松嫩碱化草甸土壤种子库格局、动态研究进展

草地退化是全球干旱和半干旱草地生态系统的共同特征,由于土壤种子库在植被恢复和生物多样性维持等方面的重要作用,已成为研究热点。作为重要的脆弱生态系统,松嫩碱化草甸在人类活动和全球变化影响下发生了明显退化。松嫩碱化草甸土壤种子库研究始于20世纪90年代,主要集中在对虎尾草群落、星星草群落、碱蓬群落、羊草群落等不同演替阶段土壤种子库物种种类、密度、季节变化研究;该地区土壤种子库的物种数目随着恢复演替由初级向高级阶段而呈现逐渐增加的趋势,但物种数目均相对较少,且多以1年生为主。另外对种子雨和某些物种种子散布动态也有零星报道,主要是从群落水平进行的研究,种子雨的空间异质性表现在其组成和大小因群落而异。今后需要加强对松嫩碱化草甸土壤种子库格局与关键生境要素的耦合特征、种子库分布格局的形成机制等研究,研究方法上,引入稳定同位素标记和分子遗传学等研究方法和手段,开展持久种子库的长期定位监测研究,为盐碱地植被恢复提供理论依据。     

昆明西山滇青冈林内滇青冈种子库动态的研究

通过对昆明西山滇青冈林内滇青冈种子库的跟踪取样调查和种子埋藏试验,对滇青冈种子库的动态进行了研究。昆虫在种子成熟前侵入种子,经种子雨进入种子库时已有71.8%的种子失去萌发能力。种子雨输入种子库的绝大部分种子停留在表面种子库,其中48.55%的种子被虫害,25.36%被某些非生物或生物搬运,17.39%的腐烂,8.7%的被动物当场取食,没有种子萌发,影响种子库动态的各种因子的作用大小在时间上是变化。被搬运的种子中,有4.9%的由表面种子库转移到埋藏种子库。土层是滇青冈种子的安全生境,土壤种子库的存在时间超过250天。埋入土壤的试验种子一直处于静止状态,到6月雨季后有80%种子萌发,20%的腐烂。萌发种子数是当年产种子的0.26%。滇青冈林内的滇青冈种子库是季节性的,种子库对种群个体的补充作用是有限的。     

作物野生近缘种的原生境保护

作物野生近缘种是作物种质创新和品种改良的天然基因库,全球30%的作物增产得益于野生近缘种在作物育种中的利用。然而,由于生境破坏和污染、资源过度利用、盲目引种和气候变化等导致大量自然群体消失和群体遗传多样性丧失,对作物野生近缘种的繁衍和进化形成了严重威胁。原生境保护是在自然条件下对作物野生近缘种及其生态环境进行保护,维持其进化潜力,保护物种与环境互作的进化过程,是保护作物野生近缘种的重要途径之一。本文在分析国内外原生境保护政策和技术手段的基础上总结了作物野生近缘种原生境保护技术路线,综述了国内外对作物野生近缘种的原生境保护进展,并基于中国国情提出了作物野生近缘种存在的问题,探讨了未来作物野生近缘种原生境保护和野生近缘种可持续利用的发展方向和工作重点,强调把基因组、表型组和环境因子相关大数据与作物野生近缘种保护、研究和利用紧密结合,为作物野生近缘种的有效保护和高效利用提供强有力的理论和信息支撑。     

粪种子库的理论基础、影响因素和生态意义

成熟种子被动物采食和排泄后,沉积在粪便中的有活力的种子称为粪种子库。种子经动物消化道携带而实现传播的过程称为消化道传播,粪种子库是种子消化道传播的必经阶段和关键节点。粪种子库和种子消化道传播一直以来都是生态学家关注的热点。介绍了粪种子库的形成原因和理论基础,指出粪种子库是动-植物互作的结果;讨论了影响粪种子库结构和组成的因素,包括种子形态、动物种类和外界环境对粪种子库生态功能的调控作用;阐述了粪种子库的生态意义,主要表现为种子远距离传播、粪便物质返还以及促进植物群落更新和发展;最后指出将来关于粪种子库的研究需要重点关注的几个方面问题,以期为合理、全面认识粪种子库提供理论参考,并为深刻理解动-植物互作机制提供科学依据。     

种质资源保存的战略问题和面临的挑战

植物种质资源保存,特别是种子库保存是各种迁地保护措施中最为经济有效的方法。通过对成千上万个物种的有效保存,种子库为减缓物种的灭绝和气候变化对生物多样性的影响发挥了特别关键的作用。本文较为详细地介绍了“中国西南野生生物种质资源库”的立项背景和最新进展,同时介绍了世界上其它几个主要的植物迁地保存设施,特别是英国皇家植物园的“千年种子库”。结合“全球植物保护策略”讨论了中国植物濒危状况,估计我国受威胁的物种比例达20—25％,甚至更高。本文还简要讨论了种子保存中的一些科学问题,包括超低温保存,并强调了植物分类学和种子生物学的学科建设在植物种质资源保护中的重要意义。     

昆明西山滇青冈林内滇青冈种子库动态的研究

通过对昆明西山滇青冈林内滇青冈种子库的跟踪取样调查和种子埋藏试验,对滇青冈种子库的动态进行了研究。昆虫在种子成熟前侵入种子,经种子雨进入种子库时已有71．8％的种子失去萌发能力。种子雨输入种子库的绝大部分种子停留在表面种子库,其中48．55％的种子被虫害,25．36％被某些非生物或生物搬运,17．39％的腐烂,8．7％的被动物当场取食,没有种子萌发,影响种子库动态的各种因子的作用大小在时间上是变化。被搬运的种子中,有4．9％的由表面种子库转移到埋藏加。土层是滇青冈种子的安全生境,土壤种子库的存在时间超过250天。埋入土壤的试验种子一直处于静止状态,到6月雨季后有80％种子萌发,20％的腐烂。萌发种子数是当年产种子的0．26％。滇青冈林内的滇青冈种子库是季节性的,种子库对种群个体的补充作用是有限的。     

地中海沿岸沙丘土壤种子库的异质性

应用自然萌发法和物理筛选法相结合的方法,调查了地中海沿岸沙丘三种微生境土壤总种子库和永久种子库特征,用功能群的方法分析了微生境之间的土壤总种子库和永久土壤种子库的组成和结构差异,也分析了主要物种土壤种子库的微生境分布格局,分析了种子大小和土壤种子库中的种子永久性关系。发现地中海沿岸沙丘土壤种子库具有明显的空间异质性,即使在相同的微生境内,土壤种子库的分布也不是均匀的,甚至具有很大的差异;微生境对总的土壤种子库和各功能群的土壤种子库的分布格局具有显著的影响,开阔地区域具有最大的种子密度,而灌丛下和路径具有较小的种子密度;在永久土壤种子库中,豆科类植物种子在休眠种子中占有最大的比例,约为76％,而一年生和多年生禾草未发现休眠种子,豆类、伞形科类、多年生阔草、菊科类、一年生阔叶草和十字花科类等种子在土壤中的永久性比例依次下降,分别为50％、46％、41％、6％、6％和1％,微生境影响各功能群种子在土壤中的永久性。微生境显著影响大部分主要物种的土壤种子库分布;种子大小与其在土壤中的永久性为正相关,即大种子具有较高的永久性,小种子具有较低的永久性。     

作物野生近缘植物保护与可持续利用

作物与人类文明的传承和发扬密不可分。世界人口和人均需求量的持续增加导致植物资源的供需失衡。作物自身相对较低的遗传多样性是影响产量和品质的主要因素。作物野生近缘植物在生境中积累了多种基因型，并在应对环境变化时形成了多种表现型，是作物种质保护和品种改良的重要遗传资源。但随着生境破坏以及全球气候变化等不确定因素的持续影响，使得作物野生近缘植物的存活和繁殖质量受到了严重威胁，必须采取有效的措施进行保护。本文总结了国内外对作物野生近缘植物保护工作所取得的进展，应对我国在保护中存在的问题提出相应的改良建议。最后以国内代表性作物为例，对其保护与利用情况进行了讨论。     

地中海沿岸沙丘土壤种子库的异质性

应用自然萌发法和物理筛选法相结合的方法,调查了地中海沿岸沙丘三种微生境土壤总种子库和永久种子库特征,用功能群的方法分析了微生境之间的土壤总种子库和永久土壤种子库的组成和结构差异,也分析了主要物种土壤种子库的微生境分布格局,分析了种子大小和土壤种子库中的种子永久性关系.发现地中海沿岸沙丘土壤种子库具有明显的空间异质性,即使在相同的微生境内,土壤种子库的分布也不是均匀的,甚至具有很大的差异;微生境对总的土壤种子库和各功能群的土壤种子库的分布格局具有显著的影响,开阔地区域具有最大的种子密度,而灌丛下和路径具有较小的种子密度;在永久土壤种子库中,豆科类植物种子在休眠种子中占有最大的比例,约为76%,而一年生和多年生禾草未发现休眠种子,豆类、伞形科类、多年生阔草、菊科类、一年生阔叶草和十字花科类等种子在土壤中的永久性比例依次下降,分别为50%、46%、41%、6%、6%和1%,微生境影响各功能群种子在土壤中的永久性.微生境显著影响大部分主要物种的土壤种子库分布;种子大小与其在土壤中的永久性为正相关,即大种子具有较高的永久性,小种子具有较低的永久性.     

秦岭太白山4类森林土壤种子库的储量分布与物种多样性

种子是种子植物的繁殖体。了解种子生态学对于发展群落结构和功能的理论具有关键性作用。土壤种子库可以从另一个角度表现植被的潜在更新能力。本文通过野外植被调查和室内试验 ,从 2 4 0份土样中 ,采用物理方法挑选土壤中的种子进行分类统计 ,研究了秦岭太白山南坡的锐齿槲栎 (Quercusalienavar.acuteserrata)林、糙皮桦 (Betulautilis)林、巴山冷杉 (Abiesfargesii)林、太白红杉 (Larixpotaniniivar .chinensis)林 4类森林的土壤种子库分布状况 ,了解土壤种子库储量分布以及物种多样性特点。主要研究结果如下 :(1) 4类森林中 ,糙皮桦林的土壤种子库总储量最大 ,为 1.77× 10 4ind ./m2 ;太白红杉林的土壤种子库总储量最小 ,为 1.74 2× 10 3 ind ./m2 。种子的特性对于土壤种子库储量有较大的影响。 (2 ) 4类森林的土壤种子库储量在土层中的垂直分布为枯落物层 >腐殖质层 >心土层 ;锐齿槲栎林土壤种子库中物种种类最多 ,有 5 0种 ;阔叶林中潜在的群落优势度为多个种群分配 ,而针叶林的种子库中优势种较少 ;巴山冷杉林种子库群落均匀度大于其他 3种林地的。 (3)土壤种子库的种子储量与种子密度的变化规律基本一致 ;用种子密度来表示种子库的大小特征 ,考虑了土壤性质等对种子库的影响 ,比用种子储量来     

西双版纳白背桐次生林土壤种子库、种子雨研究

 本文讨论了西双版纳常见的次生林白背桐(Mallotus paniculatus )林的土壤种子库和种子雨的组成及动态。结果表明该林地的种子雨年输入量为745粒/m2,土壤种子库储量在雨季末期为3345±438粒/m2,旱季末期为4555±554粒/m2,种子雨的输入高峰出现在旱季,导致旱季末期土壤种子库储量大于雨季末期。森林破碎化导致的隔离效应阻碍了种子的传播途径,使土壤种子库储量下降,种子雨和土壤种子库中鸟类传播的种子比例增大。传播成熟林树种的大型动物到达不了该样地,植被的演替受到了阻碍。     

西双版纳热带雨林的土壤种子库与雨林保护

西双版纳热带雨林发育在水分、热量的极限条件下,相较世界其他地区的热带雨林十分特殊。但是在目前全球变化加之森林锐减的大背景下,西双版纳热带雨林面临严峻考验。种子是有花植物生活史的开端,对理解群落分布、开展植物保护有重要借鉴意义。根据前人对世界其他地区和西双版纳热带雨林的研究,笔者从热带雨林-土壤种子库-顽拗性种子的线索链上,对相关内容进行综述。讨论在西双版纳特殊的气候、地理条件下,顽拗性种子对热带雨林土壤种子库组成的影响。总结了种子应对水分亏缺的三种萌发策略,即迅速萌发型(避性)、耐失水型(耐性)和抗失水型(抗性),且对如何更好地开展西双版纳热带雨林种子研究提出3点建议。     

土壤种子库的分类系统和种子在土壤中的持久性

对国际上已经发表的10个土壤种子库分类系统的内容进行了总结和阐述,并对土壤种子库分类系统进行了评述,其中Thompson ＆ Grime在1979年提出的把土壤种子库分为短暂土壤种子库（Transient soil seed bank）和持久土壤种子库（Persistent seed bank）的二元分类系统以及Thompson等人提出的把土壤种子库分为（1）短暂土壤种子库,（2）短期持久土壤种子库（Short term persistent seed bank）,（3）长期土壤种子库（Long termp ersistent seed bank）的三元分类系统在生态学文献中已被广泛采用。在此分类的基础上产生了植物种子在土壤中的持久性（Persistence）概念,持久性是指植物的一种特性,是指植物的种子在土壤中能够存活超过1a的特性;植物种子的持久性被认为是一种对环境的进化适应,它可以在多个生长季节萌发从而分担环境震荡的风险,持久土壤种子库不仅在不稳定的环境里占有优势;即使在稳定的环境里,也被认为能够减少种内和种间的竞争;造成持久性的原因可分为环境因子和种子本身的特性比如休眠等两个方面,持久土壤种子库的出现使得土壤种子库的研究与进化生物学结合起来,使得土壤种子库的研究进入一个新的领域,更易激发人们的兴趣。关于种子的大小、形状及持久性的关系问题已经引起了相当的争论,基本上有4种格局：一是种子大小和形状与种子在土壤中的持久性有关,小而圆或扁的种子在土壤易存活持久;二是种子大小与种子在土壤中的持久性有关,小种子在土壤中易存活持久,但种子形状与持久性无关;三是种子大小、形状与种子在土壤中的持久性无关;四为较大的种子在土壤易存活持久,而种子形状与种子在土壤中的持久性无关。影响种子在土壤中的持久性因子比较复杂,总结过去的文献发现主要有以下几个因子：①种子的散布方式,②捕食,③植被的物种组成,④风,⑤土壤基质,⑥火,⑦干扰等。通过比较分析和研究,提出影响种子大小和在土壤中的持久性关系格局的关键因子是气候,特别是生态系统所在地的雨量;湿润气候下容易产生前两种格局,而干旱环境下的生境容易产生后两种格局。     

Seed bank dynamics of an invasive alien species,Helianthus annuus L.

形成持久种子库的能力是预测物种在新区域成功建群的最佳指标之一。野生向日葵(Helianthus annuus L.)原产于北美，干扰促进了其种子库的形成，并对本地种群的建立和延续起着关键作用。然而，种子库在入侵种群的建立和延续中所起的作用尚不清楚。在本研究中，我们评估了种子库和干扰对几种向日葵生物类型(采集于阿根廷荒地生境中的野生向日葵、野生农田野生向日葵与作物向日葵自然杂交种，以及商业品种的后代)的建立和适应性，以及土壤中种子持久性的作用。在种子库试验中，我们评估了上述材料两年在干扰和未干扰条件下的出苗率、成活率到繁殖率、出苗成活率、每株花序数和每块地的花序数；在种子埋藏试验中，我们评估了其种子在四个春季(6个月、18 个月、30个月和42个月)土壤中的持久性。研究结果表明，总体而言，幼苗在生长期(冬季)出苗较早，且受到干扰促进，尤其是第一年。尽管如此，在两种情况下，每块样地的花序数是相近的，尤其是荒地生境中。第二年，种子库出苗率较低，但成活率较高。在种子掩埋实验中，观察到遗传差异，荒地和野生生境中种子持久性达到42个月，而商业品种后代的种子持久性不超过6个月。在这两项实验中，农田野生型和商业向日葵品种后代生物型表现出一种中间行为。结果表明，野生向日葵和作物野生向日葵杂交种均能在其生长范围之外形成持久的种子库，且干扰可能有助于其在新区域的建立。     

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。     

重庆四面山常绿阔叶林建群种种子雨、种子库研究

对重庆四面山常绿阔叶林建群种种子雨、种子库的研究表明,建群种早期和晚期的种子雨无活力;种子偏早或偏晚成熟及大籽粒的树种,其种子雨被取食的比例大;种子雨、有活力种子雨、种子库三者的数量变化不一致;有活力种子雨量较大的栲、石栎、小叶青冈、扁刺栲、香桂等,其种子库密度在早期以近几何级数的方式增长,元江栲、银木荷种子库小,存在时间短,翌年无一年生萌发苗;种子库数量动态、消减率动态决定于种子被取食的强度、种子衰老的速度以及种子对病菌、逆境的抗性和种子萌发的整齐性.     

重庆四面山常绿阔叶林建群种种子雨、种子库研究

对重庆四面山常绿阔叶林建群种种子雨、种子库的研究表明,建群种早期和晚期的种子雨无活力;种子偏早或偏晚成熟及大籽粒的树种,其种子雨被取食的比例大;种子雨、有活力种子雨、种子库三者的数量变化不一致;有活力种子雨量较大的栲、石栎、小叶青冈、扁刺栲、香桂等,其种子库密度在早期以近几何级数的方式增长,元江栲、银木荷种子库小,存在时间短,翌年无一年生萌发苗;种子库数量动态、消减率动态决定于种子被取食的强度、种子衰老的速度以及种子对病菌、逆境的抗性和种子萌发的整齐性.     

重庆四面山常绿阔叶林建群种种子雨、种子库研究

对重庆四面山常绿阔叶林建种种种子雨、种子库的研究表明,建群种早期和晚期的种子雨无活力;种子偏早或偏晚成熟及大籽粒的树种,其种子雨被取食的比例大;种子雨、有活力种子雨、种子库三者的数量变化不一致;有活力种子雨量较大的栲、石栎、小叶青冈、扁刺栲、香桂等,其种子库密度在早期以近几何级数的方式增长,元江栲、银木荷种子库小,存在时间短,翌年无一生年萌发苗;种子库数量动态、消减率动态决定于种子被取食的强度、     

濒危植物明党参种子散布和种子库动态研究

对伞形科濒危植物明党参（Changium smyrnioides)的种子生产、散布和种子库动态进行了研究。明党参平均每株产生完好种子132粒,86.36%来自顶生花序,不同生境中个体产生的种子千粒重有差异;其平均1.06m高的花葶在种子散布过程中易倒伏,使种子远离母株;种子散布格局为聚集型;种子库密度随时间逐渐下降。明党参种子产量和不同时期种子库密度均低于同科非濒危植物峨参（Anthriscus sylvestris),2个种的种子库均为非持续型;明党参具有低种子数、大粒种子、种子散布远离母株以减少种内竞争的K对策,在受到人类大量采挖和生境干扰后种群不容易迅速恢复;而峨参采取高种子数、小粒种子、种子近母株密集分布和产生无性系的r对策,种群受干扰后易恢复。     

重庆四面山亚热带常绿阔叶林种子库研究

对重庆四面亚热带常绿阔叶林不同海拔、不同类型、不同土层的种子库中种子种类、数量、分布特征进行了研究。结果如下：⑴种子库中种子种类和数量随海拔升高而减小;⑵低海拔的种子库生态优势度最高,高海拔次之,中等海拔最低。生态优势度高的种子库物种多样性指数和群落均匀度都低;⑶种子密度随土层加深而减小;⑷山脊林窗种子库数量和种数最少,但损耗率最低,萌发率最高。