沙丘生态系统种子库研究现状、趋势与挑战

风蚀和沙埋赋予沙丘生态系统独特的自然物理和生物过程。沙丘生态系统种子库研究对于沙区植物多样性保护和生态恢复至关重要。但是人们对沙丘生态系统种子库的时空格局、形成机制和生态功能的认识还很肤浅。近些年, 沙丘生态系统种子库开始受到关注。该文对20年来沙丘生态系统种子库研究进行了回顾总结, 论述了沙丘生态系统种子库研究现状, 剖析了沙丘生态系统种子库现有结论, 阐述了沙丘生态系统种子库研究趋势与面临的挑战。沙丘生态系统种子库研究已获得以下认识: 1)沙丘生态系统类型、部位和深度决定种子库大小与组成; 2)沙丘生态系统种子库季节、年际变化受风沙活动和降水调控; 3)沙丘生态系统种子库受各种干扰的综合影响; 4)生境对沙丘生态系统种子库具有重要影响; 5)沙丘生态系统种子库结构和组成与植物繁殖对策密切关联; 6)种子库对沙丘生态系统植被恢复贡献率因沙丘类型而异。沙丘生态系统种子库研究应强化如下方面: 1)种子库区域分异规律研究; 2)种子库与植物生活史阶段的联系的研究; 3)多种干扰方式综合影响下的种子库研究; 4)种子库对沙丘生态系统植被恢复贡献的研究; 5)沙丘生态系统自然物理过程与种子库耦联关系的研究。     

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.     

立地条件和树龄对刺槐和小叶杨叶水力性状及抗旱性的影响

以形成黄土高原“小老树”的2种典型树种刺槐和小叶杨为对象,研究了立地条件(沟谷台地和沟间坡地)和树龄对两种树木叶水力学性质和抗旱性的影响,探讨“小老树”形成的水力生理机制.结果表明: 水分较好的沟谷台地上生长的两种树木的叶最大水力导度(K_max)明显大于水分较差的沟间坡地,叶水力脆弱性(P₅₀)也较高;随树龄增加,两种树木的K_max明显下降,但P₅₀差异不大.台地上生长的两种树木的叶表皮导度和PV曲线参数(膨压损失点时的相对含水量RWC_tlp、膨压损失点时的水势ψ_tlp、饱和含水量时的渗透势ψ_sat)均大于坡地;随树龄增加,两种树木的叶表皮导度显著下降,PV曲线参数出现不同程度的下降.两种树木K_max与ψ_tlp呈显著正相关,P₅₀与PV曲线参数之间存在一定的相关性,表明K_max与抗旱性之间存在一种权衡关系,P₅₀是反映两种树木的抗旱性特征之一.     

科尔沁沙地15种禾本科植物种子萌发特性比较

在实验室条件下,观测了科尔沁沙地乌兰敖都地区禾本科植物当年新采种子的萌发特点．15种植物中,披碱草、糙隐子草、冠芒草、大油芒、芦苇、虎尾草、野古草、狼尾草的发芽率超过80％,水稗草、牛鞭草、虱子草、狗尾草的发芽率不足10％．1～3d开始发芽的植物有大油芒、画眉、芦苇、虎尾草、披碱草、冠芒草、毛马唐、糙隐子草．超过10d基本不发芽的植物包括狗尾草、虱子草、牛鞭草．发芽持续期小于10d的植物包括毛马唐、水稗草、芦苇、画眉草、大油芒;发芽持续期21～30d的植物有披碱草、冠芒草．发芽种子超过总发芽种子的50％需要天数为虎尾草2d,芦苇3d,大油芒4d,披碱草5d,糙隐子草5d,野古草7d,冠芒草7d,狼尾草10d．与英国Sheffield地区相比,乌兰敖都地区一年生禾草发芽率低的所占比重更大,发芽更为缓慢;乌兰敖都地区多年生禾草的发芽率差别很小,但发芽更为缓慢．杂草植物萌发的风险分摊能力相对明显,因此抗干扰能力相对较强．     

论转基因林木的潜在生态风险性

基因工程技术为加快林木遗传改良进程开辟了一条崭新的途径．由于林木栽培环境复杂、生产周期长、经营管理粗放,且主要为风媒传粉植物等原因,与集约化程度较高的农作物相比,转基因林木环境释放及推广的潜在生态风险性更大．如转基因林木大量种植可加速该树种遗传多样性水平降低,导致遗传脆弱性;转基因林木的长期持续强选择压力作用导致害虫、病菌协同进化;外源基因逃逸有可能使非转基因植物的生态适合度增强或降低,进而影响到自然界的物种多样性等。     

画眉草种子萌发对策及生态适应性

研究了画眉草种子在不同贮藏条件以及光照、温度和降雨等环境因素下的萌发对策.结果表明,画眉草新种子具有较强的内在休眠;4个月的干藏和冷藏处理对解除种子休眠作用不明显,但较长时间的贮藏（干藏1年）则能促进种子成熟.画眉草种子在光照和黑暗条件下都能萌发,但较强的光照更有利于种子萌发.种子萌发适宜温度是28 ℃,温度升高和降低都会导致画眉草种子萌发率下降;变温条件下（16～28 ℃）种子萌发率高于恒温28 ℃条件,但两个处理间的萌发率没有显著差异.种子萌发降雨阈值是10 mm,种子萌发率和萌发持续时间均随降雨量的增加而增加.画眉草种子具有迅速萌发和推迟萌发时间超过1年以上两种萌发对策.根据种子形态特征和萌发策略,推断画眉草具有持久土壤种子库.     

沙埋对六种沙生植物种子萌发和幼苗出土的影响

研究了沙埋对科尔沁沙地6种优势植物的种子萌发和幼苗出土的影响．进行0．2、4、6、8、10和12cm等7个深度沙埋处理．结果表明,在不同沙埋处理时,沙蓬萌发差异显著。而差不嘎蒿2锄埋深与其他埋深的发芽差异显著,其他4种植物0cm埋深与其他埋深的发芽差异显著;沙埋对所有植物幼苗出土均有显著影响,埋深增加,出苗率减小;繁殖体大的物种与繁殖体小的物种相比,能从更深沙层中出苗,幼苗出土最大深度排序为苦参>东北木蓼≥沙蓬>山竹子>雾冰藜>差不嘎蒿．     

植物功能型及其研究方法

植物功能型被广泛应用于植被生态学研究领域。通过植物功能型的研究有利于阐述干旱区植被与干扰的关系和分析生物多样性丧失和杂草入侵的机制。本文对植物功能型的概念、应用、研究方法及研究趋势进行了综述 ,并介绍了植物功能型模型的建立及其在植被预测和管理中的运用 ,旨在促进我国干旱区的植被管理研究     

西藏特有灌木砂生槐繁殖生长对海拔和沙埋的响应

砂生槐是西藏特有植物,主要分布在雅鲁藏布江中游地区及拉萨河,年楚河等主要支流宽谷区,为评价高原海拔引起的水热条件变化对砂生槐繁殖和生长的影响,沿雅鲁藏布江河谷600多公里海拔从3139m到3925m的样带上,对砂生板天然种群进行了调查,结果表明：沿着高原河谷海拔升市制 梯度,降水量由600mm下降到400mm,年平均气温由8.2℃下降到5.8℃,砂生槐的种群密度趋与增加,其径趋于减小,但植株高度和新枝长度并未随海拔升高呈明显升降变化。种子库密度,种子千粒重,实生苗密度,萌蘖苗密度也没有随海拔高度的变化而呈明显的升降变化。砂生板适应海拔引起的水热条件的变化在生殖方面并为作出大的调整,但在适应风沙干扰方面表现了繁殖方式的调整,即在未受沙埋时,种子繁殖趋于占主导地位,在生境受到沙埋时,营养繁殖趋于占主导地位,繁殖方式的调整可能是砂生槐适应风沙干扰的最主要对策。     

西藏雅鲁藏布江中游河谷砂生槐种群种子库特征

对西藏特有豆科灌木砂生槐种子库特征研究表明 :雅鲁藏布江中游河谷阶地天然砂生槐种群种子库平均密度变化于 6 .8～ 2 5 .2粒 /m2 。相距 1 0 0 km以上的地区、相隔 1 0 0 m以上的样地以及 2 0 cm× 2 0 cm的连续小样方间种子库密度均存在显著差异 ,不同地区的种子库密度的变异 4倍左右 ,而样地间的变异 3倍左右 ,但样地内小样方间的变异则更大 ,在调查的 90 0个小样方中 ,种子库密度为 0、2 5、5 0、75、1 0 0粒 /m2 分别占 6 3%、2 6 %、8%、2 %、1 % ,种子库密度大于 1 2 5粒 /m2 不足 1 %。地区、样地和小样方尺度上的方差分别为总方差的 3% ,2 1 .2 %和 75 .8%。种子库中种子主要集中在地表 ,占 70 %左右 ,0～ 2 cm土层占 1 7.9% ,2～ 5 cm占 1 1 .9% ,5 cm以下基本没有种子存在。在地形较平坦的相对封闭的丘间低地 ,风力、流水和重力对种群的干扰相对较轻 ,可以近似地视为无干扰生境。在这种生境砂生槐种群发育较好 ,以 2 0 cm× 2 0 cm的小样方为单元 ,85 %的小样方都有种子分布。风、流水和重力都不同程度地搬运砂生槐种子 ,其中风力搬运的距离一般在 6 m左右 ,重力搬运的距离一般在 1 0 m左右。流水搬运的距离因地形、水流强度而变化较大。风力和重力搬运的距离虽然相对较短 ,但为流水的搬运