施肥模式对农田杂草土壤种子库影响的研究进展

农田杂草土壤种子库是农田生态系统的重要组成部分。在收集国内外相关研究资料的基础上,系统综述了施肥模式对农田杂草土壤种子库的密度、物种组成、多样性等动态特征的影响,结合国际研究动态,就目前我国农田杂草土壤种子库研究中亟需解决的问题进行了探讨,指出应加强在施肥条件下杂草种子的萌发、土壤种子库特征的变化机制、土壤种子库与地面杂草群落的相关性、土壤中杂草种子的遗传变异等4个方面的研究工作,深入探讨施肥模式对农田土壤种子库及农田生态环境的影响。     

土壤种子库研究的热点问题及发展趋向

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的总和。土壤种子库是种群定居、生存、繁衍和扩散的基础,也是植被潜在更新能力的重要组成部分,在植被的更新、演替和恢复过程中起着重要的作用。本文总结提出了土壤种子库研究的几个热点问题以及发展趋向,包括土壤种子库的研究方法,入侵植物的土壤种子库,种子雨、种子库与地上植被的关系,种子库在退化生态系统植被恢复和生物多样性保护中的作用,土壤侵蚀对土壤种子库的影响,全球变化对土壤种子库的影响。同时对这些领域的研究进展进行了综述,旨在为进一步推动今后土壤种子库的研究工作提供参考。     

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。     

热带地区不同土地利用系统土壤种子库的研究

本文从种类组成,种子数量,物种多样性,种子分布规律和物种相似性等方面比较了研究了海南１０种不同土地利用系统的土壤种子库特点。     

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。     

陕北安塞退耕地持久土壤种子库与地上植被的对应关系

通过研究陕北安塞退耕3~31 a的阴阳坡10个样地的持久土壤种子库特征及其与地上植被的关系,分析持久土壤种子库在植被恢复中的作用。结果表明：调查样地持久土壤种子库由15个科36个物种组成,种子密度在1 908~12 617粒/m2之间,1年生物种占80%,随着退耕演替的进行,种子库中1年生物种比例呈下降趋势,多年生物种比例呈上升趋势,地带性物种在持久种子库中的比例也随退耕时间的延长而增加,物种数和种子库密度均随退耕演替先增大后降低;持久土壤种子库与地上植被的相似性较低,Serensen相似性系数为0.21~0.42;通过对适宜物种的确限度及土壤种子库大小的分析,认为该区退耕地的持久土壤种子库具有一定的植被恢复潜力。     

金安桥水电站弃渣场土壤种子库与地面植被的关系

通过研究金安桥水电站废弃渣场种子库和周边群落种子库以及渣场地面和周边群落地面植被的变化特征,结果表明：①周边群落土壤种子库和地面植物的物种丰富度大于渣场,从地面与种子库的物种组成分析得出,渣场植被恢复正处于由一年生草本植物向多年生草本植物过渡的阶段;②周边群落地面植物与土壤种子库的物种丰富度（30,33）及数量（186,1962）,渣场地面植物与土壤种子库的物种丰富度（10,12）及数量（35,1784）;③由于植物种子寿命短,加之土壤环境差,导致周边群落地面植物与种子库相似度（0．09）和渣场地面植物与种子库的相似度（0）差异性大。     

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。     

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。     

黄土高原草地土壤种子库与草地更新

土壤种子库是指存在于表层土壤（包括凋落物）中具有生命的种子，是植被天然更新的物质基础。土壤种子库时期是植物种群生活史的一个重要阶段，有人称为潜种群阶段，它能部分的反映群落的历史和现状，对退化草地生态系统的恢复起着重要的作用。土壤种子库中的长命种子不仅具有重要的遗传学意义，而且还被认为是植物种群基因多样性的潜在提供者。所以，土壤种子库在维持种群和群落的物种多样性和遗传多样性方面具有重要的意义。在植物种群生态学研究中，土壤种子库问题一直受到广泛关注，国外近20a来，对土壤种子库的研究一直是植物种群生态学中比较活跃的领域。目前，国内外的报道多集中于森林或湿润半湿润地区土壤种子库的研究，对草地或半干旱区土壤种子库的研究报道较少。     

Similarity between the soil seed bank and the standing vegetation in the Strandveld Succulent Karoo,South Africa

The similarity in species composition and abundance between the soil seed bank and its associated vegetation was studied in six vegetation units of the Strandveld Succulent Karoo, South Africa. A total of 103 taxa were recorded in the vegetation, of which 34 taxa were also present in the seed bank. Five taxa were unique to the soil seed bank. In general, the taxa most abundant in the vegetation were also recorded in the seed bank and vice versa. Mean seed bank density varied between different plant types. Perennial taxa were most abundant in the vegetation, while annual taxa were most abundant in the seed bank. Annual taxa (excluding grasses) yielded the highest similarity between vegetation and seed bank (67ċ9 per cent), while that of perennial (excluding grasses) and grass taxa were 34ċ2 per cent and 40ċ0 per cent respectively. An overall similarity of 47ċ0 per cent between the seed bank and its associated vegetation was obtained for this part of the Strandveld Succulent Karoo. The seed bank of the study site will be a good source of future annual vegetation, but not of perennial vegetation. Topsoil replacement, sowing and transplanting of selected species will be essential for the success of post‐mining revegetation efforts following complete destruction of the existing vegetation. Annual species may be recruited from the soil stored seed bank, while many perennial species will have to be reintroduced by means of sowing and/or transplanting. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

The Vertical Distribution of Soil Seed Bank and Its Restoration Implication in an Active Sand Dune of Northeastern Inner Mongolia,China

Although the functions and characteristics of soil seed banks in topsoil layers have been described for various ecosystems, the spatiotemporal pattern of the seed bank in deep soil and its ecological implications for vegetation restoration of active sand dune have not been fully explored. In 2007 and 2008, seed densities with regard to dune position, soil depth and season were investigated on an active and a stabilized sand dune of northeastern Inner Mongolia, China. Seeds in the 0–10 cm topsoil layer accounted for 60% of total soil seed bank on the stabilized sand dune, while more than 40% of seeds were stored in the 50–100 cm layers on the active sand dune. Seed density declined significantly with soil depth on the stabilized sand dune, but it was relatively constant across the 0–100 cm soil profile on the active sand dune. Seed density fluctuated with soil depth on the active sand dune suggesting that seeds were either relocated upward or downward over time. Seeds of annual non‐psammophytic species accounted for the majority of soil seed bank on the stabilized sand dune, while pioneer psammophytes contributed more to the soil seed bank of the active sand dune. Our data suggest that seeds in the deep soil layers of active sand dunes account for a large proportion of the whole soil seed bank. Because of the effect of wind erosion, seeds in deep soil could be gradually exposed to shallow soil layers and potentially contribute to population recruitment and vegetation restoration on active sand dunes. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

汶川地震生态治理区土壤种子库及其与地上植被的关系

为了比较地震灾区不同气候类型植被恢复区土壤种子库时空分布特征,采用野外调查取样和室内试验相结合的方法,研究了四川省汶川县威州镇和绵竹市汉旺镇4类生态治理区[干旱干暖河谷受损治理区(DHD)、干旱干暖河谷未受损区(DHU)、亚热带湿润季风气候受损治理区(HMD)、亚热带湿润季风气候未受损区(HMU)]土壤种子库的萌发动态、数量特征、物种组成、多样性特征及其与地上植被之间的关系。结果表明:未受损区具有2个萌发高峰期,受损治理区只有1个萌发高峰期,不同气候类型治理区土壤种子库在不同土壤深度表现出不同的萌发潜力;4类治理区土壤种子库平均密度为192~1 544粒·m?2,表层密度和平均密度均为未受损区受损治理区,干旱干暖河谷气候区亚热带湿润季风气候区;4类治理区共有50种植物萌发,草本植物占显著优势;HMU、HMD、DHU、DHD地上植被与土壤种子库物种组成的S?rensen相似性系数分别为26.23%、44.9%、30.77%、16.00%,Jaccard相似性系数分别为15.09%、28.95%、18.18%、9.09%;不同类型样地土壤种子库特有种和共有物种均表现出不同的生活型格局。基于以上分析结果,在灾区进行植被恢复时,应该考虑治理区的气候环境,因地制宜的进行人工引种和制定恢复措施。