a successional series. How does the composition of the viable seed bank change, and how does the relationship of the soil seed bank and vegetation change with succession? Can the seed bank be regarded as a potential as a source of seeds for wetland restoration? We collected soil seed bank samples and sampled the vegetation in four different successional stages and used the NMDS (nonmetric multidimensional scaling) to evaluate the relationship of species composition between the seed banks and vegetation. The difference of seed density and species richness in different habitats and soil depths also was compared. Viable seeds of half (37) the species in the early-successional stage were found in all the successional stages. Similarity between seed bank and vegetation increased with succession. Both seed density and species richness in the seed bank increased with successional age and decreased with soil depth. The majority of species from the early-successional stage produced long-lived seeds. Seed density and species richness increased with succession, mainly as a result of increasing seed production, and hypotheses predicting decreasing density of buried seeds and species richness were not confirmed. Seed banks play a minor role in contributing to the regeneration of vegetation, and managers cannot rely on soil-stored seed banks for restoration of wetlands.