三江平原富锦湿地公园恢复初期土壤种子库特征

[目的]了解三江平原富锦湿地公园恢复初期种子库物种组成和规模。[方法]采用温室萌发法对比分析了三江平原恢复初期湿地和开垦湿地的土壤种子库特征。[结果]共萌发物种14种,其中,恢复湿地13种,开垦湿地8种,主要是稗(Echinochloa crusgalli)、香蒲(Typha sp.)、春蓼(Polygonum persicaria)、灰绿藜(Chenopodium glaucum)和菵草(Beckmannia syzigachne)等物种,缺乏薹草(Carex spp.)和小叶章(Calamagrostis angustifolia)等该地区典型沼生植物;恢复湿地单位面积萌发幼苗数量(389株/m~2)是开垦湿地(166株/m2)的2.3倍。地上植被常见香蒲(Typha angustifolia)、芦苇(Phragmites australis)、泽泻(Alisma plantago-aquatica)、水葱(Scirpus validus)和野慈姑(Sagittaria trifolia)等水生植物。[结论]在以恢复薹草湿地等浅水沼泽或湿草甸为目的时,应采用播种、移栽等方式补充种源,同时加强植被监测和水位管理,以促进目标植被的恢复。     

湿地种子库及其植被恢复研究进展

湿地环境是生态环境系统中十分重要的一部分,过去一段较长时间内,由于在经济发展中没有重视起对湿地环境的保护,因此我国湿地系统遭到了较为严重的破坏。而为实现我国建设生态文明的战略目标,需要我们重视起对湿地的恢复工作。而湿地种子库是湿地植被的记忆库,是湿地植被实现恢复的重要基础,因此为实现对湿地的良好保护,对已被破坏的湿地进行恢复,就需要我们重视起对湿地种子库的研究。本文将从湿地种子库的形成原因以及我国湿地种子库的规模与分布格局等基本情况入手,探讨湿地种子库在湿地植被恢复中的应用。     

沼泽湿地开垦对土壤磷形态的影响

    为了探讨开垦对三江平原湿地土壤磷(P)形态含量及组成的影响,采用Hedley分级方法对比分析湿地开垦前后及垦后弃耕土壤不同形态P含量变化.结果表明,与湿地土壤相比,开垦3年(G3)时土壤总无机磷(TP1)上升这319.67 mg.kg-1,其中活性和中等活性无机磷增幅最大(P<0.05).而总有机磷(TPo)下降313.28 mg.kg-1.土壤无机磷含量随开垦年限增加而下降,耕作8年(G8)土壤中Resin-P、NaHCO3-Pi和NaOH-Pi分别仅为G3土壤的28.18%、42.87%和45.90%,耕作过程中土壤有机磷逐渐增加,但仅NaOH-Po升幅较大(P0.05).弃耕后土壤中P的组成向湿地状况发展,弃耕后除Conc.HCI-Pi含量略有下降外,其他P形态均有所上升,但有机磷形态上升速度缓慢,开垦和弃耕过程中等活性P(NaOH浸提P)含量变幅最大;中等活性磷是三江平原湿地土壤P最主要的源和汇.     

三江平原小叶章湿地开垦前后N2O通量特征与影响因素分析

利用静态箱-气相色谱法对三江平原小叶章湿地开垦前后N2O的排放通量进行了原位测定,分析了N2O通量特征及其与温度、水分等环境因子的关系。结果表明,典型草甸小叶章湿地和沼泽化草甸小叶章湿地的N2O通量均呈脉冲式排放特征,通量范围分别为0.005~0.111和0.005~0.106 mg.m-2.h-1,均值为0.059和0.039 mg.m-2.h-1;7月前二者的通量差异主要与冻层融通有关,7~8月主要与降水少及蒸发旺盛有关,9月主要与土壤中丰富的氮素有关;前者的N2O通量与5 cm地温呈显著正相关(p<0.01),后者与之相关性并不明显;大豆田和水稻田的N2O通量基本上均表现为排放,通量范围分别为-0.008~0.071和-0.019~0.054 mg.m-2.h-1,均值为0.028和0.015 mg.m-2.h-1;大豆成熟前的N2O通量与5 cm地温呈显著正相关(p<0.05),之后取决于土壤中丰富的氮素;水稻成熟前较低的积水水位和土壤pH是导致N2O通量较高的重要原因,之后较高的通量主要与稻田排水有关。估算结果表明,两种小叶章湿地的N2O排放量分别为196.42和136.98mg N2O.m-2,大豆田和水稻田分别为84.86和70.22 mg N2O.m-2。说明湿地开垦后,耕地利用的"重用轻养"方式会导致N2O排放量的明显降低。该方式虽然会降低N2O排放量,但对粮食生产影响较大。     

飞播马尾松林土壤种子库组成特征及其自然恢复潜力

土壤种子库是植被自然更新和恢复的物质基础。以江西省兴国县飞播马尾松林为研究对象,通过标准地调查与取样,采用物理分离与种子萌发法相结合的方法,探究其土壤种子库特征及其自然恢复潜力。结果表明:土壤种子库共有23种植物,涉及17个科,其中乔木2种、灌木1种、草本20种,禾本科、十字花科、苋科、莎草科的植物较多;土壤种子密度表现为下坡中坡全坡上坡,其值分别为12.3×102粒/m2、10.3×102粒/m2、8.8×102粒/m2、7.7×102粒/m2;各坡位双子叶植物比例均在75%以上,上坡和全坡的单、双子叶植物的比例均与其它坡位存在显著差异(P0.05);物种丰富度指数以中坡最大,为12,而多样性指数、均匀度指数则下坡最大,分别为1.73、0.88;土壤种子库与地上植被的相似性系数处于较低水平,平均为0.15。综合分析表明,飞播马尾松林土壤种子库自然恢复潜力较小,可以采取补植阔叶树、播散灌木种子等措施促进林下植被的恢复。     

三江平原挠力河流域湿地不同开垦年限肥力的变化

利用相关分析、主成分分析等方法，对挠力河流域湿地开垦后不同利用年限的土壤肥力变化进行了分析。结果表明：湿地土壤开垦后的肥力退化显著，有机质和全氮含量下降。开垦l-2年后有机质下降6．0％，全氮下降3．1％；5年后则分别下降63．6％和62．5％。其他肥力因子的变化也与此有关。增加土壤有机肥料的投入量，防止土壤有机质含量的下降是防止土壤肥力退化的关键。     

塔里木河上游湿地地表植被与土壤种子库的关系

[目的]研究塔里木河上游不同湿地类型地表植被、土壤种子库物种组成,及二者之间的关系,为退化湿地恢复重建提供依据.[方法]通过野外调查取样和室内萌发试验相结合的方法,对地表植被和种子库的组成、相似性进行分析.[结果]塔里木河上游各湿地类型地表植被物种数在6 ～14种,人工湿地单位面积物种数、植被盖度、植株密度均比天然湿地有明显增加;各湿地类型土壤种子库物种数在10～13种,处于较低水平;土壤种子库与地表植被物种组成相似性普遍较低,人工湿地中多浪水库坝外研究地和入水口研究地的相似性系数分别为0.5和0.538,天然湿地中塔河沿岸和牛轭湖的相似性系数分别为0.421和0.235.[结论]塔里木河上游不同湿地地表植被和土壤种子库组成均较匮乏,二者之间相似性系数不高,相似性系数表现为人工湿地高于天然湿地.     

三江平原湿地开垦对地表水中可溶性铁分布特征的影响

选取三江平原湿地开垦前后具有代表性的地表水类型,以空间换时间的方法对比分析了湿地开垦对地表水中可溶性铁（WSIFe）含量与形态分布的影响。结果表明,在田块尺度上,湿地地表积水、排水中WSIFe的含量均值分别为2.20、1.75mg·L^-1;开垦为大豆田后地表无积水,排水中降为1.34mg·L^-1;开垦为水田后分别增加为2.76、2.38mg·L^-1,这与使用铁含量较高的地下水灌溉有关。在区域尺度上,虽然湿地开垦导致沼泽性河流中WSIFe含量降低,但目前含量（均值为0.66mg·L^-1）仍高于黑龙江（0.34mg·L^-1）,是黑龙江WSIFe的重要来源;农田排水干渠中WSIFe含量均值为0.42mg·L^-1,也是黑龙江WSIFe的来源之一,但其贡献量低于沼泽性河流;湿地开垦减少了地表水中WSIFe向黑龙江的输出。湿地开垦后地表水中Fe^3＋的相对含量在田块尺度上出现增加,在区域尺度上有所降低,湿地开垦前后地表水中WSIFe的主要存在形态均为Fe^3＋。无论是田块尺度还是区域尺度,湿地开垦后地表水中WSIFe含量的季节变化都与灌溉活动有关。     

三江平原湿地岛状林土壤节肢动物多样性

利用巴氏罐诱法,对三江平原典型湿地岛状林土壤节肢动物进行了标本采集与数据收集。经过室内标本的整理鉴定和数据分析,共获得标本3803号,分属于11个类别,其中大部分是昆虫(2995号)。昆虫各大目中,蚂蚁和弹尾目数量最多,分别为1553号和1018号,鞘翅目、半翅目等也有相当数量的分布,直翅目、蚤目、同翅目的数量相对较少,其他类群主要为多足纲动物及蛛形纲动物;岛状林Shannon-Wiener指数和Pielou均匀度指数在6月最高,7月最低;蚂蚁是土壤节肢动物的优势物种,与其他土壤节肢动物数量有显著差异;在岛状林采集到13种步甲,表明湿地岛状林是湿地多样性研究的重要区域。     

黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库对植被恢复的影响

为了探讨土壤种子库对植被恢复的影响,该文在野外调查和室内试验的基础上,采用典范变量分析,研究了黄土丘陵沟壑区退耕地土壤种子库密度、土壤水分和养分、地形因子以及退耕年限对植物群落变化的影响,量化了土壤种子库对植被恢复的贡献。结果表明:影响植物群落变化的因子有土壤水分、速效磷、土壤种子库和坡向;仅用土壤种子库只可解释植物群落变化的32.1%;由于退耕地土壤种子库的优势种主要为猪毛蒿,其植被恢复潜力与速度比较小。黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复需要适度的人为干预,有必要适当引进一些演替后期物种,如白羊草、铁杆蒿、长芒草等物种,以缩短演替时间,加速退耕地植被恢复进程,促进黄土丘陵沟壑区水土流失的防治。      

森林土壤种子库与天然更新

目的以黔中喀斯特石漠灌丛林为对象,研究火烧对土壤有效种子库的影响,为火烧后植被恢复潜力评价提供理论依据。方法采用室内种子萌发法,研究9个样地火烧前后0~5 cm和5~10 cm土层土壤有效种子库的变化。结果火烧增加了不同土层灌木物种密度和种子密度,降低了草本植物物种密度。火烧后0~5 cm和5~10 cm土层间物种SØrensen相似性系数降低。火烧增加了植物科和属的数量、降低了单种科比例,改变了种子萌发数量的物种排序结构,群落以草本植物占优势。火烧后0~5 cm土层植物的Margalef指数和Pielou指数降低、Simpson指数和Shannon-Wiener指数升高,5~10 cm土层植物的Margalef指数、Simpson指数、Pielou指数及Shannon-Wiener指数均降低。结论火烧短期内可增加石漠灌丛林土壤种子库的萌发量以及灌木物种密度和种子密度,降低草本植物物种密度。可利用火烧后土壤种子库的萌发潜力,以自然恢复方式进行植被修复。     

南涧干热退化山地不同恢复群落土壤种子库储量及其分布

该文调查了南涧干热退化山地5种人工恢复群落恢复过程中及当地次生植被的土壤种子库的储量、分布格局、组成及其优势成分. 研究表明:各样地土壤种子库的储量变化在2 060～21 300粒/m2之间,物种数为22～32种,各恢复群落的土壤种子库储量和物种数均比当地次生的坡柳、黄茅草灌草坡有增加. 在0～10 cm土层内,种子库密度垂直分布呈上层（0～2 cm）中层（2～5 cm）下层（5～10 cm）,层间储量差异明显. 从物种和生活型组成来看,各群落草本都占优势,少数植物如菊科的紫茎泽兰、胜红蓟、烟管头草、戟叶火绒草等在土壤种子库中储量丰富,但作为地上草本层的优势物种之一的黄茅草在土壤种子库中的储量却很少.      

Study on cumulative effects of different cultivation patterns on wetland soil environment

Cumulative effects on wetland soils under different cultivation patterns were analyzed in the experimental fields of the Ecological Experimental Station of Mire-wetlands in Sanjiang Plain.The results suggested that the paddy field combined with the glebe to act on the soil environment.Under the combination of natural and anthropological factors,the cultivation of the paddy field and the glebe obviously related with different kinds of fertility factors of soil.The remarkable relation among organic matter,total nitrogen and available nitrogen reflected the fertilization of the soil at some extent.     

湿地植物繁殖库的研究进展

繁殖库由土壤基质中有活力的种子(种子库)和具有营养繁殖潜力的芽(芽库)共同组成。繁殖库是潜在的植物群落,其物种组成、密度和动态直接影响地表群落组成、更新潜力及演替方向。当前湿地植物繁殖库研究主要关注种子库,而对芽库研究较少,限制了对湿地植物群落更新和演替机理的认识。根据最新研究成果,本文从以下三个方面对湿地植物繁殖库进行了归纳研究。1)繁殖库的建成机制,主要包括种子库和芽库的形成方式、寿命和扩散能力。2)繁殖库的规模、空间格局和季节动态。繁殖库主要分布在表层土壤中(0-10cm),物种组成及密度呈明显季节性变化。种子库密度一般高于地表群落,但芽库密度可能会低于地表群落,表明地表群落更新和替代可能会受到芽库限制。3)繁殖库对水位、泥沙淤积、土壤含水量以及动物取食等湿地生境变化的响应。植物可通过调节繁殖库中种子和芽的产生、萌发、休眠和死亡等适应一定程度的湿地生境变化。将来应加强种子库与芽库生产的权衡、预测模型、繁殖库在湿地演变中的作用机理及其在湿地植被恢复中的应用等方面的研究。     

三江平原湿地岛状林土壤动物群落结构特征及影响因素

土壤动物是陆地生态系统结构的重要组成部分,对营养物质循环具有重要的作用。湿地土壤动物群落结构及影响因素研究,可为揭示湿地生物多样性及其功能提供基础资料。2005年生长季对三江平原湿地岛状林土壤动物进行了野外调查和室内分离、鉴定。结果表明,岛状林土壤动物隶属4门9纲24目,优势类群为线虫和膜翅目2类,常见类群7类,稀有类群15类;优势类群和常见类群都具有明显的季节动态变化。多样性分析表明,土壤动物的个体总数、类群数和丰富度指数最大值都出现在7月份,多样性指数和均匀度指数5月份最小,10月份最大,而优势度指数5月份最大,10月份最小。土壤动物垂直分布格局,除5月份外,其他各月都表现出明显的表聚性;5月份的逆向分布格局是由土壤动物的栖息特征和表层土壤温度特征共同决定的。土壤动物分布影响因素分析认为,在局域尺度内,土壤营养物质含量、容重和湿度是主要的影响因子。土壤动物功能类群可划分为腐食性、捕食性和植食性土壤动物,其数量比例关系整体上表现为腐食性土壤动物捕食性土壤动物植食性土壤动物。      

三江平原湿地土壤CO2和CH4排放的初步研究

在三江平原选择 3种不同类型的湿地永久积水的漂筏苔草沼泽、季节性积水的小叶章草甸和无积水的恢复湿地.从 2002年 7月到 10月对漂筏苔草沼泽进行了土壤碳排放的观测, 2002年 8月中旬至 10月对小叶章草甸和恢复湿地进行了土壤碳排放的观测.观测结果表明,不同湿地类型下土壤 CO2和 CH4排放具有明显的差异,同段时期内 (2002年 8月中旬到 10月底 )土壤 CH4排放通量为小叶章草甸 (14.3 mg· m-2· h-1)>漂筏苔草沼泽 (7.9 mg· m-2· h-1)>恢复湿地 (-0.015 mg· m-2· h-1), CO2排放速率表现为小叶章草甸 (384.9 mg· m-2· h-1)>恢复湿地 (345.6 mg· m-2 · h-1)>漂筏苔草沼泽 (117.6 mg· m-2· h-1).温度是导致漂筏苔草沼泽和小叶章草甸土壤 CO2和 CH4的排放季节变化的主要驱动因子,也是恢复湿地土壤 CO2排放季节变化的主要驱动因子,但对其 CH4氧化吸收影响不明显.地表积水深度与漂筏苔草沼泽以及小叶章草甸土壤 CO2和 CH4排放均呈负相关,温度和积水深度的综合作用决定了漂筏苔草沼泽和小叶章草甸土壤 CO2和 CH4排放的季节变化特征.     

子午岭辽东栎林土壤种子库及种子命运研究

基于 6 个典型样地 180 个小样方的调查分析,对子午岭林区辽东栎(Quercus liaotungensis)种群 3 种主要林型土壤种子库及种子命运特征进行研究。结果表明:白桦-辽东栎林、辽东栎纯林和油松-辽东栎林 3 种林型土壤种子库平均储量分别为 60.19 粒/m2、87.58 粒/m2和 72.89 粒/m2;辽东栎林土壤种子密度的季节变异不大,但空间分布变异较大,其中,以油松—辽东栎林空间分布变异最强;辽东栎土壤种子库属瞬时土壤种子库,其种子丧失途径主要有萌发、虫蛀、生理死亡、动物摄食和霉变等,其中萌发是土壤种子库丧失的最主要原因;从种子大小与种子命运关系分析,辽东栎土壤种子库种子生理死亡、萌发后死亡趋向于较大粒径种子,霉变趋向于较小粒径种子,而虫蛀在各粒级种子中均有发生;辽东栎林各林型土壤种子库平均自然发芽率为 43.69 %,但幼苗存活率极低,林下实生幼苗十分匮乏,种群更新主要依赖于萌蘖。     

加拿大一枝黄花入侵对地上植被及土壤种子库的影响

为了探究外来植物对入侵地植物群落的影响,对加拿大一枝黄花（Solidago canadensis L．）入侵和未入侵地的地表植被和土壤种子库进行了样方调查和取样分析。结果表明：（1）加拿大一枝黄花入侵地地上植被的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、Margalef丰富度指数、Pielou均匀度指数均低于未入侵地,且加拿大一枝黄花入侵后有利于野豌豆、加拿大一枝黄花等草本植物成为优势种。（2）与非入侵地相比,加拿大一枝黄花入侵地土壤种子库种子密度降低了58.36%,且入侵导致 0 ~ 5 cm和 5 ~ 10 cm土层的种子密度显著降低,分别降低了58.66%和68.75%;入侵地种子库的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson 优势度指数、Pielou 均匀度指数在浅土层显著低于未入侵地。（3）入侵地和非入侵地土壤种子库都以多年生草本植物为主,但是入侵地的一年生草本植物明显低于非入侵地;土层越深土壤种子库与地上植被的相似性越低;入侵地各土层土壤种子库与地上植被的相似性高于未入侵地。明确了加拿大一枝黄花入侵改变植物群落结构特征,为本地植物群落的植被恢复和重建提供一定的科学依据。     

湿地种子库研究中的几个问题探讨

湿地种子库研究对于生物多样性保护、湿地恢复和管理具有重要意义。国内外开展了大量湿地种子库以及利用种子库进行湿地植被恢复的研究,但是也存在一些问题。在分析了国内外湿地种子库研究的基础上,指出无性繁殖在湿地生态系统中广泛存在,而且很多优势物种以无性繁殖为主要的繁殖方式,因此,在湿地种子库研究中,采用广义种子库的概念更为科学。此外,干扰因素,尤其是水文条件变化对湿地种子库的影响非常大。水位的高低,洪水的强度、持续时间和频率都会显著影响种子库的物种组成和种子萌发格局,进而对地表植物群落产生影响。研究事实证明,在利用种子库进行湿地恢复时,也必须考虑干扰等因素的影响,否则很难实现群落结构和物种多样性的恢复。