围封对退化沙质草地地下繁殖体库恢复的影响

为探明围封对退化沙质草地地下繁殖体库(种子库和芽库)恢复的影响,试验以长期放牧退化沙质草地为对照,通过种子萌发法和鉴定观测法,研究了不同围封年限(1年、3年和5年)的地下种子库和芽库物种种类、数量以及二者间转换变化的规律。结果表明:对长期放牧退化沙质草地实施围封措施能显著增加地下繁殖体库物种种类和数量,促进芽库向深层土壤扩展;围封对地下繁殖体恢复作用存在时间效应,随着围封年限的增加,土壤种子库一年生物种比例逐渐减小,多年生物种比例逐渐增加,而围封1年对芽库恢复作用不强,围封3～5年是地下繁殖体库存储转换地上植被群落的过渡期,外界适度刺激有利于地下芽库储备及芽体类型转换。     

典型草原封育过程中土壤种子库的变化特征

研究内蒙古巴林右旗退化草原围封不同阶段土壤种子库的数量和物种组成以及其与地上植被的关系。结果表明:随着封育年限增加,土壤种子库中物种数目呈增加趋势,一年生植物种类逐渐减少,多年生植物种类逐渐增加,至封育6年时一年生植物在典型草原群落中基本消失;土壤种子库密度随着围封年限增加而逐渐增加,表现为围封1年时草地土壤种子库密度平均为1192粒·m^-2,而围封10年时草地土壤种子库密度达到2544粒·m^-2,较围封1年的群落增涨53.1%。     

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。     

退化草地放牧和围封条件下的土壤种子库

本文研究了退化草地在放牧和围封条件下土壤种子库的密度和组成,以验证草地封育对退化草地植被恢复起到的作用。结果表明:(1)放牧草地植物种数23种,围封草地植物种数28种,围封使土壤种子库植物种数增加了21%;(2)放牧草地种子库密度为7375有效种子数/㎡(平均值),围封草地种子库密度为10670有效种子数/㎡(平均值),比放牧草地提高了44%。     

围封年限对西藏高寒草甸植被特征与土壤养分的影响

围栏禁牧是高寒草地恢复的重要技术手段之一,但学术界对适宜的围栏年限还存在较大争议。本研究以青藏高原腹地的高寒草甸草地为研究对象,比较分析了退化高寒草甸自由放牧、围封5年、围封7年和围封11年后植物多样性、生物量和土壤理化性质的变化。结果表明:1)相比自由放牧草地,不同年限围封显著提高了退化高寒草甸植物物种丰富度、多样性指数、盖度和地上生物量(P0.05)。不同围封年限之间,围封7年的物种丰富度和多样性指数最高,但与围封5年和围封11年无显著差异(P0.05)。围封5年的地上生物量最高,且与围封11年存在显著差异(P0.05)。2)围封降低了退化高寒草甸土壤容重,显著增加了土壤有机质含量(P0.05)。相比自由放牧草地,不同年限围封提高了高寒草甸土壤全氮、全磷含量。不同围封年限之间,土壤有机质含量随围封年限的增长而增加,土壤全氮和全磷无显著变化(P0.05)。3)总体而言,围封有效恢复了退化高寒草甸的植被与土壤。不同围封年限下,围封5年和7年更有利于退化高寒草甸的植被恢复。     

围封、浅耕翻改良对退化羊草草甸草地土壤种子库的影响

应用幼苗萌发法比较研究了浅耕翻改良、围封改良和自由放牧对退化羊草草甸草地土壤种子库的影响。结果表明,浅耕翻改良、围封改良措施均可显著提高退化羊草草地土壤种子库的密度,改善种子库的物种组成结构,其中围封改良较浅耕翻改良措施对土壤种子库的补偿和修复更为有利。     

围封、浅耕翻改良对退化羊草草甸草地土壤种子库的影响

应用幼苗萌发法比较研究了浅耕翻改良、围封改良和自由放牧对退化羊草草甸草地土壤种子库的影响.结果表明,浅耕翻改良、围封改良措施均可显著提高退化羊草草地土壤种子库的密度,改善种子库的物种组成结构,其中围封改良较浅耕翻改良措施对土壤种子库的补偿和修复更为有利.     

封育对荒漠草原植物群落组成和物种多样性的影响

以盐池县退化荒漠草原为研究对象,采用空间序列代替时间序列的方法,对未围封和围封不同年限的草地植物群落组成和物种多样性变化进行了研究。结果表明,退化草地实施围栏封育后,多年生草本植物的优势地位逐渐增加,一年生草本植物和半灌木的优势地位逐渐降低。群落物种各种多样性指数随围封年限的增加,呈先降低后升高的趋势,围封5年时多样性指数最低。     

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。     

封育对沙化典型草原土壤种子库的影响

本文对封育和未封育放牧草地土壤种子库种子密度、种子库组成、种子库物种多样性及均匀性进行了比较研究,并得出的主要结论是:①实施封育提高了土壤种子库种子密度。②封育能使草地中的优良禾草及多年生植物种子所占比例增加。③封育能使土壤种子库物种多样性及丰富度增加。     

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。     

青海草地早熟禾人工草地群落结构及土壤种子库研究

文章对黄河源区"黑土滩"退化草地上上种植生长第八年的青海草地早熟禾人工草地群落结构和土壤种子库特征进行了研究。结果表明:(1)青海草地早熟禾人工草地群落由23种植物组成,隶属于10科;土壤种子库由25种植物组成,隶属于12科;群落和土壤种子库中优势种均为青海草地早熟禾(Poa pratensis cv.Qinghai)植物。(2)土壤种子库中优良牧草占75.8%,多年生草本植物占到78%,土壤种子主要集中在0～2cm层。     

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.     

黑土滩人工草地土壤种子库研究

采用萌发试验方法,研究了黑土滩人工草地土壤种子库的物种组成、密度、时空格局和物种多样性等特征,为黄河源区黑土滩退化草地改建成的人工草地群落演替的动态预测和持续利用提供一定的理论依据。结果表明:(1)土壤种子库中共有36种植物组成,隶属于16科。(2)土壤种子库在物种比例和发芽数比例上都表现出多年生草本植物>一二年生草本植物>灌木。(3)土壤种子库中禾本科植物是群落的优势种,经济型中优良牧草占最大比例。(4)土壤种子库中种子数量在垂直分布上呈现出由表层土壤向深层逐层减少的变化规律。(5)人工建植草地Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀性指数均随年龄的增长而呈下降趋势。     

祁连山退化草地狼毒群落土壤种子库的空间格局

采用野外调查和室内分析相结合的方法,对祁连山退化草地狼毒群落土壤种子库进行研究。结果显示:(1)狼毒群落土壤种子库毒杂草物种的数量和密度占优势;(2)禾草的种子库密度随退化梯度的增加而减少直至消失,多年生杂草存在于各个植被梯度且密度较大;(3)群落物种数量及其密度呈现0~5cm10~15cm5~10cm的分布规律,各土层内密度差异明显;(4)不同梯度下种子库(0~15cm)的Shannon-wiener指数、均匀度指数和丰富度指数波动变化趋势基本一致,而优势度指数与之变化趋势相反,土壤种子库0~5cm与种子库(0~15cm)物种多样性的变化具有较大的相似性;(5)随着退化梯度的增加,种子库和植被的相似系数减小,狼毒等毒杂草的大量繁衍显著的改变了草地群落的功能群结构,自然状态下种子库对原生地带性植被建群种更新的贡献率降低,植被恢复问题严峻。     

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。     

东祁连山高寒人工草地土壤种子库大小及物种构成

通过野外调查和种子萌发试验,研究了东祁连山高寒地区常见的垂穗披碱草(Elymus nutans)和燕麦(Avena sativa)人工草地群落土壤种子库大小及物种构成,并与相邻天然草地进行比较,旨在为东祁连山人工草地植被恢复提供支持信息。结果表明:垂穗披碱草草地、燕麦草地和天然草地的土壤种子库种子密度平均数分别为22611.45±4725.88,4210.88±1913.44和2937.01±2471.60 个·m^-2。垂穗披碱草草地种子库萌发的幼苗中共发现4种植物,分别是高山紫菀(Aster alpinus)、迷果芹(Sphallerocarpus gracilis)、甘肃马先蒿(Pedicularis kansuensis)和萼果香薷(Elsholpzia bensa var. calycocarpa);燕麦草地种子库萌发的幼苗中共发现6种植物,分别是独行菜(Lepidium apetalum)、旱雀麦(Bromus tectorum)、微孔草(Microula sikkimensis)、迷果芹、蓝翠雀花(Delphinium caeruleum)和萼果香薷;天然草地种子库萌发的幼苗中共发现6种植物,分别是异针茅(Stipa aliena)、二裂委陵菜(Potentilla bifurca)、高原毛茛(Ranunculus tanguticus)、黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala)、独行菜和蓝翠雀花。垂穗披碱草草地和燕麦草地土壤种子库可萌发的幼苗多为一年生植物;垂穗披碱草草地与燕麦草地和天然草地之间可萌发土壤种子库数量差异较大,后二者之间差异较小;天然草地与燕麦草地物种构成差异较小,与垂穗披碱草草地物种构成差异较大。     

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。     

不同放牧制度对土壤种子库的影响——以青藏高原东缘高寒草甸为例

以青藏高原玛曲地区高寒草甸为研究对象,通过对暖季牧场与冷季牧场不同放牧强度的比较分析,探讨了可萌发土壤种子库的密度、垂直分布规律及其与地上植被的关系。结果表明,1)暖季牧场土壤种子库中,轻度放牧有12种,种子密度为2 307.66粒·m~(-2),重度放牧有6种,种子密度为1 065.08粒·m~(-2),禁牧有5种,种子密度为828.38粒·m~(-2),轻度放牧的物种丰富度及密度都显著大于重度放牧草地(P0.05);冷季牧场轻度放牧有12种,种子密度为3 786.88粒·m~(-2),重度有8种,种子密度为5 621.15粒·m~(-2),禁牧有5种,种子密度为532.53粒·m~(-2),轻度放牧种子密度小于重度放牧。2)无论是暖季牧场还是冷季牧场轻度放牧土壤种子库的多样性指数、均匀度指数、优势度指数和丰富度指数均大于重度放牧,土壤种子库与地上植被的相似性在不同的放牧强度下都小于0.3,其中不放牧时的相似性最小,轻度放牧时的相似性最高。而暖季牧场和冷季牧场的轻度放牧和重度放牧两种放牧强度之间的相似性系数都最大,分别为0.63和0.67。3)土壤种子库在不同处理间随着土层的加深数量都呈现迅速减少的趋势,大部分集中在0-5cm。     

Disturbances Impact on Longevity of Grass Seeds,Semi-Arid South African Rangeland

The effect of plant and soil disturbances on seed density, species richness, and seed longevity of the soil seed bank was quantified for a semi-arid rangeland, over a 5-yr period (2002/2003–2006/2007 growing seasons). The different soil and plant treatments included fire, tillage (intended as a trampling surrogate), and blocked seed rain (simulating heavy grazing). These three experimental factors were combined in a factorial arrangement. Seed responses were evaluated in the soil seed bank before the new seed set, after the first seed production event, and after the second seed production event. Before disturbance (physical impact on the plant and soil), soil seed bank was dominated by early successional species: conversely, aboveground vegetation was mainly dominated by perennial grasses. After only 4 yr of blocked seed rain, seedling emergence of Decreaser grass species ceased totally both in the field and seed bank, with lower effect on Increaser grass species. Emergence of both Decreaser and Increaser grass species decreased in the seed bank with tillage, whereas the opposite occurred in the field. By contrast, tillage increased the emergence of weeds in the seed bank. The decrease in emergence of Decreaser grass species in both seed bank and field was still evident 4 yr after the rangeland was burnt. The grass species Themeda triandra was the most sensitive to fire in terms of seedling emergence. Blocked seed rain treatment significantly decreased (P < 0.05) species richness. Regardless of treatments applied, there was poor similarity between aboveground vegetation and the associated seed bank. Differences in the soil seed bank are likely to reflect manifested properties rather than short-term changes. Several characteristics of seed banks (species composition, seed abundance, and longevity) must be considered in order to understand the dynamics of plant communities following disturbances.