西天山野果林不同居群黑果小檗土壤种子库及幼苗更新研究

通过野外调查及采集土样,对新疆西天山野果林内黑果小檗(Berberis atrocarpa Schneid.)3个自然居群(霍城、新源和特克斯)的土壤种子库及幼苗更新情况进行研究。结果显示,3个居群内黑果小檗土壤种子质量无显著差异,霍城、新源和特克斯居群黑果小檗土壤种子库中完整种子分别占种子总数的51.6%、49.4%和54.1%。霍城、新源和特克斯居群黑果小檗完整种子均聚集在枯枝落叶层,分别为98.4%、97.4%和100%,3个居群5~10 cm土层均未发现黑果小檗种子。土壤种子水平扩散距离随着坡度的增加逐渐增大。霍城、新源和特克斯居群黑果小檗幼苗均为根蘖苗,根蘖繁殖可使幼苗扩散到母株周围100 cm范围或更远处。Ⅱ级苗(20~40 cm)数量最多,占幼苗总数的50%;3个居群黑果小檗的Ⅰ级苗(0~20 cm)向Ⅱ级苗的转化率均为100%;霍城和新源居群Ⅱ级、Ⅲ级(40~60 cm)苗间的转化率较低,分别为29%和32%,特克斯居群Ⅱ级、Ⅲ级苗间的转化率较高,为78%。研究结果表明西天山野果林黑果小檗种子易滞留于地表,难以进入土壤深层且土壤中种子霉变率高,这可能是黑果小檗自然更新困难的原因。     

天然东北红豆杉土壤种子库研究

在黑龙江省穆棱东北红豆杉自然保护区内,对10株天然东北红豆杉结实母树冠下的土壤种子库进行了调查分析.结果表明:东北红豆杉土壤种子库中的种子数量在垂直方向和水平方向上都表现出明显的规律性.在不同深度土层中的种子数量差异显著(p＜0.05).枯枝落叶层及0～5cm土层集中了最大量的种子,占总量的84%,随土层深度的增加,种子数量逐渐减少,15cm以下极少有种子出现.土壤种子库中具有活力的种子数量极少,不到总量的1%.种子丧失活力的首要原因是被昆虫和啮齿类动物啃食,占损失量的52%,其次是腐烂,占29%.在水平方向上,东北红豆杉种子具有近母株分布的特点,且在不同方向上种子数量差异极显著(p＜0.01).当年下落到地面的东北红豆杉种子,按远离母株的顺序,种子数量逐渐减少;在围绕母株的八个方向上,东向的种子数量最多,其次是东北、北和东南方向,西面的种子数量最少.当年下落的3%的完好种子补充到土壤种子库中.自然条件下,东北红豆杉以种子繁殖,土壤种子库是其自然更新及种群恢复的重要基础,本研究结果对于东北红豆杉濒危机制的探索及种群恢复具有重要的理论意义.     

香果树(Emmenopterys henryi)种群种子雨、种子库及 实生苗数量的海拔梯度变化

香果树为我国Ⅱ级野生保护植物,由于原生境中香果树种群的数量迅速减少,目前已濒临灭绝,种群亟待恢复。研究了武夷山不同海拔的香果树种群种子雨、种子库及其幼苗存活现状,目的是阐明不同海拔地区的香果树种群自然更新的动态过程,寻找其更新脆弱的环节及其影响因素,为香果树自然种群的恢复提供理论依据。以分布于不同海拔高度（819、980、1 140及1 301 m）的香果树母树为中心,在其周围（东、南、西、北四个方位）布设种子雨收集框和土壤种子库样方,连续观测种子雨和种子库的动态,并对不同地表覆盖物中种子萌发及幼苗数量进行观测和记录。结果表明,武夷山香果树种群种子雨持续时间近2个月,尤其是11月底至12月中旬为种子雨高峰期;随着海拔的上升,香果树种子总密度以及虫蛀种子密度均显著降低,但千粒重以及饱满种子密度则有所增加;香果树土壤种子库为瞬时种子库,其水平分布以母树南侧和西侧种子密度较大,母树北侧种子密度最小。香果树种子的垂直分布主要集中于枯落物和苔藓层;3月时香果树土壤种子库中存留的饱满种子仅占种子散布后1.80%,而1年实生苗存活率为6.18%,土壤种子库的损耗是其种群自然更新困难的主要原因;不同地表覆盖物对香果树幼苗的存活产生显著影响,枯落物及苔藓层的幼苗死亡率显著高于土壤表面。建议清理林内枯落物及苔藓,增加林内裸露土壤的面积,减小地上草本的盖度,以减少种子霉烂、虫蛀的几率,增加香果树实生苗胚根与土壤接触的几率以及改善光照条件,促进香果树自然更新。     

格氏栲天然林林窗和林下种子散布及幼苗更新研究

以格氏栲(Castanopsis kawakamii)天然林为研究对象,探讨了林窗和林下格氏栲种子雨、种子库的分布特征及幼苗更新状况。结果表明:林窗种子雨总量和完好种子密度高于林下,未成熟种子比例低于林下;林窗和林下种子雨高峰期掉落数量分别占种子雨总量的77.13%和74.5%;林窗种子库储量低于林下,种子库中以全食或捡拾种子比例最高,其中种子库储量垂直分布表现为枯落物层(约占2/3)>腐殖质层(0～5 cm)(约占1/3)>心土层(5～10 cm)(小于1%),以格氏栲种子占绝对优势;格氏栲从种子到幼苗的转化率低,林窗中格氏栲完好种子密度与幼苗密度均高于林下。林窗微生境提高了种子散布过程中格氏栲成熟种子的密度和比例,有利于促进格氏栲的幼苗更新,表明林窗在格氏栲种群恢复过程中扮演着重要角色。     

福建闽清福建青冈天然林种子雨和种子库

对福建闽清黄楮林自然保护区的福建青冈(Cyclobalanopsis chungii)天然林的种子雨和土壤种子库进行了观测和分析.结果表明,福建青冈种子雨持续2个月,其高峰期在11月下旬～12月上旬,总量为12.44个m~(-2),在种子散布过程中完好种子、虫蛀种子、败育种子、霉烂种子和萌发种子的比例差异明显,其中虫蛀种子是萌发种子的19.44倍.土壤种子库中虫蛀种子占53.79%,与种子雨相比,完好种子和萌发种子数量分别减少2.15个m~(-2)和0.20个m~(-2).土壤种子库种子存活率仅13.51%,动物捕食率达45.90%,说明动物的捕食和搬运是福建青冈种子缺失的原因之一.福建青冈天然林土壤种子库有69种植物种子,但种子数量较少,且分布不均匀,种子库中78.42%种子分布在2～5 cm土层中.福建青冈天然林中实生幼苗少与福建青冈种子本身特性及其生长环境密切相关,福建青冈种子发育成熟后因动物侵扰、虫蛀、霉烂和败育等情况发生,难以在土壤中长期保存,以致福建青冈林分天然更新严重受阻.     

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.     

海南甘什岭白藤土壤种子库特征及幼苗更新能力

为探究海南甘什岭地区白藤土壤种子库的储备状况及幼苗更新能力,按公里网格设置样地30块(20 m×20 m),于各样地内沿对角线设置7个1 m×1 m小样方,对白藤种子和天然更新幼苗(≤40 cm)的分布状况进行调查,比较不同样地环境条件下种子储备和幼苗更新能力的大小,并采用随机森林方法,对影响种子和幼苗数量的立地环境因子进行分析。结果表明:甘什岭地区白藤土壤种子分布不均匀,土壤种子库种子主要集中在枯落物层;白藤更新幼苗中Ⅰ级(0~9 cm)幼苗占比最高,达61.63%,是更新幼苗的主体,但Ⅰ级幼苗、Ⅱ级幼苗间的转化率较低(39.18%),是制约白藤幼苗天然更新关键环节;立地环境因子中,林冠高度、林分郁闭度、凋落物厚度和林分密度是影响种子分布和幼苗数量的主要环境因子;总之,在自然状态下,白藤天然更新能力不足,应采用人工干预和调控措施促进更新;在白藤更新抚育过程中,应通过林内疏枝除冠、间苗等措施,调节立地环境因子,改善种子的着地环境,提高白藤幼苗转化率,达到促进白藤自然更新的目的。     

海南甘什岭白藤土壤种子库特征及幼苗更新能力

为探究海南甘什岭地区白藤土壤种子库的储备状况及幼苗更新能力,按公里网格设置样地30块(20 m×20 m),于各样地内沿对角线设置7个1 m×1 m小样方,对白藤种子和天然更新幼苗(≤40 cm)的分布状况进行调查,比较不同样地环境条件下种子储备和幼苗更新能力的大小,并采用随机森林方法,对影响种子和幼苗数量的立地环境因子进行分析。结果表明:甘什岭地区白藤土壤种子分布不均匀,土壤种子库种子主要集中在枯落物层;白藤更新幼苗中Ⅰ级(0～9 cm)幼苗占比最高,达61.63%,是更新幼苗的主体,但Ⅰ级幼苗、Ⅱ级幼苗间的转化率较低(39.18%),是制约白藤幼苗天然更新关键环节;立地环境因子中,林冠高度、林分郁闭度、凋落物厚度和林分密度是影响种子分布和幼苗数量的主要环境因子;总之,在自然状态下,白藤天然更新能力不足,应采用人工干预和调控措施促进更新;在白藤更新抚育过程中,应通过林内疏枝除冠、间苗等措施,调节立地环境因子,改善种子的着地环境,提高白藤幼苗转化率,达到促进白藤自然更新的目的。     

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。     

秦岭北坡不同生境栓皮栎种子雨和土壤种子库动态

为了阐明栓皮栎种子雨和种子库动态,以秦岭北坡林下、林窗、林缘3种生境栓皮栎天然林为对象,采用离地和地面收集种子的方法,连续定位观测了栓皮栎种子雨、种子库的数量、质量动态,以及幼苗发育过程.结果表明:栓皮栎种子雨从8月中旬开始,9月中旬到10月上旬达到高峰期,11月上旬结束;3种生境种子雨降落历程、发生时间和组成不同;林下种子雨强度最大,为(39.55±5.56)粒·m-2,林窗种子雨降落时间最早,持续时间最长,种子活力最高,而林缘成熟种子占其种子雨的比例最大,达58.7％.从种子雨降落结束到翌年8月,土壤种子库总储量均以林下最大,林缘最小;各生境的土壤种子库中成熟、未成熟、被啃食种子数量和种子活力均随时间变化呈递减趋势,而霉烂种子数量则相反.各生境的土壤种子库中的种子均主要集中在枯落物层,其次为0～2 cm土层,2～5 cm土层中只有极少量种子存在.3种生境中栓皮栎幼苗的密度差异显著,林窗幼苗最多,林缘次之,林下最少.说明林窗更适合栓皮栎种子的萌发和幼苗生长.在栓皮栎林的经营中,通过适当间伐、增加林窗数量,可以促进栓皮栎林的天然更新.     

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。     

The chemical nature of P accumulation in agricultural soils��implications for fertiliser management and design: an Australian perspective

Sand burial, persistent seed bank and soil water content (SWC) are three factors that potentially can affect regeneration in sand dune plant populations. To evaluate the effects of these three factors on population regeneration of Eremosparton songoricum, a rare and endangered legume, we investigated seed germination, seedling emergence and seedling survival in greenhouse and controlled field experiments in different sand dunes microsites. Freshly matured seeds are physically dormant, and the highest germination was only 9.3?±?5.8% at 25/10°C. Seed germination occurred at burial depths from 0 to 10 cm, but the maximum depth from which seedlings emerged was 6 cm; from 1 to 6 cm, the deeper the burial, the lower the percentage of seedling emergence. Only 36.2% of the total soil seed banks occurred at depths of 0?C6 cm. For artificially sown seeds at different dune microsites, mean seedling emergence percentage was 6.8%. Of 150 seedlings that emerged in the field investigation at the study site, only those germinating in flat sandy areas survived, and mean survival percentage was only 2.0%. Thus, the proportion of non-dormant seeds in soil seed banks that developed into seedlings and survived to the end of the growing season was only 0.2%. Minimum SWC for seed germination, seedling emergence and seedling survival was 2.0%. During monitoring of emergent seedlings in the field, low seedling recruitment was at least partly due to the rate of root extension (1.6?±?0.3 cm day^?1) into the sandy soil, which was slower than that of the downward movement of plant-available moisture (2.8?±?0.6 cm day^?1). Thus, population regeneration under natural conditions rarely occurred via sexual reproduction, owing to the limited water resources available for seedling establishment. Rational field seeding practices, including manually scarified or dry stored seeds before sowing, sowing the seeds at right time and suitable place, are suggested for ecological restoration of endangered E. songoricum populations.     

生境片段化对千岛湖马尾松林内土壤种子库的影响

土壤种子库是森林群落更新的主要来源之一,对森林的演替和恢复等具有重要意义。生境片段化现象正日益严重地影响着森林群落,并可影响森林土壤种子库。研究了千岛湖地区的大陆及岛屿次生马尾松林内土壤种子库的组成及其影响因素(e.g.,岛屿面积,形状指数,隔离度和距岛屿边缘距离等)。根据大陆和岛屿的面积及边缘梯度,采用大数量小样方法,分别在土壤种子库最大化(初冬,2015年12月)和最小化(晚春,2016年4月)时期对马尾松林内土壤进行了机械取样。对土壤样品进行萌发实验,检测了两个时期的土壤种子库上层(0—2 cm)和下层(2—5 cm)种子组成,并通过广义线性混合效应模型等手段分析其影响因素。结果显示:(1)所有316个土壤样本中,萌发出幼苗1422株,隶属于29科、40属、41种。其中,木本植物幼苗占13种1024株,草本占28种398株。(2)Jaccard指数和相关性分析均显示初冬、晚春时期的土壤种子库组成具有很高的相似性;土壤种子库上、下层组成的相似性也很高。(3)广义线性混合效应模型分析显示,在大陆和岛屿上,土壤种子库下层种子含量低于上层;而大陆样地土壤种子库中的木本植物种子数较岛屿样地高。岛屿上,土壤种子库中的种子数随土层的加深而降低;随边缘梯度升高也下降,尤其是草本植物的种子。对于岛屿上的木本植物,不耐阴种的种子数量远大于耐阴种,尤其是土壤下层。表明千岛湖地区马尾松林内土壤种子库组成受到生境片段化的影响,进而可能作用于该类型森林群落的演替。     

花楸树种子散布、萌发与种群天然更新的关系

花楸树是我国东北林区重要的非木质资源树种,其实生天然更新不良.本文通过研究花楸树种子散布、土壤种子库及种子萌发出土过程,分析花楸树实生天然更新的影响因素.结果表明：自然散落的花楸树果实96.1%分布于母株2 m范围内,凋落物层和土壤表层（0～2 cm）的种子数占土壤种子库总数的97.0%;不同季节花楸树土壤种子库种子数量差别很大,当年11月上旬种子数量最多,达(257.7±69.2)粒·m^-2;翌年7月下旬种子数量最少,仅为(2.9±2.9)粒·m^-2;温度不是花楸树种子萌发出土过程的限制因子,0 ℃～5 ℃时幼苗出苗率达(67.5±6.6)%,但对其出苗速率影响显著.土壤含水量为50%时,花楸树出苗率最高,达(74.7±4.2)%;含水量为60%时,幼苗死亡率最低,为(32.6±0.6)%.花楸树种子的散布格局和土壤种子库的时空分布格局影响种子的萌发出土过程,进而影响其种群的天然更新.     

辽东山区长白落叶松人工林天然更新障碍分析

通过对辽东山区不同间伐强度下长白落叶松林内种子库,种子萌发,幼苗出现、成活与生长的观测,分析了长白落叶松天然更新的主要影响因素.结果表明:40年生落叶松人工林的种子雨中,有30%的种子有活力,可以满足天然更新的需要;土壤种子库的种子主要分布在枯枝落叶层,4月下旬林内种子开始萌发,6月幼苗数量达到最大,幼苗累计出现率与间伐强度(光照)之间无显著相关,只受到地被物的影响;随间伐强度的增加,幼苗平均存活率提高,但林下幼苗生长缓慢,苗高均不超过6 cm;林内当年幼苗9月全部消失,没有超过1年生的幼苗,但皆伐迹地的更新幼苗存活较多、生长良好.初步确定地被物和光照是辽东山区长白落叶松天然更新的主要障碍因子.     

植物天然更新过程中种子和幼苗死亡的影响因素

植物天然更新包括有种子搬运、种子库动态、种子萌发和幼苗定居等过程。从种子生产到幼苗定居的更新是植物生活史中最为敏感的阶段之一 ,多种因素的影响种子和幼苗的命运。其中包括 :( 1 )动物取食或病原体侵袭。种子在扩散和搬运过程中 ,易被小哺乳动物或无脊椎动物取食。蛀虫也可以使种子失去萌芽能力。病原体感染种子和幼苗 ,容易引起种子和幼苗的死亡。 ( 2 )异质生境的影响。在不同生境中 ,光照条件、土壤水分和化学成分等因子的组合严重影响种子和幼苗的命运。 ( 3 )干扰的影响。小尺度和大尺度的干扰都可以影响到植物更新时种子和幼苗的命运。林窗作为特殊的干扰体系 ,为不同种类植物提供了更新的机会。 ( 4 )繁殖体特征。种子大小、质量和保护色等特征影响种子和幼苗在更新过程中的生存。种子休眠期间 ,由于生理衰老和腐烂的原因使种子失去活力而不能萌发。 ( 5 )密度和距离制约。母株附近由于密度竞争的影响 ,种子和幼苗死亡率都较高。