贺兰山低山区土壤种子库与地上植被关系分析

土壤种子库是地上植被更新的潜在种源,它影响地上植被的自然恢复、植被群落的演替进程和区域生物多样性维持。通过对贺兰山低山区不同海拔高度植物群落进行室内种子萌发试验和野外植被调查,发现5个海拔高度的土壤种子库植物种均以一年生草本居多,而相对应的地上植被群落在5个海拔高度的物种重要值均呈现为一年生草本<灌木或半灌木<多年生草本;土壤种子库和相对应的地上植被的物种多样性指数均在海拔1 200 m处最高;土壤种子库种子密度与相对应的地上植被密度的关系可用对数曲线表示,随着地上植被密度的增加土壤种子库种子密度呈减少趋势。贺兰山低山区5个海拔高度土壤种子库种子密度和物种多样性均较低,无法满足植被自然恢复需求,可通过采取飞播等生态恢复措施来弥补表层土壤种子的不足,从而满足地上植被恢复所需种子数量。     

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。     

不同微地形固定沙丘地上植被、土壤种子库和土壤含水量的分布特征

通过野外调查和室内培养的方法对盐池荒漠草原区不同微地形固定沙丘地上植被、土壤种子库和土壤含水量进行了调查,并研究了地上植被、土壤种子库和土壤含水量的空间分布特征及其关系以及微地形对土壤种子库及地上植被物种类型、物种密度、相似性和土壤种子库物种多样性的影响。结果表明,1)固定沙丘土壤种子库和地上植被物种数、密度、相似性、土壤种子库物种丰富度指数及土壤含水量、地上植被覆盖度和土壤种子库储量都呈现出底坡＞下部坡位＞中部坡位＞上部坡位＞顶坡的趋势,且土壤含水量、地上植被覆盖度和土壤种子库储量三者之间显著正相关(P0.05);2)土壤种子库物种多样性指数和均匀性系数随坡位变化呈现出波动状态。     

干旱荒漠区土壤种子库研究进展

荒漠生态系统是地球上最脆弱的生态系统。近年来,荒漠生态系统保护和恢复的研究已受到广泛关注。土壤种子库作为种子源,在植被恢复过程中起着至关重要的作用。本研究系统回顾了近20年来国内外对干旱荒漠区土壤种子库的研究进展,从土壤种子库的基本特征、时空分布、与地上植被的关系、研究方法以及影响因素等方面进行综述并提出研究展望。     

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.     

封育对退化沙质草地土壤种子库与地上群落结构的影响

对封育和未封育放牧草地土壤种子库、地上幼苗库和定植群落的结构特征进行了比较研究,并探讨了地上植被与土壤种子库密度的关系,主要结论是：1)对退化沙地实施封育措施后显著提高了地上植被与土壤种子库的密度和植物种数,特别是显著增加了地上与土壤种子库群落中优良禾草的种数与密度,草地质量得到很大改善。2)地上植被与土壤种子库对放牧干扰的响应模式不同,放牧对地上植被种丰富度的影响要明显大于土壤种子库,而对土壤种子库密度的影响又明显大于地上植被。3)由于放牧显著降低了地上植被与土壤种子库的共有种数,从而降低了地上植被与土壤种子库组成上的相似性。另外,封育和未封育草地在种子库组成上的相似性要高于地上植被组成上的相似性,提供了放牧更强烈地影响地上植被组成的重要佐证。4)回归分析显示,土壤种子库密度与地上早期幼苗库密度和后期定植群落密度以及幼苗库密度与定植群落密度之间均存在显著的正相关性,早期幼苗库密度的56％的变异可归结为土壤种子库密度的变异,而后期定植群落密度的77％的变异可由早期幼苗库密度的变异来解释.     

土壤种子库评述

土壤种子库是指存在于土壤表面和土壤中的全部存活种子的总和,在植被恢复过程中起着极其重要的作用。结合种子库在国内外的研究动态,从种子库的类型、规模、动态分析、分布格局、与地上部分的关系、在植被恢复中的作用、种子库的寿命和遗传变异8个方面详细综述了种子库研究的主要内容。并在此基础上,提出种子库研究中急需解决的主要问题。     

藏北高寒植被地上生物量与土壤环境因子的关系

用样带法研究藏北高寒植被地上生物量与土壤环境因子之间的关系,对高寒植被地上生物量和7个土壤指标进行相关性分析和回归分析,结果表明:高寒草原到高寒荒漠植被,群落组成逐渐趋于简单化.土壤环境因子影响高寒植被地上生物量,0～10cm土层的土壤有机碳、有效氮、全磷和速效磷与高寒植被地上生物量极显著正相关(P<0.01);10～20cm土层的土壤总有机碳和全磷与高寒植被地上生物量极显著正相关(P<0.01);20～30cm土层的土壤各环境因子与高寒植被地上生物量的关系均未达到显著水平.     

土壤种子库研究综述——植被系统中的作用及功能

土壤种子库的功能对植被系统的存在、发展和变化具有重要意义。土壤种子库拥有重要记忆功能,通过研究其记忆能力可以反映植被发展历史,特别是在追源植被演化过程中具有重要指示作用。土壤种子库的重要作用主要体现在受损植被系统的恢复上,其强大的植被恢复功能一直受生态工作者的重视、并得到广泛应用。正常的植被更新在很大程度上依赖于土壤种子库的潜在植被能力,在干扰作用下土壤种子库决定着植被的演替趋势。在退化植被系统恢复中,重视土壤种子库“捐赠”理论和技术的研究,是发挥和重新构建土壤种子库功能的重要基础。     

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。     

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。     

土壤种子库中棘豆属种子的密度,寿命和活力测定

在青海湖地区的不同样地上,对甘肃棘豆(Oxytropis kansuensis)、宽苞棘豆(O.latibracte-ata)和黄花棘豆(O.ochrocephaoa)土壤种子库的密度进行了测定,种子密度随着植被中种群分盖度的大小变化幅度很大,80~2 220粒/m2;采用四氮脞法对土壤种子库中的棘豆种子进行种子活力测定,其中77%的种子具有活力;用尼龙袋法测定甘肃棘豆种子在土壤种子库中的寿命,埋置在土壤中6年的甘肃棘豆种子有50%的还存在,暴露在土壤表面的种子有33%存在;6年期间,埋置的种子和暴露在土壤表面的种子每年平均有5%和14%的种子在发芽。     

退化草地改建对土壤种子库及其与植被关系的影响

研究分析了"黑土滩"退化草地及改建后的单播和混播栽培草地土壤种子库特征及其与地上植被的关系。结果表明:在栽培草地及对照处理中土壤种子库共由22种植物组成,单播、混播和"黑土滩"退化草地分别由13、12和21种植物组成,其中多年生杂草类占种数的比例分别为61.5%、50%和61.9%;各处理种子库组成较小,单播、混播和"黑土滩"退化草地种子库大小分别为(4 142.8±1 547.6)(、5 057.8±943.3)和(1 591.5±876.9)粒/m2。"黑土滩"退化草地植被及土壤种子库表现为较高的相似性,各处理土壤种子库与地上植被物种相似性较低,各处理间土壤种子库物种组成相似性较高。     

土壤种子库在黄土高原本氏针茅草地群落长期封禁演替过程中的作用

地上植被与土壤种子库的耦合研究对于探索退化草地在长期封禁过程中的演替过程及其机理具有重要意义。采用除趋势对应分析(DCA)对黄土高原典型草原本氏针茅群落进行地上/地下演替梯度分析;利用非加权组平均(UPGMA)聚类分析对土壤种子库与地上植被的相似性进行数量生态学分析。结果表明,随着封禁年限的延长,本氏针茅群落经历了以下几个演替阶段:杂草群聚生长阶段→本氏针茅大量出现→本氏针茅稳定发展阶段。在整个演替过程中,地上植被有明显的顺向演替趋势,但是土壤种子库之间未能表现出明显差异。地上植被演替阶段影响土壤种子库与地上植被的关系,演替初期地上植被与土壤种子库的相似性高于演替后期的二者相似性,说明土壤种子库在演替初期对地上植被的贡献比较大。因此,推动地上植被演替的内部驱动力不是土壤种子库,而是繁殖体散布和无性繁殖。     

高寒草地土壤种子库研究进展及展望

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。土壤种子库理论作为群落生态学和恢复生态学的基础理论,是退化生态系统重建的重要组成部分,已成为植物生态学研究的热点问题。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重要意义,更有利于指导生产实践。草地土壤种子库作为潜在的植物群落, 是种群的定居、生存、繁衍和扩散的基础, 是草地未来地上植被发生的源泉。从草地尤其是高寒草地土壤种子库的研究方法、研究内容、意义及存在的问题等方面进行系统的总结并展望了未来的研究趋势,以期为将来高寒草地土壤种子库的研究提供一些理论基础,并为高寒草地的植被重建和恢复提供理论指导。