Seed bank dynamics in abandoned meadows during a 20-year period in the Białowieża National Park

1 The relationship between size and floristic composition of the seed bank and vegetation dynamics was studied between 1976 and 1996 in 0.75 ha of an abandoned Cirsietum rivularis meadow. The plot was divided into 100-m² (10 × 10 m) quadrats and sampled 5-yearly to map the vegetation and determine the soil seed bank.
2 Densities of seeds in the soil fluctuated as succession proceeded. The initially small seed bank trebled by 15 years after abandonment, before falling, after 20 years, to approximately the same as in the initial stage.
3 The floristic richness of the seed bank decreased during succession, with the number of species falling from 38 to 25. The diversity of life forms, however, increased in later periods, with tall herbs, shrubs and trees appearing after 10 years.
4 Seed bank floristic composition is apparently both a product of the species composition of the current vegetation and a record of the long-term substitution of species. Other factors, including the structure of the vegetation, also influence the accumulation of seeds in the soil.
5 Although changes in number of species show a directional pattern, the seed bank size fluctuated in the course of succession on these fertile wet meadows.     

松嫩平原碱化草甸恢复演替系列的群落种子流分析

对松嫩平原碱化草甸恢复演替系列4个群落优势种种子源库、土壤种子库及幼苗库进行了比较,建立了种子流模型.结果表明:演替初期虎尾草群落优势种种子源库密度最大,为(446182±180455)粒.m-2,分别是演替中期星星草群落的7.2倍、演替后期星星草 羊草群落的11.4倍、演替顶极羊草群落的164.8倍.土壤种子库和幼苗库密度均以虎尾草群落最大,分别为(63650±14541)粒.m-2和(39160±15192)株.m-2,羊草群落最小,分别为(14310±7686)粒.m-2和(790±745)株.m-2,大体呈随着恢复演替进程而递减的趋势.全体演替系列群落输出的实生苗均以虎尾草为主,占79.8%～100%.在种子流中,优势种的种子源库向土壤种子库输入率在10%～35%之间,输出率差异则较大,虎尾草群落高达62.3%,但星星草群落和羊草群落均没有优势种的幼苗输出.     

西双版纳热带森林土壤种子库与地上植被的关系

通过实验研究探讨了西双版纳几类热带森林的土壤种子库与地上植被的关系．结果表明,在森林演替的初期,土壤种子库与地上植被共有的种类和种子储量较多,随着林龄的增大,外来种子的比例逐渐增加,到季节雨林阶段,土壤种子库中的种子大部分为来自群落外的先锋种类．这些种子在郁闭的林冠下很难萌发,一旦森林受到干扰出现林窗或空旷地,这些潜在的种源将迅速萌发,参与植被的恢复或演替     

边缘效应与生物多样性

自从边缘效应提出以来,许多生态学家对它与生物多样性之间的关系进行了研究。大量的事实显示出边缘效应会表现出正效应或负效应,其结果并不完全一致。边缘效应的利用、管理和生物多样性保护是一项有意义而紧迫的工作。     

科尔沁沙地植被恢复演替进程中群落土壤种子库研究

研究了科尔沁沙地植被恢复演替进程中各群落土壤种子库种类组成、密度以及物种多样性等特征。主要结论是:①科尔沁沙地植被退化后的恢复演替是一种次生的中途恢复演替。演替各阶段土壤种子库密度为流动沙丘<半流动沙丘<固定沙丘,从流动到半流动沙丘阶段,土壤种子库密度平均增加了709%;从半流动到固定沙丘阶段,土壤种子库密度平均增加了393%。从流动到半流动沙丘阶段是土壤种子库密度的快速增长期。②植被恢复演替过程中,土壤种子库组成均以1年生草本植物为主(优势度为60.40%~91.83%),到演替中后期阶段,多年生草本植物的种类有所增加,但其所占比例仍很小。③演替各阶段群落种子库物种多样性指数分别为0.6616、0.7736、0.7281、1.0939、1.0648和0.9682,可见种子库物种多样性最高的群落并非是演替历史最大的群落。④恢复演替系列各阶段土壤种子库间的相似性系数都较大,在0.368~1.000范围之内,任一群落总是与其下一阶段最邻近的群落具有最高的相似性系数。     

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。     

西双版纳热带森林的土壤种子库储量及优势成分

作为西双版纳热带森林土壤种子库生态学系统研究的首次报道,本文采用野外样带取样与萌发实验相结合的方法,探讨了当地１类季节雨林（番龙眼、千果榄仁林）和３类次生森林（山黄麻林、中平树林、半人工林）的土壤种子库储量及其优势成分。结果发现,中平树林和山黄麻林的土壤中蕴藏着十分丰富的种子,在厚度为１０ｃｍ的表层土壤中,它们的种子密度分别高达２９９４５±２２６７粒／ｍ２和２４７４０±２２７５粒／ｍ２。而季节雨林和半人工林土壤种子库中的种子密度仅为５９０５±２０２粒／ｍ２和３３４５±４３８粒／ｍ２。草本植物无论是在种类还是个体数量上都是这几类森林土壤种子库的优势成分,但随着森林演替年龄的增加,其所占比例有所减少。     

土壤种子库研究综述

土壤种子库是指存在于土壤表面和土壤中全部存活种子的总和。土壤种子库研究是植物生态学研究的一个重要领域。研究土壤种子库是对生物多样性研究的一个重要补充 ,有助于对植被更新和植被演替动态的了解 ,对于植被重建与恢复具有指导意义 ,有利于指导我们的生产实践。本文从土壤种子库研究的取样方法、研究内容及进展等方面进行一个较系统的总结 ,为将来的研究提供一些有益的途径。     

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...     

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。     

Inflow of seeds through the forest edge: evidence from seed bank and vegetation patterns

To determine the influence of the proximity of a forest edge on seed bank composition and diversity, we performed a seed bank sampling at ancient deciduous forests bordering intensive arable fields. Also vegetation patterns were taken into account. We hypothised that forest edges may facilitate the entrance of diaspores of invasive species into the forest and the successive incorporation of these species in the forest seed bank. We noticed a substantial influence of the proximity of an edge on seed bank composition at as well the forested side of the edge as the field side. The forest edge zone was limited to 3 m into the forest and the field edge zone extended 3m into the field. The seed bank samples of field and forest edge are characterised by a higher species diversity and seed density and a higher similarity between seed bank and vegetation, compared to field or forest samples. The forest edges contains fewer pioneer species in comparison with the forest interior and more competitive species and species of edges and clearings compared with field and forest samples. The seed longevity index increases towards the forest interior. We can conclude from our data that the forest and edge seed bank are composed by both seeds from recent dispersal processes and local seed set and by seeds originating from past vegetation on the site. Near the edge, actual seed input seems of primal importance. Further towards the forest interior seed input decreases and long-living seeds of past vegetation become more important. Ancient forest edges thus act as a barrier for seeds of species of the surrounding arable field.     

长期不同施肥方式对稻油轮作田土壤杂草种子库多样性的影响

施肥等人为管理下农田生态系统生物多样性的变化规律及其保护是生态系统研究的重要内容之一。我们通过镜检法对太湖地区一个长期肥料定点试验稻油轮作田表层(0–15cm)土壤中杂草种子的种类进行了鉴定,分析了长期不同施肥方式对稻油轮作田土壤杂草种子库群落结构及多样性的影响,讨论了杂草种子库多样性与农田生态系统生产力和稳定性的关系。4种施肥方式分别为不施肥(NF)、单施化肥(CF)、化肥配施猪粪(CMF)以及化肥配施秸秆(CSF)。结果表明:无论水稻种植季还是油菜种植季,与长期不施肥、单施化肥及化肥配施猪粪相比,化肥配施秸秆条件下的田间土壤杂草种子库密度均最低,但其总物种数和多样性较高;同时,这种施肥方式下水稻与油菜的年平均产量也较高,而且年际波动小。可见,施肥方式的不同会影响杂草种子库的多样性,而多样性的高低与农作物产量高低及稳定性有着一定的相关关系:即均衡的施肥方式有利于维持土壤杂草种子库多样性,提高农作物产量,并降低产量年际间的波动性。在本文研究的4种施肥方式中,化肥配施秸秆可以作为提高农田生态系统生产力和稳定性并保持生物多样性的农田施肥管理方式。     

三江平原恢复湿地土壤种子库特征及其与植被的关系

通过幼苗萌发法和样方调查相结合的方法对三江平原不同演替恢复阶段的种子库特征及其与植被的关系进行了研究。将开垦湿地、不同演替恢复阶段湿地以及天然湿地不同土壤层次(0-5、5-10 cm和根茎)的种子库在两种水分条件下(湿润、淹水10 cm)进行萌发处理。结果表明: 随着演替恢复阶段的进行, 种子库的结构和规模逐渐扩大, 地表群落表现出由旱生物种占优势的群落逐渐演变成以小叶章(Calamagrostis angustifolia)占优势的湿生群落的演替趋势。恢复7年湿地、恢复14年湿地、天然湿地土壤种子库萌发物种数分别为24种、29种、39种, 植被物种数为21种、25种、14种。湿地类型、水分条件和土壤层次均显著影响种子库萌发的物种数及幼苗数(p < 0.01)。种子库具有明显的分层现象, 天然湿地0-5 cm土层种子库种子萌发密度是5-10 cm土层的4倍左右, 而恢复湿地仅1.3倍左右, 且土层间萌发物种相似性系数较低。湿润条件下的萌发物种数显著高于淹水条件, 且两种水分条件下萌发物种的生活型不同。由于恢复时间较短, 不同演替恢复阶段的种子库与植被相似性维持在30%以下。湿地中根茎分蘖出大量的湿地物种, 对于小叶章等优势物种的繁殖具有重要作用。研究表明, 在开垦湿地退耕后的次生演替阶段, 种子库能够保持大量的湿地物种, 通过对湿地种子库与植被的关系研究, 能够为三江平原湿地群落演替与湿地恢复提供策略指导。     

生态交错带（Ecotone）理论研究进展

生态交错带（Ｅｃｏｔｏｎｅ）理论研究进展高洪文（东北师范大学草地研究所,长春１３００２４）ＡｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｏｆＴｂｅｏｒｅｔｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈｉｎＥｃｏｔｏｎｅ．￥ＧａｏＨｏｎｇｗｅｎ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｒａｓｓｌａｎｄＲｅ－ｓｅａ...     

Influence of long-term different fertilization on soil weed seed bank diversity of a paddy soil under rice/rape rotation

A long-term fertilized paddy field under rice/rape rotation in the Taihu Lake Region was selected to investigate the dynamics of soil weed seed diversity. Four fertilizer treatments were performed, including non-fertilizer (NF), chemical fertilizer only (CF), chemical fertilizer combined with pig manure (CMF) and chemical fertilizer plus crop stalk (CSF). We recorded the seed numbers and crop yields, estimated the weed seed bank density and identified the kinds of weed seeds in the topsoil (0–15 cm) in the study area using a stereomicroscope. Based on the records, we analyzed the effect of long-term fertilization on soil weed seed bank diversity and the relationship between weed seed diversity and crop yields. Comparing the four treatments, it was found that in the cultivating seasons of both rice and rape, the density of soil weed seed bank was the lowest with the treatment of chemical fertilizer plus crop stalk. Whereas, the total number of species and the weed seed bank diversity was the highest. Furthermore, the crop yields were at maximum and kept constant with this treatment. There was a definite correlation between fertilizer treatment and soil weed seed bank diversity and crop yields. It was concluded that balancing the fertilizer management was helpful in maintaining soil weed seed bank diversity, increasing crop yields and alleviating crop yield fluctuation. Therefore, among the four fertilizer treatments, chemical fertilizer plus rice crop stalk treatment was the best one to stimulate the productivity of agricultural ecosystems and simultaneously protect biodiversity. __________ Translated from Biodiversity Science, 2006, 14(6): 461–469 [译自:生物多样性]     

基于蛾类多样性研究人工林斑块的边缘效应

斑块状造林是当前国内营建人工林的主要方式之一, 在林内不同斑块间形成了大量的边缘环境。为探究人工林斑块间边缘效应的生物多样性特点, 本文基于北京平原造林中的毛白杨(Populus tomentosa)林-国槐(Styphnolobium japonicum)林、国槐林-栾树(Koelreuteria paniculata)林、栾树林-桧柏(Juniperus chinensis)林、旱柳(Salix matsudana)林-杜仲(Eucommia ulmoides)林4种树种组合, 选择与植物具有营养关系的蛾类为研究对象, 采用非度量多维尺度(NMDS)排序、Anosim分析、物种多样性指数等对蛾类数量、物种组成与多样性进行分析; 并基于林下植被特征因子调查, 使用Pearson相关性分析探讨了植被特征因子与蛾类群落特征的关系。结果表明: 本研究共采集到蛾类4,428只, 分属于24科144种。(1)斑块边缘的蛾类物种组成与斑块内存在差异, 边缘独有种比例占所在样地组合物种数的13.59%-18.32%。(2)边缘物种多样性指数多为相邻斑块中间值或略高于斑块内; 旱柳林-杜仲林边缘的Simpson指数显著高于杜仲林斑块, Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数显著高于旱柳林斑块, Pielou均匀度指数显著低于杜仲林斑块。(3)蛾类Simpson指数与植被的平均高度和平均盖度呈显著负相关关系; 而蛾类物种数与植被的平均高度和平均盖度呈显著正相关关系。(4) 4种边缘类型的边缘效应均呈正效应(I_H′ >1), 其中旱柳林-杜仲林边缘的边缘效应强度最低(I_C = 0.915185808)。斑块状人工林的边缘中存在对生境变化产生响应的蛾类类群, 这是斑块状人工林生物多样性提高的基础。不同树种组合斑块的边缘效应所呈现的生物多样性特点不同, 可能存在优势物种暴发的风险。本研究可为后续造林及林分管理提供指导意见。     

植物群落动态研究进展

以植物群动态的四种主要表现形式,即落的演替、群落的更新、群落的波动以及边比胶淡内容,分别从它们定义、理论、研究方法、研究现状及其发展等方面进行了综述。