储藏和萌发温度对青藏高原东缘12种灌木种子萌发的影响

研究了青藏高原东缘2个储藏条件下的12种灌木种子在10、15、20、25℃恒温培养下和5/25℃变温培养下的萌发特性及其与种子大小和生境的关系。结果表明:12种灌木室内干储种子在5/25℃变温培养下种子平均萌发率最高、萌发速率最快,室外埋藏种子10℃、5/25℃下种子平均萌发率相近且最高,但萌发速率5/25℃最快,10℃下最慢,4个恒温下的室内干储和室外埋藏种子的萌发速率均随温度升高而变快;10、15、20和25℃恒温培养下的室外埋藏种子平均萌发率、平均萌发速率均高于室内储藏,而5/25℃变温下则是室外埋藏种子平均萌发率、平均萌发速率均低于室内储藏;室内干储的12种灌木种子在5/25℃变温下的萌发率、萌发速率与种子大小呈显著负相关,而室外埋藏的种子在10℃以及5/25℃变温下的萌发率、萌发速率与种子大小均呈显著负相关,20℃下,只有萌发速率与种子大小呈显著负相关;其他储藏和温度下的萌发率、萌发速率与种子大小均没有显著相关;无论室内干储还是室外埋藏,阳坡灌丛物种在5个温度下的萌发率、萌发速率均显著高于阴坡灌丛物种,阴坡灌丛种子萌发率随温度升高而降低;变温有利于种子萌发,贮藏条件对种子的萌发特性的影响具有变温依赖性,种子的萌发特性与种子大小以及生境的关系具有明显的培养温度和储存条件依赖性。     

青藏高原东缘31种常见杂草种子萌发特性及其与种子大小的关系

以青藏高原东缘31种常见杂草(禾本科、菊科和紫草科)植物种子为对象,在野外实验条件下,观测了其萌发特性,并对其萌发模式以及种子大小和萌发特征的关系进行了分析,以期对当地的杂草防治提供理论依据.结果表明,这些植物种子的萌发模式可以分为以下4种类型:爆发型、过渡型、缓萌型和低萌型.其中过渡型和缓萌型所占比例最大(各占32.3%),爆发型次之(25.8%),低萌型最小(9.7%).高峰萌发率与种子大小呈显著负相关,萌发高峰时间与种子大小呈显著正相关,萌发率、萌发指数与种子大小呈较弱的负关联,萌发开始时间与种子大小呈较弱的正关联,萌发持续时间与种子大小几乎无相关关系.     

青藏高原东缘61种常见木本植物种子萌发特性及其与生活史的关联

为了评价亚高山地带木本植物种子萌发对策及其与生活史关联, 该文对青藏高原东缘61种常见木本植物的种子萌发特征以及种子萌发与种子大小、扩散方式、海拔及生境的关系进行了调查分析。结果表明: 1) 61种植物的种子萌发率呈现偏斜、双峰分布。6种植物(9.8%)的种子萌发率大于80%, 13种(21.3%)的萌发率在60%~80%之间, 9种(14.8%)的萌发率在40%~60%之间, 8种(13.1%)的萌发率在20%~40%之间, 25种(41%)的萌发率小于20%, 其中8种植物的种子萌发率为零, 显示了该生境中木本植物的种子以休眠、低萌发率或连续稳定的萌发对策占优势, 以避免不利的环境因素。2)种子扩散方式是决定61种木本植物种间萌发率变异(R² = 24.1%, p < 0.001) 和萌发开始时间变异(R ²= 21.3%, p < 0.01) 的主要因素; 种子大小、母体植株的海拔和生境对种子萌发率和萌发开始时间几乎没有影响(p > 0.05); 风扩散的种子比脊椎动物扩散和无助扩散的种子有更高的萌发率(F = 9.219, p < 0.001) 和较早的萌发开始时间(F = 6.772, p < 0.01)。说明植物生活史特征如种子萌发与扩散方式之间存在固有而紧密的联系, 扩散能力强的种子(如风扩散)由于能散布到较远而空旷的生境, 可能避免了各种有害因素或个体竞争, 因而种子以较强的萌发能力进行拓殖; 扩散能力弱的种子(如无助扩散)由于其散布距离较近, 种子以休眠或降低萌发的方式来避免个体或同胞竞争以及各种有害因素, 以获得最大的生态利益并确保物种延续。     

青藏高原东缘11种小檗属(Berberis)植物种子萌发特性

在实验室条件下研究了青藏高原东缘11种小檗属(Berberis)植物的种子萌发特性,并分析了种子萌发能力与种子大小和海拔之间的关系。结果表明,11种植物中,仅有5种植物(金花小檗、匙叶小檗、锥花小檗、鲜黄小檗和刺黄花)种子萌发率超过50%,其中金花小檗最高(86.7%);有2种植物(巴东小檗、华西小檗)种子始终没有萌发,其余4种植物种子萌发率均在10%以下;种子萌发开始时间均在10d以后,匙叶小檗种子萌发的持续时间最长(40d)。11种植物种子萌发率、萌发速率、萌发持续时间与种子大小均呈显著负相关,而萌发开始时间与种子大小之间具有显著的正相关关系。萌发率、萌发速率、萌发持续时间与海拔均有较弱的正关联,萌发开始时间与海拔有较弱的负关联。     

种子萌发的积温效应——以青藏高原东缘的12种菊科植物为例

温度是影响种子萌发的重要的环境因素之一。该文以青藏高原东缘的12种菊科植物为研究对象, 结合Logistic函数和积温公式, 通过非线性回归方法估算种子萌发的最低温度和积温, 研究了种子萌发对不同温度的响应。研究结果表明: (1)青藏高原东缘的12种菊科植物种子萌发的最低温度的平均值为0 ℃, 积温的平均值为94.5 ℃·d。与前人的研究相比, 该研究中萌发的最低温度较低, 积温较高, 这是该区域菊科植物长期适应青藏高原特殊的温度环境的结果; (2)种子萌发的最低温度与积温之间存在着显著的负相关关系(p = 0.04)。萌发最低温度较低的物种积温较高, 避免了种子在多变的温度环境下较早萌发所遇到的风险; (3)种子大小与积温之间存在着显著的正相关关系(p = 0.01)。在萌发最低温度差别不大的情况下, 与大种子相比, 小种子萌发所需的积温较低, 萌发较快, 在群落演替的早期占有优势。     

珍稀植物连香树(Cercidiphyllum japonicum)的种子萌发特性

连香树（Cercidiphyllum japonicum Sieb.et Zucc.）属第三纪孑遗植物,被列为国家二级保护植物,种群的自然更新困难。在实验室条件下研究了连香树种子萌发的生物学特性,以了解该种自然种群更新困难的原因和机制,为其有效保护提供理论依据。经测定,连香树种子千粒重为（0.5821&#177;0.0166）g,种子重量极轻且产量大。四唑染色法对种子生活力的测定表明有活力种子比率仅为19.8%&#177;1.3%。种子吸胀时吸水量达种子干重的482.13%&#177;8.54%。将种子划分为6种表面形态类型进行萌发实验,发现不同形态种子萌发率显著不同,大小适中的黄褐色饱满种子萌发率最高,可达91.25%&#177;2.36%。仅用饱满种子进行萌发实验,验证主要环境因子对种子萌发过程的影响,结果表明,以滤纸置床时萌发率高且有利于种子萌发整齐;种子表面可能存在促进种子萌发的物质;种子萌发对于湿度的响应最为明显,适宜的萌发湿度是20%～25%;萌发具有广泛的温度和光照适应性,除5℃萌发率降低外,10～30℃之间的萌发率无显著差异,随温度升高,萌发开始时间提前,萌发速率加快,幼苗活力指数增加;过弱光照不利于幼苗生长。种子萌发特性导致连香树种群自然更新困难的原因可能是：（1）虽然占有更多安全位,但小种子在竞争中处劣势;（2）生境片断化减少了种子产量也降低了种子质量;（3）较低温度条件下启动萌发有利于幼苗的物质积累,但增大了种群的风险;（4）林下光照不足使幼苗根茎生长严重失衡;（5）湿度依赖易造成爆发型萌发。     

青藏高原东部高寒草甸54种禾本科植物种子的萌发特性

在实验室条件下观测了青藏高原东部高寒草甸54种禾本科植物的种子萌发特点。结果发现:在54种植物中,有43种植物种子萌发率都达到了50%,其中萌发率80%以上的物种有26种,60%~80%的有11种,40%~60%的有8种,20%~40%的有5种,小于20%的有4种; 萌发开始时间为3~5 d的植物有14种,6~8 d的植物有29种,9~10 d的植物有10种,大于10 d的有1种;萌发持续时间为1~7 d的植物有16种,8~14 d的植物有28种,15~21 d的有10种;达50%萌发率的时间为1~7 d的植物有11种,8~14 d的植物有27种,大于14 d的植物有5种,萌发率一直没达到50%的植物有11种。这些植物显示了4种萌发类型:爆发型、过渡型、缓萌型(萌发率大于50%的物种)和低萌型(萌发率小于50%的物种)。     

中、旱生植物萌发特性及其与种子大小关系的比较

不同生境的植物有不同的生活史对策。该文对分布于河西走廓的42种常见中生植物和22种常见旱生植物种子的萌发特性以及种子大小对萌发能力的影响进行了比较。结果显示,64种植物中最终萌发率超过90%的有9种: 虎尾草(Chloris virgata)、蒲公英(Taraxacum mongolicum)、腺独行菜(Lepidium apetalum)、膜果麻黄(Ephedra przewalskii)、沼生蔊菜(Rorippa islandica)、白草(Pennisetum centrasiaticum)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon)、反枝苋(Amaranthus retroflexus)和黑果枸杞(Lycium ruthenicum),占14.06%,其中黑果枸杞、腺独行菜、膜果麻黄、虎尾草的萌发在10 d内完成; 萌发率达到80%~90%的有5种: 毛果群心菜(Cardaria pubescens)、窄叶小苦荬(Ixeridium gramineum)、牛蒡(Arctium lappa)、鞑靼滨藜(Atriplex tatarica)和苣荬菜(Sonchus brachyotus)占7.8%; 萌发率达到60%~80%的有16种,占25%;萌发率在20%~60%的有17种,占26.56%; 萌发率不足20%的有17种: 柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、野苜蓿(Medicago falcata)、扁蓄(Polygonum aviculare)、苦参(Sophora flavescens)、河西沙拐枣(Calligonum potanini)、白刺(Nitraria tangutorum)、甘草(Glycyrrhiza uralensis)、苦豆子(Sophora alopecuroides)、骆驼蓬(Peganum harmala)、画眉草(Eragrostis pilosa)、多裂骆驼蓬(Peganum multisectum)、老瓜头(Cynanchum komaroviil )、骆驼蒿(Peganum nigellastrum)、田旋花(Convolvulus arvensis)、酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium)、卷茎蓼(Polygonum convolvulus)、蝎虎驼蹄瓣(Zygophyllum mucronatum),占25.56%。有26种植物的萌发持续在30 d以上,15种植物在15 d内完成萌发,有31种植物在1~3 d内开始萌发,4种植物在10 d以后才开始萌发。主成分分析和聚类分析显示,中、旱生植物的萌发主要有爆发型、过渡型、缓萌型和低萌型,以过渡型和缓萌型为主;中生植物中萌发率不足20%的有6种,占14.28%, 旱生植物中萌发率不足20%的有11 种,占50%,显示了较多的旱生植物有延迟萌发的行为,这种萌发的延迟及萌发时间的异质性可使物种在不可预测、高死亡风险的环境中仍能确保种的延续。中生植物的种子大小对萌发能力有显著的影响,小种子的物种有较高的萌发率和较快的萌发速率,并且完成萌发所需要的时间较短,而旱生植物的种子萌发不受种子大小的影响。以上结果说明中生植物和旱生植物长期适应于不同的湿、旱生环境,在不同的选择压力下,生活史对策也出现了较明显的差异。     

青藏高原东缘高寒草甸常见植物种子形状对萌发的影响

以青藏高原东缘高寒草甸383种常见植物种子为材料,分析种子萌发特性与种子形状(长、宽、高的三维方差)、体积及相对表面积之间的相关性,研究高寒草甸地区植物种子性状对其萌发特性的影响。结果显示:(1)种子萌发率和萌发速率与种子三维方差、相对表面积呈极显著正相关,与体积呈显著负相关;(2)种子平均萌发时间与种子体积呈显著正相关、与种子相对表面积呈显著负相关、与种子三维方差无显著相关性。表明体积较小而形状细长的种子具有较高的萌发率及萌发速率,体积大而圆的种子需要更长的萌发时间;小种子具有较大的相对表面积可能是其具有较高萌发率和萌发速率的原因之一。研究结果为土壤种子库形成机制的研究提供了一定的理论依据。     

不同居群准噶尔无叶豆果实和种子特性及种子萌发差异

研究准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum) 6个居群间果实和种子特性及种子萌发差异, 以揭示异质生境下准噶尔无叶豆果实和种子的生态适应机制。结果显示: 居群间准噶尔无叶豆的植株距离(F = 2.34, p = 0.03)和植株冠幅(F = 8.49, p < 0.01)存在显著差异, 沙漠北缘E、F居群和沙漠腹地C居群(受人类干扰剧烈)的植株距离和植株冠幅高于沙漠腹地A、B、D居群; 居群间准噶尔无叶豆果实和种子的长度、宽度、厚度、重量存在显著差异, 居群E、F和C的大部分参数显著高于其他沙漠腹地居群; 居群间果实多子性(F = 6.96, p < 0.01)也存在显著差异, 居群C的果实多子性最高((32.50 ± 4.79)%); 萌发结果表明, 居群间新鲜的成熟种子萌发不存在显著差异, 且萌发率都低于15%; 所有居群的大部分种子都存在物理性休眠现象, 人为划破种皮能显著提高种子萌发率, 但在低温(15/5 ℃)条件下, 所有居群的种子萌发率都较低, 说明低温抑制了种子萌发; 经人为划破种皮解除物理休眠后, 种子的休眠没有完全释放, 居群C、E和F (大种子居群)的种子萌发率显著高于居群A、B和D (小种子居群) (F = 30.77, p < 0.01), 说明准噶尔无叶豆种子不仅存在物理性休眠现象, 也可能存在生理休眠现象。不同程度的种子复合休眠可能是准噶尔无叶豆不同居群适应古尔班通古特沙漠的重要生存策略。     

Seed germinating characteristics of 54 gramineous species in the alpine meadow on the eastern Qinghai-Tibet plateau

The germination experiment was started on March 3,2004,and seeds were collected from July to October in 2003.We analyzed the percentage of germination,days to first germination,germination period and days to 50% germination.Among the 54 examined species,26 species exceeded 80% germination,11 species exceeded 60%-80% germination,8 exceeded 40%-0%,5 exceeded20%-40%,and 4 showed less than 20%.A principalcomponent analysis revealed that the species were distributed along two statistically independent axes,the first primarily represented the germination rate and the second represented the time of germination process.Based on scores of germination characteristics,duster analysis of the 54 gramineous species could be divided into 4 distinct groups:rapid,slow,intermediate germinating (germination percentage＞ 50%),and low germinating (germination percentage＜ 50%).The meaning of different groups to the vegetation regeneration was discussed.     

Seed germinating characteristics of 54 gramineous species in the alpine meadow on the eastern Qinghai-Tibet plateau

The germination experiment was started on March 3, 2004, and seeds were collected from July to October in 2003. We analyzed the percentage of germination, days to first germination, germination period and days to 50% germination. Among the 54 examined species, 26 species exceeded 80% germination, 11 species exceeded 60%–80% germination, 8 exceeded 40%–0%, 5 exceeded 20%–40%, and 4 showed less than 20%. A principal-component analysis revealed that the species were distributed along two statistically independent axes, the first primarily represented the germination rate and the second represented the time of germination process. Based on scores of germination characteristics, cluster analysis of the 54 gramineous species could be divided into 4 distinct groups: rapid, slow, intermediate germinating (germination percentage > 50%), and low germinating (germination percentage < 50%). The meaning of different groups to the vegetation regeneration was discussed. __________ Translated from Journal of Plant Ecology, 2006, 30(4): 624–632 [译自: 植物生态学报]     

旱生灌木岷谷木蓝种子的休眠与萌发特征

岷谷木蓝(Indigofera lenticellata)是横断山区干旱河谷广泛分布的豆科灌木.本文对其种子的休眠与萌发特征进行了研究.结果表明:岷谷木蓝种子具有物理休眠,其萌发困难的原因在于种皮的不透水性;种子的硬实比率高(85%),针刺种皮和沙摩处理能有效打破种子休眠,提高发芽率,其中沙摩7 h最为快速有效.岷谷木蓝种子发芽温度范围较广,10℃～30℃均可发芽,最适温度范围为20℃～30℃,低温不利于种子萌发.岷谷木蓝具有一定的抗旱性,在聚乙二醇6000(PEG)溶液模拟水分胁迫条件下,种子在25% PEG胁迫下仍能达到100%的发芽率,但水分胁迫对种子发芽有一定的延缓作用,发芽率和发芽速度降低,发芽周期和发芽准备期增长,发芽高峰期滞后.其中对于发芽能力检测的各项指标对水分胁迫的敏感性顺序为发芽指数>发芽势>发芽率.岷谷木蓝种子的发芽特征是对干旱河谷生存环境长期适应的结果.野外播种的适宜时间为4月初,并在播种前对种子进行7 h的沙摩处理.     

温带半干旱地区一年生植物种子的萌发特性

在实验室条件下研究了中国温带半干旱地区科尔沁沙地的23种1年生植物的种子萌发特性（新采集种子、冷藏和干藏种子）.大籽蒿、虎尾草、冠芒草、沙蓬和地锦的新种子萌发率达90%左右,11种植物新种子萌发率均低于70%,说明这些植物的新种子具有或多或少的休眠属性.经过150d的冷干藏后,大籽蒿、虎尾草萌发率保持在90%以上,说明这两种植物完全没有休眠机制;冠芒草、沙蓬和地锦的种子萌发率下降较多,可能是储藏的环境条件导致的2次休眠现象;冷藏和干藏处理均能使绿珠藜、毛马唐、细叶益母草、雾冰藜、金狗尾草、苋菜、马齿苋、碱地肤和水稗草的种子在生长季开始时完成生理后熟,萌发率达到80%以上;干藏有利于促进毛马唐、细叶益母草、马齿苋和鹤虱的种子成熟,冷藏有利于促进绿珠藜和金狗尾草的种子成熟;黄蒿、灰绿藜、画眉草和烛台虫实在不同处理下的萌发率都比较低,说明种子内在生理休眠作用较强,具有减少种子一次性萌发数量的风险分摊策略.大多数1年生植物均能在较短时间内达到最终萌发率的90%,表现出迅速萌发的特性;黄蒿、灰绿藜、碱地肤和沙蓬种子则在不同处理中表现出延长萌发时间的策略来适应半干旱地区不确定的环境条件.最后,探讨了几种主要1年生植物的种子萌发对策与其对环境适应机制之间的关系.     

Seed germination requirements of Trembleya laniflora (Melastomataceae), an endemic species from neotropical montane rocky savannas

Trembleya laniflora is an endemic shrub from neotropical montane rocky savannas of southeastern Brazil. It has been indicated as a potential candidate for ecological restoration of abandoned iron‐ore mines due to heavy metal accumulation. Here, we evaluated the seed germination requirements of T. laniflora. Seeds collected in 2005 and 2008 were set to germinate under a broad range of temperature and light conditions. Seed viability was estimated by dissecting seeds under a dissecting microscope for embryo presence/absence. Seeds were photoblastic and optimum temperature range was 20–25°C, coinciding with the onset of the rainy season. Seeds were viable after 42 months of storage, which together with small seeds that easily get buried and light requirement for germination suggest formation of soil seed banks. Except the large fraction of embryoless seeds, almost all tested seeds germinated when incubated under light conditions; therefore, T. laniflora should be regarded to have nondormant seeds. Easiness of burial resulting from small seed size and positive photoblastism may both contribute to incorporation into soil seed banks. Our data suggest that the long‐term storage of T. laniflora seeds provides a useful strategy for plant reintroduction.     

不同年际间异子蓬种子大小、萌发能力及结实格局

异子蓬(Borszczowia aralocaspica)为中亚荒漠特有种,在我国仅分布于新疆,其果实具有二型性。对同一生长地2006、2007、2008年异子蓬种子的大小、萌发特性及结实格局进行比较,结果表明:(1)年份和种子类型对种子大小和重量均有显著影响(P<0.05)。(2)2种类型种子具有不同的萌发行为,褐色种子萌发率高(>90%),萌发速度快,而黑色种子萌发率低(2006年的萌发率为31%),萌发速度慢;2种类型种子的萌发指数在不同年际间均差异显著。(3)不同年际间,种子总数、褐色种子数、黑色种子数均具有极显著差异(P<0.001),且随个体的增大黑色种子的比例逐渐减小,褐色种子的比例逐渐增大,并且黑色种子数目均高于褐色种子数目。该研究为深入认识异型种子的生态适应对策提供理论基础。