内蒙古露天煤矿排土场植物恢复根际土壤真菌群落特征

内蒙古露天煤矿开采过程中形成大面积排土场,但排土场由于土壤质量差,加上气候条件严苛,植被恢复非常困难,严重阻碍该地区经济可持续发展。土壤真菌参与有机质分解和养分循环等生态过程,具有促进植物生长和增强抗逆性的重要作用。因此,选取内蒙古通辽和锡林浩特的5个大型露天煤矿排土场已经恢复的禾本科、豆科及杂类草三个功能群草本植物根际土壤真菌群落为研究对象,分析根际土壤真菌多样性、群落组成、真菌功能型、网络结构变化特征及影响因素,阐明排土场生态恢复过程中植物根际土壤真菌群落适应规律。结果表明:(1)禾本科根际土壤真菌的Shannon和Simpson多样性指数显著高于豆科和杂类草;禾本科、豆科和杂类草三个功能群的优势真菌群落均为子囊菌门,占总丰度的59.47%-79.61%;球囊菌门的相对丰度具有显著差异,豆科最高,其次是禾本科,两者均显著高于杂类草;(2)三个功能群的丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)和土壤腐生菌相对丰度均表现为禾本科>豆科>杂类草,且禾本科显著高于杂类草;(3)禾本科根际真菌的共生网络负相关比例和模块化指数在三个功能群中最高;禾本科网络结构更稳定,生态位更宽;网络关键物种数禾本科>豆科>杂类草;(4)禾本科、豆科和杂类草分别有53.2%、50.9%、16.2%的关键物种与土壤NH⁺₄-N、NO^-₃-N和C/N等因子具有显著相关性。综上所述,禾本科相比较豆科和杂类草植物根际土壤具有更高AMF丰度和网络稳定性,表明禾本科植物在排土场恢复的适应性较高,研究结果可为排土场植被恢复和物种筛选提供科学参考依据。     

露天煤矿排土场植被重建对土壤呼吸的影响

植被重建是露天煤矿生态恢复的重要途径, 植被恢复的最终目的是土壤生境的恢复, 而土壤呼吸是反映土壤健康状况的关键指标之一。采用LI-8100 土壤碳通量观测系统, 对内蒙古黑岱沟露天煤矿排土场不同植被配置下的土壤呼吸进行了测定, 分析了植被配置、生物、环境因子对土壤呼吸速率的影响。结果表明: 植被配置类型对土壤呼吸影响显著, 乔-草型和乔-灌-草型配置下的土壤呼吸速率接近(平均2.68 μmol CO2·m^–2·s^–1, P>0.05), 显著高于乔-灌型(2.33 μmolCO2·m^–2·s^–1, P<0.001), 但都显著低于邻近撂荒地土壤呼吸(3.64 μmol CO2·m^–2·s^–1, P<0.001)。4 种植被类型下的土壤呼吸日变化都呈单峰曲线, 但峰值出现的时间不同。土壤呼吸与植被盖度、草本多度、丰富度、生物土壤结皮盖度、厚度、土壤全氮、硝态氮、有机质含量显著正相关, 与灌木盖度、土壤体积含水量、容重和铵态氮含量显著负相关。植被重建显著影响矿区排土场土壤呼吸, 植被配置类型、草本盖度多度和土壤碳氮水平是影响土壤呼吸时空变异的关键因子。     

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。     

青海湖地区芨芨草草地土壤种子库的初步研究

选择青海湖地区的次生芨芨草草地为研究对象,以围栏内封育和围栏外自由放牧的草地做对照,研究了围栏内外土壤种子库的萌发状况、密度和数量、物种多样性,以及土壤种子库与地上植被的关系。结果表明,围栏内外土壤种子库的萌发趋势非常相似,但是萌发种子累计数量不同;围栏内外土壤种子库中萌发种子的平均密度分别为3660和2460粒·m-2,围栏内萌发种子数比围栏外提高了48.8%;围栏内外土壤种子库的物种多样性指数差异较大,围栏内外丰富度指数R1分别为17和13,R2为3.693和2.832,丰富度围栏内大于围栏外,多样性指数和丰富度指数具有相同的规律,均匀度指数围栏内外分别为0.812和0.857,则是围栏外大于围栏内。围栏内外地上植被群落组成存在显著差异,围栏内的封育草地的物种丰富度和多样性指数均大于围栏外的放牧草地,而均匀度指数则呈相反趋势。     

土壤调理剂对露天煤矿排土场土壤酶活和微生物多样性的影响

为了解决露天煤矿排土场土壤保水能力差、养分贫瘠和微生物活性弱等问题,文章以排土场土壤作为基质进行盆栽实验,设置 4 个处理组,分别为对照组、5‰保水剂、30%有机肥,5‰保水剂、30%有机肥、5mL微生物菌剂以及5‰保水剂、30%有机肥和 10 mL微生物菌剂,测定土壤 6 种酶酶活和微生物多样性.结果表明,由保水剂、有机肥和微生物菌剂制成的土壤调理剂能有效提高土壤过氧化氢酶、纤维素酶、蔗糖酶、脲酶和碱性磷酸酶的活性,增强土壤细菌群落丰富度和多样性,但微生物菌剂的两个不同添加量对土壤酶活和微生物多样性没有显著影响.总之,土壤调理剂的添加能有效改善排土场土壤环境,增加土壤质量.     

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.     

露天煤矿排土场不同配置人工植被对草本植物物种多样性的影响

2012年8—9月对黑岱沟露天煤矿北排土场乔木、乔木+灌木、乔木+草本(禾本科)、乔木+草本(豆科)和撂荒地5种人工植被配置条件下草本植物种类和数量进行了调查。结果表明:撂荒地的植物物种多度为181.00±12.52,显著高于其他植被配置条件的物种多度;撂荒地和乔木+草本(豆科)配置的植物物种丰富度最高,分别为4.50±0.95和4.78±0.87,显著高于其他植被配置条件的物种丰富度。植物物种多度、丰富度与土壤有机质和全氮呈正相关,与磷含量呈显著负相关。增加排土场浅层土壤有机质和全氮含量,控制土壤磷的输入是促进露天煤矿排土场植物物种多样性恢复的有效措施。促进排土场草本植物多样性恢复,应优先考虑种植能够明显改善土壤质量的物种,如豆科植物。     

亚热带常绿阔叶林不同演替阶段土壤种子库的初步研究

 本文把四川缙云山亚热带常绿阔叶林的演替系列分成6个阶段：(1)弃耕地;(2)灌草丛;(3)马尾松林;(4)以马尾松为优势的常绿针、阔叶混交林;(5)以常绿阔叶树为优势的针、阔叶混交林;(6)常绿阔叶林。分别从每个阶段分3层采集0.5m2,l0cm厚度的5个小样地的土样,带回实验室,通过萌发法研究土壤种子库。得到如下结论：A、种子数量和物种多样性在演替早期阶段(从弃耕地到马尾松林)一般随演替发展而减少,种子数目随土层加深而降低;后期阶段(马尾松林到常绿阔叶林)种子数则大致随演替发展而增加;同一阶段各土层种子数差异不大。B、各演替阶段土壤种子库的种类组成均以草本植物为主。C、在湿度和光照比较一致的情况下,萌发种子数与温度成正相关。大多数种类的种子80%以上在实验的头六个星期内萌发。D、演替早期阶段的地上植物种类组成与土壤种子库中种类组成基本一致,演替后期阶段相关甚少。本文还讨论了土壤种子库研究的取样体积问题,以及土壤种子库在植被动态中的作用。     

土壤种子库

土壤种子库张志权（中山大学生命科学学院生物系,广州５１０２７５）ＳｏｉｌＳｅｅｄＢａｎｋ．ＺｈａｎｇＺｈｉｑｕａｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢｉｏｌｏｇｙ,ＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅＳｃｈｏｌ,ＺｈｏｎｇｓｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ,Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ...     

土壤种子库的结构与动态

土壤种子库的结构与动态班勇（中国林业科学院林业研究所,北京１０００９１）ＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＤｙｎａｍｉｃｓｏｆＳｅｅｄｓＢａｎｋｓｉｎＳｏｉｌ．￥ＢａｎＹｏｎｇ（ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ,ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍ...     

灵山湾国家森林公园刺槐林下垂序商陆种子雨时空动态

垂序商陆(Phytolacca americana)的入侵给山东省沿海防护林的生物多样性及乔木更新造成了严重的危害, 为揭示其繁殖特性和扩散机制, 在灵山湾国家森林公园刺槐(Robinia pseudoacacia)林下由林缘至林内60 m设置5个梯度, 采用机械布点法对垂序商陆的结实量、种子雨分布和扩散格局进行了调查。结果表明: 1)垂序商陆的结实量与种子雨量由林缘至林内逐渐减小, 分别为2 273-1 846和1 382-621粒·m^-2, 不同空间种子雨密度占结实密度的60.80%-33.64%, 平均为49.52%, 人为搂割及动物取食是种子雨量损失的主要原因; 2)种子雨始于9月中旬, 林缘种子雨的发生早于林内, 种子雨的平均强度由林缘至林内逐渐减小, 在10月下旬和12月中旬各有一次种子雨高峰, 最大强度分别为32-4和59-5粒·m^-2·d^-1; 3)种子雨由林缘至林内散布范围逐渐减小, 同时随距母株距离的增加而减小, 其中最大散布距离与加权平均距离分别为210-180 cm和94.32-63.03 cm, 整体加权平均距离为81.00 cm。表明垂序商陆种子雨具有明显的时空异质性, 对预测其扩散潜力及群落结构组成趋势有重要的意义。     

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.     

金沙江干热河谷山地植被恢复区土壤种子库和地上植被研究

土壤种子库在植物种群动态中起着重要作用。土壤种子库可缓解种群的灭绝过程,保存群落中植物种的表现特征,是植被天然更新的物质基础。通过对金沙江干热河谷山地植被恢复区（包括水平阶、自然坡面、沟底）和未恢复区（包括放牧地）的土壤种子库和地上植被的组成、大小及多样性进行比较研究表明,植被恢复区土壤种子库和地上植被的密度、丰富度、多样性及均匀度均大于未恢复区。恢复区地上生物量要远大于未恢复区。水平阶和各类型间的土壤种子库密度与地上植被密度差异显著。土壤种子库中草本植物占很大比例。孔颖草和扭黄茅是土壤种子库和地上植被的两大优势种,两者的个体数量、重要值及生物量最大。土壤种子库和地上植被有较高的相似性,且随着恢复程度的加深,相似性有增高的趋势;土壤种子库密度和地上植被密度之间关系可以用二次和三次曲线拟合。     

土壤种子库的研究进展及若干研究热点

 土壤种子库是指存在于表层土壤（包括凋落物）中的有生命的种子。土壤种子库的研究已是植物生态学研究不可缺少的一部分,现已成为植物种群生态学中比较活跃的领域。土壤种子库时期是植物种群生活史的一个重要阶段,有人称之为潜种群阶段。土壤种子库对一年生植物来说尤其重要。土壤种子库简单地可分为瞬时土壤种子库和长久土壤种子库,即使给予理想的萌发条件如季节、温度、湿度等,土壤种子库中也仍有部分种子保持休眠状态,休眠的种子组成了土壤长久种子库的成分。时空异质性是土壤种子库的基本特性之一,不仅不同植被类型的土壤种子库具有不同的组成、大小和多样性,而且微环境也影响土壤种子库的分布格局。由于萌发、捕食和衰老等原因,土壤种子库具有季节动态,一般在旧种子萌发之后,新种子散布之前达到最低点。在高等植物占据的大多数生境中,以休眠繁殖体形式存在的个体远远超过地上植株的数量;土壤种子库、幼苗库和成年植被相互联系相互影响。由于各种原因如群落类型的差异、群落的演替阶段、取样的时间等,地上植被和土壤种子库之间关系大体上可分为两种情况,即相似性和差异性;研究土壤种子库的方法通常有萌发法和物理分离法。土壤种子库能部分反应群落的历史,对退化生态系统的恢复起着重要的作用。目前土壤种子库的主要研究热点问题可分为以下几个方面：1）土壤种子库的研究方法,2）土壤种子库的分类问题,3）土壤种子库分布的时空格局,4）地上植被和土壤种子库的关系,5）土壤种子库的动态等。