持久种子库在黄土高原植被恢复中的作用

通过对荒漠草原11个植被群落持久种子库特征及其与地上植被、地理位置关系的研究,探讨了持久种子库在植被恢复重建中的作用。结果表明,荒漠草原持久种子库以草本植物为主,密度为31.5～482.3粒·m-2,群落类型和土壤分层对持久土壤种子库密度影响显著（P<0.05）。持久土壤种子库密度与纬度之间呈显著负相关,而与经度的相关性不显著（P>0.05）;经纬度对持久种子库物种丰富度、多样性以及地上植被-土壤种子库的相似性影响不显著;海拔对持久种子库密度影响不显著,但对持久种子库的物种丰富度、多样性以及地上植被-土壤种子库的相似性影响显著,随着海拔的升高,物种丰富度、多样性以及地上植被-土壤种子库的相似性降低。持久种子库与地上植被的相似性较低,依靠持久种子库恢复灌木层植被的潜能很小。     

坝上地区孤石牧场土壤种子库与地上植被的关系

为探讨退耕地植被恢复过程和植被稳定性,采取土壤采样分析与现场植物测定相结合的方法,研究坝上孤石牧场退耕地和过牧地上植被与种子库的变化特征.结果表明:1)退耕地地上植被与土壤种子库物种多样性高于过牧地,退耕地正处于一年生草本植物向多年生草本恢复演替阶段;2)退耕地地上植被与土壤种子库物种丰富度大于过牧地地上植被与土壤种子库的丰富度;3)地上植被与土壤种子库共有种数在退耕地上较多,在过牧地上较少,从而导致了地上植被与土壤种子库群落组成的相异性增大.     

不同放牧强度对西藏邦杰塘高寒草甸土壤种子库的影响

通过研究不同放牧强度下地上植被群落的物种组成、植物生活型、土壤种子库物种种类和种子数量等特征,探讨了地上植被与土壤种子库之间的关系及种子库在地上植被群落构建中的作用,拟为高寒草甸的管理,特别是高寒地区退化生态系统的恢复与重建提供参考。结果表明：土壤种子库物种多样性指数和丰富度指数在围栏样地和中牧样地之间差异不显著。重牧样地土壤种子库物种多样性指数和丰富度指数显著低于中牧样地（P<0.05）;围栏样地、重牧样地、中牧样地土壤种子库密度表现为重牧 >围栏 >中牧,其中重牧样地土壤种子库密度显著高于中牧样地（P<0.05）,达4952.7粒·m^-2;中牧样地和围栏样地的种子库和地上植被之间相似性较低,二者的地上植被与土壤种子库Sorensen相似性指数分别为0.48和0.44。重牧样地上嵩草属（Kobresia）植物严重退化,地上植被群落和土壤种子库均以杂类草物种占优势,地上植被与土壤种子库表现出较高的相似性。因此,对于有退化趋势的嵩草草甸,适当的围栏并考虑利用本地多年生优良牧草种子进行补播将是有利的;嵩草高寒草甸土壤种子库种子主要集中在0~5cm,且各样地中种子数量均随着土壤深度的增加而减少。     

围封对荒漠草原区沙芦草群落土壤种子库及地上植被的影响

以宁夏盐池县四墩子荒漠草原沙芦草群落为研究对象,通过室内种子萌发法和地上植被调查法研究了围封对沙芦草群落土壤种子库和地上植被的影响。结果表明:1)围封对沙芦草群落土壤种子库密度具有显著影响,围栏外土壤种子库密度为(1052±273) 粒·m^-2,围栏内种子库密度为(1885±100) 粒·m^-2 ,围封使土壤种子库密度增加了79.0%。围封后,一年生植物种数减少了8.2%,种子库密度却增加了44.0%;2)围栏外地上物种数28种,围栏内为32种,围封使地上植被植物种数增加了14.0%。其中多年生植物增加,一年生植物减少;3)围封后,沙芦草群落土壤种子库和地上植被的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数均有增大趋势,但差异不显著,而其生活型功能群的多样性发生了不同程度的改变;4)围栏内外土壤种子库与其地上植被的Sorensen相似性系数均为中等不相似,封育样地(0.33)略低于未封育样地(0.35)。种子库之间相似性高达0.71,两个样地地上植被之间的相似性为0.62,二者均为中等相似,说明外界干扰对地上植被的影响要大于对种子库的影响。研究结果可为荒漠草原区植被的恢复与治理提供一定的参考。     

封育对荒漠草原两种植物群落土壤种子库的影响

土壤种子库作为植被的潜在种源,对荒漠草原植被恢复、群落演替具有重要的指示意义。以宁夏盐池县荒漠草原苦豆子群落和芨芨草群落为研究对象,在2种群落封育和未封育的草地上,选取地势相对平坦、环境条件较为一致的25 m×30 m 的4个大的样方进行群落调查;并在4个大的样方内取0~2 cm、2~5 cm和5~10 cm土层的土样,采取种子过筛直接辨认和种子萌发试验来进行土壤种子库的鉴定。分析了两种植物群落封育前后土壤种子库物种组成、种子密度、多样性及相似性等特征。结果表明:封育可提高两种植物群落土壤种子库中物种数目;而对两种植物群落土壤种子库种子密度的影响不同,苦豆子群落种子密度封育内外差异较小,芨芨草群落封育内种子密度显著提高。随着土层的加深,两种植物群落封育内外土壤种子库物种数和种子密度均呈递减趋势,封育后两种植物群落不同土层物种数均有增加,但封育对两种植物群落土壤种子库中种子密度的垂直分布影响不同。封育可提高两种植物群落土壤种子库的多样性、均匀度和丰富度,但两种植物群落土壤种子库的多样性特征对封育的响应不同,芨芨草群落在荒漠草原的稳定性更高。两种植物群落封育内外土壤种子库相似性相对较高,苦豆子群落封育后有向芨芨草群落演替的趋势。     

封育对干热河谷稀树灌草丛退化草地土壤种子库和植物多样性的影响

于2004年对金沙江干热河谷地区典型稀树灌草丛退化草地进行了围栏封育。在封育后第1年和第2年,以未围栏封育退化草地为对照,对草地土壤种子库和植被的物种组成、密度变化、多样性变化及土壤种子库与植被群落的相似性进行了调查和分析。结果表明,随着围栏封育年限的增加,土壤种子库密度和植物密度增加极显著（P〈0．001）,其物种组成主要以一年生草本为主。在围栏封育过程中,土壤种子库和物种丰富度明显下降,物种多样性降低,植被均匀性下降。随着封育年限增加,土壤种子库物种组成相似性指数和植被物种组成相似性指数均降低。     

不同放牧强度对高寒草甸土壤种子库的影响

以青海省贵南县高寒草甸为研究对象,采用地上植被调查和室内萌发试验相结合的方法,对不同放牧强度下土壤种子库的特征及其与地上植被的关系进行研究,并探讨放牧条件下地上植被、土壤种子库和土壤理化性质三者的联系,拟为高寒地区的植被恢复和草地管理提供科学参考。结果表明：1)随放牧强度的增加,土壤种子库密度呈现出“单驼峰”型趋势。2)无论是禁牧还是放牧样地,种子主要集中于0-5 cm表层土壤,且随土层的加深而减少。3)高寒草甸土壤种子库与地上植被的相似性整体较低,在中度放牧样地中杂类草占主导地位,群落物种多样性增加,相似性相对较高;在禁牧样地中种群趋于平衡且枯落层较厚,相似性最低。4)放牧干扰后,植物群落高度整体降低,地上植被盖度增加,种子库的密度增大;且较低的磷含量有利于种子的储存。综上,高寒草甸适度的放牧干扰有利于维持草地群落的物种多样性,提高种子库种子的储存,从而促进地上植被的更新建植,进而维持草地生态系统稳定。     

黄土高原亚高山草地退化对土壤种子库的影响

本试验对黄土高原亚高山草地不同退化程度下土壤种子库的物种组成、种子密度、分布特征以及影响因素进行了研究。结果表明,研究区地上植物有31种,分属于14科、25属;种子库植物有32种,分属于14科、31属;种子库的83.45%都分布于浅层土壤中（0~5 cm）。随着草地退化程度的加重,地上植被和地下种子库中多年生植物的比例减少,种子库密度与丰富度都显著下降（P<0.001）;极度退化样地的地上一年生植物增多,物种组成与地下种子库相似;轻度和中度干扰的样地中,地上植物与种子库的物种的组成具有显著差异（P<0.01）。总之,亚高山草地退化对土壤种子库产生了较大的影响,其中土壤pH与水分是影响种子库密度与丰富度主要的环境因素。极度退化草地种子库密度极低,地上植被靠自然更新很难恢复,需人工辅助。     

高原鼠兔扰动对高寒草地土壤种子库的影响

以青藏高原高寒草地高原鼠兔土丘土壤种子库为研究对象,通过室内萌发法和地上植被调查法研究了不同扰动年限鼠丘土壤种子库、地上植被和土壤养分的动态变化特征。结果表明:(1)随着鼠丘不同恢复年限的增加,土壤种子库物种数和密度逐渐增大,恢复3年后鼠丘土壤种子库密度是扰动当年鼠丘土壤种子库密度的43倍;(2)随着鼠丘恢复年限的增加,土壤养分中有机碳、速效磷和速效钾含量显著增加(P0.05);(3)植物群落多样性随着鼠丘恢复年限的延长而增加,且地上植被的丰富度和多样性指数都大于其对应的土壤种子库;(4)鼠丘土壤种子库与地上植被相似性指数仅为0.47,且物种数明显少于地上植被。     

水平沟生态恢复措施下宁夏典型草原土壤种子库特征

开展土壤种子库的研究对草原生态恢复具有重要意义。以宁夏黄土丘陵区典型草原放牧草地(对照F0)、15年封育(F15),水平沟整地1年后(S1)、3年后(S3)、6年后(S6)、10年后(S10)和15年后(S15)的草地为研究对象,分别对其0-5、5-10和10-15cm土壤种子库的物种组成、大小、物种多样性及其与地上植被的相似性进行了研究,对种子库特征与土壤因子进行典范对应分析(CCA)。结果表明,1)植物种类以S1最多,F15次之,F0和S10较少;随着水平沟恢复年限增加,种子库植物种类无明显变化规律,但种子库主要植物由一年生草本向多年生草本转变。2)土壤种子库密度以F15、S3和S15较高,F0最低;土壤种子库密度具有表聚特征;随着水平沟恢复年限的增加,种子库总密度呈现出上升-下降-上升变化。3)土壤种子库丰富度、优势度、多样性和均匀度指数在处理间无明显变化规律;种子库与地上植被的相似性系数为0.38~0.55,相似性总体较低,相对而言,F15年相似性最高、S3次之,S10与S15最低。4)CCA表明,土壤速效钾、全磷和土壤含水率是影响该区土壤种子库分布的主要因子。研究认为,与放牧草地相比,水平沟整地措施能使典型草原土壤种子库物种种类和密度出现一定程度的增加,但作用仍低于草地长期封育。     

干旱矿区不同干扰强度下土壤种子库特征

土壤种子库是矿区植被恢复的重要因素,其特征在一定程度上反映了区域的植被恢复潜力。本研究通过样地调查和室内萌发法对乌海新星煤矿区3种不同干扰条件下的土壤种子库及与其地表植被之间的关系进行分析。结果表明:1)新星矿区土壤种子库共有18种植物,隶属于7科16属,物种生活型以多年生草本植物为主;2)新星矿区土壤种子库平均储量较小(226.51~739.17粒·m^?2),并且随着土层深度增加而呈递减趋势,其90%以上的种子储藏在0?10 cm的表层土壤;3)研究区土壤种子库植物与地上植被的共有物种数少,土壤种子库与地上植被的植物群落相似性较低;4)随着干扰强度的增大,种子库的植被恢复潜力呈现先增大后减少的趋势:道路周边受到中度干扰的自然植被区朝着有利的方向发展,而采矿周边受重度干扰的自然植被区会受到较大负面影响,其多样性以及与其他分区植物群落的相似性较小,种子密度显著降低(P<0.05)。     

Winter Grazing and Rainfall Synergistically Affect Soil Seed Bank in Semiarid Area

The soil seed bank is an important ecological component of grassland restoration and renewal. In semiarid regions, grassland restoration and renewal are highly affected by annual variations in precipitation and grazing activity because these variations can affect the composition, density, richness, and diversity of seeds in the soil. This study aimed to characterize and compare these parameters of the germinable seed bank under different stocking rates in a winter grazing system in a semiarid area of China in 2015 and 2016 (dry and near-average rainfall condition, respectively). The composition, density, richness, and diversity of seeds were determined by the method of seedling emergence. The results showed that a total of 18 species belonging to nine families germinated from the soil. Drought significantly reduced the density, richness, and diversity of the soil seed bank, but grazing was able to significantly increase the richness and diversity of the soil seed bank by increasing the richness and diversity of the aboveground vegetation. The similarity between the soil seed bank and aboveground vegetation was influenced by the rainfall conditions: in the dry year, it was higher at the lower stocking rates (0 and 0.4 animal unit months [AUM] ha^–1), and in the near-average rainfall condition year, it was higher at the higher stocking rates (0.8 and 1.3 AUM ha^–1).     

耕翻干扰对丰宁坝上孤石牧场种子库及地上植被的影响

主要论述了在3种恢复方式下即自然恢复(对照)、浅耕(10 cm)、深耕(20 cm)下地下种子库和地上植被在物种组成、种子数量、物种多样性以及种子垂直分布方面的变化规律和二者之间的相关性。结果表明,在浅耕处理下,无论是地上还是地下多样性均有所增加,较好地促进了种子的萌发,但生物量有所下降,究其原因可能是人为的耕翻干扰增加了一、二年生草本植物所占比例的缘故;不同恢复方式对种子数量的垂直分布也有很大影响,自然恢复与一般规律相似,有78.5%的种子分布在0~10 cm,而浅耕和深耕处理分别有75.4%和54.1%分布在0~10 cm;该退耕地还处于演替的初期,土壤种子库与地上植被有一定程度的相关性。     

不同生态恢复措施下宁夏黄土丘陵区典型草原土壤种子库特征

开展土壤种子库的研究对草原植被恢复具有重要意义。以宁夏黄土丘陵区典型草原为对象,对封育(F15)、水平沟(S15)、鱼鳞坑(Y15)整地后15年草地以及长期放牧草地(F0)的0~15 cm土壤种子库的物种组成、密度特征、物种多样性及其与地上植被的相似性进行了研究。结果表明:1)土壤种子库植物以多年生植物为主,F0和S15种子库以禾本科物种比例最高,Y15和F15以菊科最高;植物种类以鱼鳞坑最多,封育次之,放牧地最少。2)相对于F0,Y15、S15和F15措施使土壤种子库密度增加,且以Y15增加最为明显。各处理下种子库优势物种各异,种子库密度具有表聚特征。3)各措施下,土壤种子库优势度、多样性和均匀度指数接近,鱼鳞坑提高了种子库丰富度指数;处理间土壤种子库存在一定程度的相似性,以封育和鱼鳞坑相似性最高,达到0.81。4)各措施下土壤种子库与地上植被多样性、丰富度、均匀度和优势度存在一定差异,种子库与地上植被的相似性系数在0.37~0.55之间,相似性总体较低。相对而言,鱼鳞坑土壤种子库和地上植被的相似性最高,是最有利于土壤种子库密度和丰富度增加的措施。     

黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库与地上植被的关系

土壤种子库与地上植被的耦合研究对于探索有效的植被恢复方法具有重要意义。通过野外调查和室内试验研究了黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库与地上植被的关系。结果表明,地上植被的物种数(54种)多于土壤种子库中的物种数(28种),菊科、禾本科和豆科都是它们物种组成的主要植物;土壤种子库和地上植被的丰富度指数、多样性指数、生态优势度与退耕年限的相关性未达到显著水平,只有均匀度指数和退耕年限呈显著正相关关系;土壤种子库和地上植被的相似性比较小,相似性系数(CC)变化范围为0.143~0.414,平均为0.261。黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库的物种数、丰富度指数和多样性指数均小于地上植被,这从一定程度上说明了该研究区土壤种子库在植被恢复中的潜力还比较小,植被恢复还需要适度的人为干预与调控。