科尔沁沙地生物结皮的土壤种子库特征

通过野外取样和室内分析,初步研究了科尔沁沙地两种生物结皮在干、湿两种处理下土壤种子库种类组成、密度以及物种多样性等特征.结果表明①科尔沁沙地藻结皮和苔藓结皮土壤种子库的总密度为干旱藻结皮＜湿润藻结皮＜干旱苔藓结皮＜湿润苔藓结皮.两种结皮上种子库的数量存在显著差异,对于干、湿处理的两种结皮,苔藓结皮上种子库的总密度均大于藻结皮上种子库的总密度;②两种生物结皮在干旱、湿润两种处理中共出现了6科、15种植物,种子库的组成以一年生草本植物、中生植物为主,二者百分比均超过76%;③在干旱藻结皮、湿润藻结皮、干旱苔藓结皮和湿润苔藓结皮上,种子库物种多样性表现出湿润处理下的结皮高于干旱处理的结皮.由此表明,在半干旱的科尔沁沙地,水分是限制结皮土壤种子库中种子萌发的主要因子,而生物结皮则通过对水分入渗与再分配的调控作用影响结皮种子库中种子的萌发.     

科尔沁沙地生物结皮的土壤种子库特征

通过野外取样和室内分析,初步研究了科尔沁沙地两种生物结皮在干、湿两种处理下土壤种子库种类组成、密度以及物种多样性等特征。结果表明：①科尔沁沙地藻结皮和苔藓结皮土壤种子库的总密度为干旱藻结皮〈湿润藻结皮〈干旱苔藓结皮〈湿润苔藓结皮。两种结皮上种子库的数量存在显著差异,对于干、湿处理的两种结皮,苔藓结皮上种子库的总密度均大于藻结皮上种子库的总密度;②两种生物结皮在干旱、湿润两种处理中共出现了6科、15种植物,种子库的组成以一年生草本植物、中生植物为主,二者百分比均超过76%;③在干旱藻结皮、湿润藻结皮、干旱苔藓结皮和湿润苔藓结皮上,种子库物种多样性表现出湿润处理下的结皮高于干旱处理的结皮。由此表明,在半干旱的科尔沁沙地,水分是限制结皮土壤种子库中种子萌发的主要因子,而生物结皮则通过对水分入渗与再分配的调控作用影响结皮种子库中种子的萌发。     

汶川地震灾区典型区不同植被类型土壤种子库特征——以北川县苏保河、魏家沟流域为例

为了解汶川地震灾区典型区不同植被类型土壤种子库特征及其与灾害受损程度间的关系,采用野外调查取样和室内试验相结合的方法,研究了北川县苏保河与魏家沟流域4种植被类型(未受损林地、受损林地、灾后恢复草地和灾后裸地)土壤种子库的物种组成、种子密度、多样性及其与地上植物群落的关系。结果表明:4种植被类型样地中,土壤种子库密度为212.5~1 758.3个·m-2,每样带(200 m2)平均物种数为4.3~14.7个。4种植被类型土壤种子库的组成物种多为多年生或一年生草本植物,土壤种子库与相应地上植被的物种数仅受损林地与灾后恢复草地中呈显著相关;物种组成的Sorensen相似指数除裸地低于0.250外,其余均高于0.250。基于以上分析结果,在灾区进行植被恢复,需要考虑次生灾害对植被的持续破坏可能性,采用工程措施及人为引种的方式增加成活率和延续性。     

元谋干热河谷山地植被修复区土壤种子库研究

 为了解干热河谷不同植被修复方法的土壤种子库的变化模式,采用对不同处理地段(包括水平阶间坡面、自然坡面、沟底)和对照(放牧地)的土壤种子库组成、大小进行比较研究的方法,研究元谋干热河谷山地植被修复区的土壤种子库。结果表明:1)植被修复区土壤种子库密度、丰富度均大于对照区;2)修复区内第2年土壤种子库密度、丰富度均大于第1年;3)水平阶间坡面和各类型间的土壤种子库密度差异显著;4)种子库中草本植物占很大比例;5)孔颖草和扭黄茅是种子库2大优势种。研究项目所采取植被修复措施在很大程度上改善土壤种子库的数量结构和物种组成。     

草炭与珍珠岩对土壤种子库种子萌发特征的影响

[目的]探究基质添加对土壤种子库种子萌发特征的影响,为今后土壤种子库应用于植被恢复工程提供有价值的参考。[方法]借鉴日本植被恢复的先进经验,采用温室萌发法探究有机基质(草炭)、无机基质(珍珠岩)及混合基质(草炭与珍珠岩)添加对土壤种子库种子萌发特征的影响。[结果]草炭与珍珠岩混合基质对土壤种子库密度、物种多样性的促进作用更为明显,当混合基质与表土配比为20%和30%时,Shannon-Wiener多样性指数和种子库密度分别达到最高值;种子库萌发曲线中,混合基质组的萌发效果明显高于空白组和其他组;种子库密度与土壤因子的多元回归分析中,C,N,P,K元素均对种子库密度影响显著,进一步通过CCA排序法,分析发现大部分植物均对土壤含水率和C,N,P,K等元素有一定程度上的要求。[结论]向表土中添加混合基质作为一种人工措施,能有效地促进种子库密度和物种多样性,可为植被恢复工程提供具有实用价值的参考。     

金塔沙漠不同人工植被类型土壤种子库特征

[目的]对甘肃省酒泉市金塔沙漠不同类型人工植被林地的土壤种子库进行调查研究,以揭示干旱条件下沙漠人工植被土壤种子库的分布规律、种子库物种多样性的变化特征以及土壤种子库与地上植被的关系,为河西走廊退化人工林生态系统的恢复与重建提供理论依据。[方法]通过野外植被调查、土壤种子库取样和土样萌发试验进行分析研究。[结果]①土壤种子库中,共统计到植物种有24种,胡杨—假苇拂子茅群落、胡杨+沙枣—柽柳+花棒+柠条—芦苇+黑沙蒿群落、梭梭—河西菊群落、柽柳—花花柴群落土壤种子库物种数依次为18种、18种、14种、3种,土壤种子密度依次为660.71,267.85,29.64,19.29粒/m~2。土壤种子库中一年生、多年生草本的物种和密度占优势,乔木、灌木和半灌木种子所占比例较低。②物种多样性分析表明,乔木林土壤种子库物种的Margalef丰富度指数大于灌木林,土壤种子库物种的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数、Pielou均匀度指数变化趋势基本一致,均为胡杨+沙枣—柽柳+花棒+柠条—芦苇+黑沙蒿群落柽柳—花花柴群落梭梭—河西菊群落胡杨—假苇拂子茅群落,而生态优势度指数与之相反。③乔木林土壤种子库植物与地上植被的相似程度高于灌木林。[结论]沙漠人工植被林地土壤种子库物种丰富度低,以草本植物为主,沙漠自我恢复度低,人工营造乔木林、灌木林有利于干旱荒漠区生态恢复与重建。     

黄土丘陵沟壑区红砂灌丛土壤种子库及其自然更新潜力评估

[目的]对黄土丘陵沟壑区红砂灌丛植被土壤种子库的特征及红砂灌丛植被自然更新潜力进行分析和评估,以说明红砂灌丛土壤种子库在植被恢复与重建中的重要作用。[方法]采用土壤种子库"萌发法"(每个地段10个2m×2m样方内分表土层0—2cm和2—5cm土层采集土样)及野外植被调查方法,对黄土丘陵沟壑不同坡位红砂灌丛土壤种子库进行研究。[结果]黄土丘陵沟壑区红砂灌丛植被土壤种子库发芽试验共观察到的4 251株幼苗,分属于9个物种。土壤种子库密度在100~1 000粒/m2,物种数在0.8~1.2种/0.01m2,下坡段的土壤种子库平均种子密度和平均物种数均比上坡段高。3个坡段的2个层次的平均种子密度和平均物种数均随土层加深而减小。3个坡段土壤种子库和地上植被的组成物种多为草本植物和红砂灌丛,地上植被与其土壤种子库的密度及物种数均呈不显著相关;物种组成的Sorensen相似性指数较高,均达到0.60以上,且土壤种子库比地上植被具有更高的物种丰富度。[结论]黄土丘陵沟壑区红砂灌丛具有依靠土壤种子库实现自然更新的潜力,但由于物种组成种类较少,现存灌丛植被一旦遭到破坏,仅靠土壤种子库恢复现存植被是困难的,需要在对自然恢复潜力评估的基础上,积极采取人工保护促进自然恢复的策略。     

石羊河上游干旱草原阴山扁蓿豆群落土壤种子库

土壤种子库是地上植被补充更新的源泉,土壤种子库的研究已成为植物种群生态学研究中相当活跃的领域.在石羊河上游干旱草原选择阴山扁蓿豆草地群落,研究了草地土壤种子库的物种组成、密度、多样性特征以及与地上植被的关系.结果表明,阴山扁蓿豆草地群落土壤种子库共有20个物种,分属12科.随阴山扁蓿豆分盖度减小,土壤种子库密度和种类在水平方向上增加,种子库密度垂直分布呈现0-5cm>10-15 cm>5-10 cm土层,物种数量随深度而减少;在阴山扁蓿豆分盖度>60%的草地群落未发现其种子库的存在.土壤种子库的Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielow均匀度指数随阴山扁蓿豆盖度减小呈上升趋势,生态优势度由0.46下降至0.24;各草地群落土壤种子库与地上植被的相似性系数在0.29～0.58之间.     

汶川地震不同次生地质灾害类型区土壤种子库特征

为了解地震后次生地质灾害土壤种子库特征及其植被恢复特点,在四川省北川县采用野外取样和在当地自然环境下萌发相结合的办法,研究了5种不同灾害类型(包括滑坡、崩塌、泥石流、落石及堰塞湖)土壤种子库大小、物种组成及其与地上植被之间的关系。研究结果表明,不同灾害类型土壤种子库密度介于30133.33±6776.03~93383.33±26499.81粒/m2方差分析显示,只有落石损毁类型种子库密度与其它几种灾害类型差异显著,各灾害类型土壤种子库种子密度在0-5cm和5-10cm土层之间无明显分层区别。土壤种子库中一年生和多年生草本所占比例为90.48%,灌木所占比例为9.52%,没有观察到乔木种。各土壤种子库之间Sorensen相似性指数较高,为0.529~0.714土壤种子库与相应样地地上植物之间相似性不高,相关性也不密切,其相似性指数介于0.167~0.292。建议灾害损毁地植被恢复以自然恢复为主,若采取简易的水土保持措施和适量客土措施,将会促进种子的萌发和植被的更新种子库中缺乏乔木种,快速乔木化需要人工输入种子雨。     

子午岭天然柴松林土壤种子库

采取子午岭天然柴松林地3个坡位与1个对照区共4个大样地54个小样方的土壤样品,通过室内种子萌发和地上植被调查相结合的方法对其种子库进行研究,以揭示其土壤种子库特征及与地上植被的关系。结果显示：1）土壤种子密度平均为1 496.7粒/m^2,最小为1 240.0粒/m^2,最大为1 785.0粒/m^2,荒山对照区为510.0粒/m^2;2）种子库的垂直分布格局显示,近90%的种子储存于枯枝落叶层和0-7.5 cm土层中;3）研究中共统计到植物种32种,分属于20科,其中多年生草本和常绿灌木种子比例最高,分别占种子库种子总数的48.3%和41.9%;4）不同坡位的物种丰富度指数介于2.523-3.082之间,而物种多样性指数介于1.458-1.781之间,其中中坡物种丰富度指数最大而多样性指数最小,上坡多样性指数和均匀度指数都最大;5）各坡位地上植被主要建群植物种中,除白颖苔草、大披针苔草、胡枝子、唐松草在对应坡位的土壤种子库中出现且分别占该坡位种子库的19.7%、2.1%和0.8%、1.7%和3.1%0、.4%外,其他建群种如榛子、子、地榆等在种子库中均未出现,种子库不能很好地反映地上植被组成,部分未出现物种与其自身萌发性质有关;6）土壤种子库中柴松种子所占比例约为0.6%（地上植被调查发现）,柴松林下有更新幼苗,约5-7粒/m^2,说明种子库具有潜在萌发能力,森林具备一定的自我更新能力。     

泥石流流域气候与区段对坡面土壤pH值的影响——以云南蒋家沟流域为例

为了探讨泥石流频发流域的不同气候与区段对失稳性坡面土壤pH值的影响,掌握土壤pH值的空间变异规律,以蒋家沟流域温带湿润山岭区、亚热带和暖温带半湿润区、亚热带干热河谷区的典型失稳性坡面不同区段(堆积区、失稳区、稳定区)土壤为研究对象,采用随机取样法共采集0—20 cm的土壤样本135个,结合中国科学院东川泥石流观测研究站多年的气象资料,分析了不同气候和失稳性坡面区段与土壤pH值的相关性。结果表明:温带湿润山岭区、亚热带和暖温带半湿润区失稳性坡面土壤pH值总体偏酸性(pH<6.5),与总体偏碱性(pH>7.5)的亚热带干热河谷区之间差异显著(p<0.05)。亚热带干热河谷区的堆积区、失稳区、稳定区土壤pH值均大于亚热带和暖温带半湿润区及温带湿润山岭区且差异显著(p<0.05)。失稳性坡面土壤pH值与气温存在显著的正相关关系(p<0.05),与降水量存在极显著的负相关关系(p<0.001),与土壤含水量呈极显著负相关关系(p<0.001)。气候、区段及两者的交互作用对失稳性坡面土壤pH值均存在极显著影响(p<0.001)。除大凹子沟阴坡和查菁沟阳坡两个样地外,大地阴坡、小尖风阳坡和多照沟阳坡的失稳性坡面区段pH值均表现为堆积区>稳定区。蒋家沟流域失稳性坡面土壤pH受气候和区段的共同影响,气温、降水及土壤含水量是主要影响因子,同时还受到灾害扰动的影响。     

淮河流域麦茬水稻旱作与资源条件谐适性关系研究

淮河流域是我国重要的粮食生产基地 ,它的发展情况直接关系到全国的粮食安全问题。随着本区农业的发展 ,水资源短缺问题成为阻碍进一步提高农业产量的最大问题 ,本文在分析淮河流域的光、热、水等气候资源条件的基础上 ,重点分析了与水稻旱作的谐适关系 ,提出麦茬水稻旱作在淮河流域具有广阔的发展前景     

气候对旱地紫色土微生物功能多样性的长期影响

研究了暖温带和中亚热带气候对紫色土的理化性质、微生物活性及其多样性的长期影响.将安徽休宁的紫色土分别放置在暖温带的封丘和中亚热带的鹰潭,18年的旱作定位试验结果表明,中亚热带紫色土的pH、全N含量、NO3--N含量和有效P含量显著低于暖温带紫色土;中亚热带气候条件下紫色土微生物整体活性高于暖温带;中亚热带气候条件下紫色土微生物对羧酸和糖类利用较多,而在暖温带气候条件下紫色土微生物对氨基酸和胺类的利用能力较高.说明中亚热带气候条件促进了紫色土微生物对含C化合物的利用,而暖温带气候条件促进了紫色土微生物对含N化合物的利用.     

基于气候区的全球干旱形势分析

使用Mann-Kendall趋势检验方法对过去三十多年间全球陆地和各气候区的干旱变化进行了分析,得到了全球陆地和各气候区内的干旱变化情况。结果表明:在干旱发生影响范围上,湿润地区的影响范围更大,而在干旱发生的频率上,干旱半干旱地区的频率更高。同时,热带季风气候区、热带稀树草原气候区、沙漠气候区、湿润亚热带气候区和海洋性气候区干旱面积有显著变大趋势,全球陆地、湿润大陆性气候区、亚寒带气候区和苔原气候区干旱面积有显著变小趋势。文章又对过去三十多年间全球和各气候区的变干趋势和变湿趋势进行了研究,发现全球20%以上的陆地有显著变干趋势,20%以上的陆地有显著变湿趋势,其中热带季风气候区和热带稀树草原气候区有40%以上面积有显著变干趋势,亚寒带气候区和苔原气候区有40%以上面积有显著变湿趋势。     

风沙黄土区排土场不同恢复类型植物群落与土壤种子库特征

风沙黄土区排土场作为一种人造生态系统,自然条件恶劣,土壤贫瘠,植被恢复困难。为了探明有效的人工促进植被恢复措施,采用植被调查与种子库萌发试验相结合的方法,通过研究不同植被类型地上植物群落与土壤种子库特征及二者的关系,探讨了其植被恢复效益及潜力。结果表明:研究区人工植被恢复下地上植物群落中共47种植物,分属16科40属,土壤种子库共14种植物,分属5科13属,其中均以禾本科、菊科、藜科、豆科占主导地位; 灌木植被的地上植被和土壤种子库的物种多样性均表现为最优; 地上植被与土壤种子库密度的变化范围为88.48～495.47株/m²,74.74～1422.91粒/m²,且均在草地类型下最大。土壤种子库和地上植被的相似性普遍较低,相似性系数仅为0.16～0.23。因此,风沙黄土区排土场的植被恢复与重建需要加强保护与管理,可以考虑构建以草灌配置为主的人工植被恢复模式,保障群落的恢复潜力,并提高群落多样性与稳定性,亦可考虑引入外源种子库提升群落恢复的潜力。     

Seed banks in plant conservation: Case study of Santa Cruz tarplant restoration

Although conservation and restoration practitioners have focused on maximizing aboveground population size and seed set of rare plants, a clear understanding of seed bank dynamics is crucial to managing these species. Santa Cruz tarplant (Holocarpha macradenia) is a threatened annual forb restricted to coastal prairie habitats in central California. Holocarpha produces disk achenes germinating within a year of production and ray achenes forming a persistent seed bank. We constructed both deterministic and stochastic demographic models for a restored Holocarpha population, using demographic rates measured separately for unmanipulated plants and plants growing in plots where vegetation was clipped. The deterministic models indicated that regardless of germination from the seed bank, the population would decline without clipping or similar treatments that enhance survival and reproductive output. Deterministic models showed only a slight positive effect of increased ray seed germination rates on population growth, which would need to be balanced against a potential loss of buffering against environmental variation as the dormant seed bank was reduced. Our stochastic simulations suggested that extinction risk for Holocarpha populations would be minimized by intermediate levels of ray seed germination. Thus, managers should focus on improving the performance of aboveground plants before considering actions to stimulate germination, since the former will yield a greater increase in deterministic population growth and not sacrifice any buffering effect of the seed bank. This case study emphasizes the importance of considering dormant seeds and seed banks in designing successful restoration and management strategies for plant species at risk of extinction.