西南喀斯特山地森林群落土壤种子库研究综述

土壤种子库作为喀斯特山地研究的重要组成部分,其研究成果在深入探讨喀斯特地区植被结构、功能与动态方面具有十分重要而独特的作用.本文系统介绍了该地区种子库的研究方法及主要内容.在对已有成果进行综合分析的基础上,就目前喀斯特土壤种子库研究中亟待解决的一些问题进行了探讨,认为今后应加强森林群落中优势种或建群种土壤种子库动态变化,外来入侵物种土壤种子库动态及其对群落物种多样性的影响机理和土壤种子库在退化植被恢复中的作用与潜力等领域的研究工作,以期为从事西南喀斯特地区土壤种子库研究和该地区植被群落恢复实践提供理论指导.     

西双版纳热带森林土壤种子库的季节变化

通过萌发实验法对西双版纳地区的一类热带季节雨林 (番龙眼、千果榄仁 )和 2类次生林(白背桐林、中平树林 )的土壤种子库的季节变化进行了探讨。结果表明 :该地区的土壤种子库动态具有明显的季节性。季节雨林的土壤种子库储量相对稳定 ,土壤上层 ( 0～ 2 cm )的种子储量在雨季末期较大。2类次生林土壤种子库的变化则相反 ,土壤种子库中的种子种类在旱季末期较雨季末期多 ,土壤上层的种子储量在旱季末期较大。各样地均有一些种类只出现在旱季末期或雨季末期。种子在土壤种子库的动态与植物的繁殖物候和所处的环境紧密相关 ,不同种类植物的土壤种子库由于植物本身的生物学特性、传播方式和所处环境的影响而表现出不同的动态模式     

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...     

外来杂草薇甘菊种群土壤种子库动态

研究了内伶仃岛不同群落中薇甘菊土壤种子库动态。结果表明,在薇甘菊土壤种子库中,上层(0～3cm)土壤种子库密度显著高于下层(3～5cm),从地表向下随着深度的增加,活力种子逐渐减少,幼苗主要由上层土壤中的种子萌发而成。群落所处的演替阶段影响薇甘菊种群的开花结实,从而影响到薇甘菊种子的产生和种子库的储量。处于演替后期的群落中种子库储量下降。     

持久土壤种子库研究综述

土壤种子库是指存在于土壤上层凋落物和土壤中全部存活种子,简单地可分为短暂土壤种子库和持久土壤种子库。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,休眠的种子组成了持久土壤种子库。持久土壤种子库具有在承受了空间或时间上不可预测的干扰的植被中发挥繁殖能力的潜势,因此,其在植被承受干扰后的恢复、管理和重建中常常起关键作用。研究持久土壤种子库能丰富生物多样性的内容,同时,可以为深入了解植被更新提供更多的信息。本文从持久土壤种子库的研究方法、分类方法、指示因子、生态意义,以及持久土壤种子库研究中存在的问题和今后的工作进行综述,试图为将来的工作奠定基础。     

草地沙化过程地上植被与土壤种子库变化特征

研究了草地沙漠化过程地上植被与土壤种子库的变化特征。获如下结论：(1)草地沙漠化过程地上植被与土壤种子库物种多样性的衰减模式不同,土壤种子库植物种数从潜在沙漠化阶段(固定沙地)到中度沙漠化阶段(半流动沙地)变化很小,而从中度沙漠化到严重沙漠化阶段(流动沙地)衰减速度明显加快;地上植被种数随着沙漠化程度增加而下降,其中从中度沙漠化到严重沙漠化发展阶段衰减幅度最大。(2)地上植被与土壤种子库密度随着沙漠化程度增加而下降,但下降速率因沙漠化发展阶段不同而异,从固定到半固定沙地是地上植被与土壤种子库密度下降最快的时期。(3)地上植被与土壤种子库共有种数随着沙漠化程度的增加而减少,从而导致了地上与土壤种子库群落组成的相异性增大。(4)4种退化沙地土壤种子库组成的相似性要高于地上植被,表明在沙漠化过程中土壤种子库群落组成的稳定性要高于地上植被。(5)地上植被密度与土壤种子库密度存在显著相关性,其关系可用二次曲线来描述。     

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。     

桂西南石漠化山地土壤种子库的基本特征及植被恢复对策

采用幼苗萌发法对广西平果县龙何示范区石漠化山地的土壤种子库进行初步研究。结果表明,该地区土壤种子库共有108种植物,隶属于33科81属,其中草本81种、灌木20种、藤本7种;其土壤种子库的种子密度为64.6~339.7粒.m-2,且在不同土地利用类型区及不同季节存在较大差别。在分析土壤种子库对其植被恢复作用的基础上,认为可采取自然封育和人工造林等措施,以促进现存植被的正向演替。     

桂北喀斯特石漠化地区不同植物群落土壤种子库特征及其与土壤养分关系

土壤种子库作为地上植被遗传信息库，对植被自然演替更新以及生态修复建设具有重要作用。为探明桂北喀斯特石漠化地区植被自然恢复潜力和恢复策略，该文选取恭城瑶族自治县喀斯特石漠化地区3种典型植物群落为研究对象，分析不同群落的土壤种子库结构、多样性及其对土壤养分特征的响应，以期为该地区石漠化治理和植被恢复提供理论依据。结果表明：(1)共计监测到幼苗3 648株，隶属于33科51属55种，其中1年生和2年生草本幼苗共20种，多年生草本幼苗21种，藤本幼苗5种、灌木幼苗3种、乔木幼苗6种；不同植物群落土壤种子库平均密度为三华李经济林(22 493 grain·m^-2)>青冈次生林(1 033 grain·m^-2)>金竹灌丛(793 grain·m^-2)。(2)土壤种子库植物生活型方面，三华李经济林主要分布1年生恶性杂草，青冈次生林和金竹灌丛则以多年生草本为主，木本植物占比较少；不同植被类型中土壤种子库物种多样性和相似性总体较低，同时与地上群落物种组成的相似性也较低。(3)研究区域的土壤元素存在高氮低磷的现象，其中磷元素为金...     

温州裂叶月见草入侵群落和土壤种子库种类组成的季节动态

通过野外调查和萌发实验,研究了浙江温州地区裂叶月见草(Oenothera laciniata)入侵群落和土壤种子库种类组成的季节动态,结果表明:裂叶月见草土壤种子库中共有种子植物46种,种子库各层储昔与物种数量不同,呈现为上层(0～2 cm)>中层(2～5 cm)>下层(5～10 cm),层间差异较明显;裂叶月见草入侵群落地上植被与土壤种子库群落组成相似性系数为0.632,表明该群落裂叶月见草入侵时间不长,处在演替的初期阶段;裂叶月见草种子具有休眠特性,并在萌发的过程中阶段性破除休眠;裂叶月见草的重要值与群落的物种多样性存在着正相关性,但未达显著水平(P>0.05);在每年的11月至次年4月裂叶月见草营养生长期铲除是控制裂叶月见草传播和扩散的有利时机.     

Seasonal dynamics of Mediterranean pasture seed banks along environmental gradients

The size and dynamics of seed banks were studied in grazed and ungrazed Mediterranean pastures at different altitudes and topography positions. The soil samples were collected in autumn and spring and the seed banks composition was determined by greenhouse germination over a 9-month period. The percentage of bare ground and the presence of new seedlings were recorded monthly from October to July in the field. A fall in seed density and species richness in the banks and a tendency for seeds to remain in the banks were linked to a rise in altitude. Germination in lower pastures mainly occurred in October in the numerous gaps left by the summer drought. At higher altitudes, the scarcity of gaps and the harsh climate led to an autumn–spring segregation of germination. On a local scale, the low slope positions and the ungrazed plots had a larger number of persistent seed bank species and a lower percentage of bare ground where seeds could germinate than their respective plots in the upper positions and grazed plots. A higher seed density in ungrazed than grazed plots was only detected in the three highest plots. No seed bank species richness trend was detected. In populations of the same species in different types of environments, the seasonal variation of seed numbers was environment-dependent for the majority of the species. In general, perennial grassland and its related low gaps availability appear to favour persistent seed banks.     

滇东南岩溶山地次生林土壤种子库储量与优势成分

采用样线取样与温室萌发实验相结合的方法 ,调查了滇东南典型岩溶山地次生林的土壤种子库储量及其优势成分。结果发现 ,岩溶山地次生林下贮存有丰富的植物种子 ,在厚度为 1 0cm的表层土壤中的种子储量变动于 493 0～ 1 493 0粒 /m2 之间 ,高于对照成熟林的 3 780粒 /m2 。在 1 0cm的垂直剖面上 ,单位体积的种子储量在厚度为 0～ 2、2～ 5、5～ 1 0cm的三个层面间逐渐下降 ,但 5～ 1 0cm土层内仍然储藏了大量的种子。三种次生林的乔、灌、草、藤的比例组成与对照成熟林的差异不大 ,无论是种子个体数量还是物种种类数都以草本为主 (平均为 85 .5 %和 69.9% ) ,灌木次之 (平均为 1 2 .8%和 1 9.4% ) ,藤本 (平均为 1 .6%和 4.2 % )和乔木 (平均为 0 .6%和 6.5 % )稀少。在所研究的三个次生林样地内种子数量处于前三位的种子都来自菊科的紫茎泽兰 (Eupatoriumadenophorum) ,胜红蓟 (Ageratumconyzoides) ,劲直白酒草 (Conyzastricta) ,一点红(Emiliasonchifolia)等四个物种中的三个种 ,与成熟林下的土壤种子库中前三位物种基本相同。土壤种子库与地表植被间的相似性较小。     

桂西南峰丛洼地退化植被土壤种子库的初步研究

采用野外取样和盆栽试验观察相结合的方法,对桂西南不同演替阶段退化植被的土壤种子库进行初步研究。通过统计分析,其结果:(1)厚度为20cm的表层土壤的种子库密度,其值变动于0~1125粒·m-2;(2)在物种丰富度和数量上占优势的种类均是草本植物,其中又以禾亚科、菊科的植物为主,灌木种类和数量较少,无乔木种类出现;(3)种子多集中在上层或接近上层,并且自上而下递减明显;(4)11月份采样的各演替阶段的种子库的物种丰富度和密度普遍比5月份相应演替阶段的高;(5)任两演替阶段的土壤种子库相似性较低,但出现在相邻的两个演替阶段相似性系数比相邻较远的两个演替阶段的相似性系数要高;(6)地上植被与土壤种子库的相关性不管在早期阶段还是中后期阶段都不紧密,而且从草丛阶段向乔灌林阶段演替,两者之间的相关性有降低的趋势。结果表明:对桂西南峰丛洼地退化植被,有必要开展人工诱导促进封山育林区植被恢复,从而构筑具有较高生态效益的生态防护林体系。     

植冠与土壤种子库储存种子的萌发特性及策略

为明确黄土丘陵沟壑区植物种子库如何调控种子萌发来提高个体适合度,选择研究区7种具有种子库的主要物种为研究对象,以刚成熟和室内储存种子为对照,比较植冠宿存(5个宿存期)和土壤埋藏(5a埋藏期)对植物种子萌发特性的影响,探讨植冠种子库与土壤种子库储存下的种子萌发策略。结果表明:7种植物种子经过不同种子库储存后萌发特性表现出明显的种间差异,黄刺玫(Rosa xanthina)和水栒子(Cotoneaster multiflorus)种子萌发力表现为植冠宿存不变型、土壤储存增强型,土壤储存明显提高水栒子种子萌发速率;达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)和狼牙刺(Sophora davidii)种子萌发力表现为植冠宿存增强型、土壤储存减弱型,种子萌发历时表现为植冠宿存延长型,土壤种子库储存还可加快达乌里胡枝子萌发速率、缩短萌发历时;茭蒿(Artemisia giralaii)和铁杆蒿(Artemisia gmelinii),种子萌发率随植冠宿存时间先升高后降低,随土壤储存时间先降低后升高,土壤储存可推迟其萌发,铁杆蒿种子萌发速率在植冠与土壤储存后均加快;紫丁香(Syringa oblata)种子萌发率随植冠宿存先升高后降低,土壤储存明显加快其种子启动萌发与速率。在黄土丘陵沟壑区,植物种子经过植冠或土壤种子库储存,或增加、加快、提早萌发充分利用有利条件提高占据性,或减少、减缓、推迟萌发分摊不利条件的风险;而且该区植物植冠与土壤储存后种子萌发特性间的关系,体现各自适应环境与应对干扰的分工与协作策略,主要表现为:单一主导型和相辅相成型。     

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 banks and seed population dynamics of halophytes

In this review I will describe the importance of seed banks and thepopulation dynamics of seeds on the distribution of species in salinehabitats. The main questions being examined in this review include: 1.Does the seed bank represent the flora of the entire salinity gradient or isit restricted to the species in each zonal community? 2. Is the size andspecies composition of the persistent seed bank regulated by the degree ofsalt stress in habitats along an environmental gradient? 3. Does thepopulation dynamics of seeds influence the temporal and spatial distributionof plant species in saline habitats? Seed banks may be transient orpersistent depending upon the physiological responses of species and thesoil environment in which the seeds are found. The formation of zonalcommunities in salt marsh environments is affected by changes in soilsalinity and flooding along an elevational gradient. Population dynamics ofseeds have been found to determine the spatial and temporal distributionof species along salinity gradients. The flora and relative density of speciesof zonal communities are significantly dependent upon the stress toleranceof species at different stages of development and the presence of transientor persistent seed banks. The occurrence of a seed bank is related to thesalinity tolerance of species at the germination stage of development, aseeds ability to tolerate hypersaline conditions and flooding, and whetheror not species are able to maintain a persistent seed bank until hypersalineconditions are alleviated.

     

黔中石漠化地区不同土地利用类型土壤种子库特征

在贵州省普定县喀斯特石漠化地区通过种子萌发试验,对封山育林、退耕还林2a、农耕地等3种不同土地利用类型的土壤种子库进行分析.结果表明,不同利用类型土壤中种子数量差异显著,封山育林土壤中平均种子密度为1664粒/m2,退耕还林2 a土壤中平均种子密度为8060粒/m2,农耕地土壤中平均种子密度为6239粒/m2.土壤中的种子集中分布在表层0～5cm范围内,随土层深度变化,土壤中所含种子数量和物种数呈减少的趋势.不同利用类型土壤种子库物种相似指数较低,物种数、多样性指数、均匀度及生态优势度指数以退耕还林地最大,农耕地高于封山育林地.土壤种子库所含物种数较接近,物种组成以草本植物为主,菊科、禾本科占优势.封山育林地、退耕还林地属于进展演替,封山育林地处于较高演替阶段,农耕地属于逆行演替.应引进适宜物种以促进植被恢复.     

浙西北丘陵地区次生林与杉木林土壤水溶性有机碳季节动态

为了解浙江省西北部丘陵地区森林土壤水溶性有机碳含量及动态规律,以达到成熟林状态的次生林和杉木林为对象,分别对其春、夏、秋、冬4个季节的0 ～ 10、10 ～ 20 cm土层水溶性有机碳含量进行了研究.结果表明:1)0 ～10和10 ～ 20 cm土层,次生林与杉木林水溶性有机碳含量没有显著差异;2)次生林和杉木林土壤水溶性有机碳含量季节动态基本一致,均表现为冬季＞春季＞秋季＞夏季;3)0 ～10和10 ～ 20 cm土层次生林与杉木林水溶性有机碳含量与土壤温度、降水量均呈显著负相关,与土壤湿度相关性不显著,与凋落物量呈正相关,且在0 ～10 cm土层显著.     

Germinable soil seed banks in a tropical savanna: seasonal dynamics and effects of fire.

Abstract The germinable soil seed bank of a tropical eucalypt savanna of north‐eastern Australia was found to be dominated by grasses and forbs, with seed bank density ranging from 58 to 792 seeds per square metre, from a total of 53 species. Late dry season fires and the fire‐related cues, heat shock and smoke, broke the seed dormancy of a range of tropical savanna species. Heat shock promoted the germination of the species groups natives, exotics, subshrubs, ephemeral and twining perennial forbs, and the common species Indigofera hirsuta, Pycnospora lutescens and Triumfetta rhomboidea. Exposure to smoke at ambient temperature promoted germination from the soil seed bank of the species groups combined natives, upright perennial forbs and grasses, as well as the common grasses Digitaria breviglumis and Heteropogon triticeus. The germinable soil seed bank varied seasonally, increasing from the mid wet season (February) and early dry season (May) to a maximum in the late dry season (October). The effect of recent fire history on soil seed bank dynamics was limited to the immediate release of some seed from dormancy; a reduction in seed densities of subshrubs and monocots, other than grasses, in recently burnt savanna; and enhanced seed density of the ephemeral I. hirsuta in the year following fire. The seed banks of most savanna species were replenished in the year following burning.