土壤种子库研究进展

在浏览国内外大量文献的基础上,从土壤种子库研究意义、国内外研究现状和目前研究的热点问题等方面论述土壤种子库的研究进展。针对目前土壤种子库研究的热点问题,主要从土壤种子库的分类、种子质量和种子休眠之间的关系、种子库的水平分布及种子库与地上植被的关系等方面进行讨论,指出其在遗传结构和扩散等研究内容及方法方面所存在的问题,并提出了相应的建议。     

六盘山森林土壤种子库与植被演替过程

以六盘山森林植被为研究对象,通过20多年的森林土壤种子库变化与植被演替过程的试验研究,分析了8种森林群落类型的不同生长年限、生长坡位、枯枝落叶层和土壤深度对土壤种子库形成过程的影响。结果表明:六盘山森林群落不同生长坡位,土壤种子库的储量坡中部>坡下部>坡上部;不同层次土壤种子库,枯枝落叶层远高于0-15 cm深土层,8种森林群落类型排序为华北落叶松林>油松林>华山松林>辽东栎林>山杨林>白桦林>灌丛>草地;土壤种子库储量高峰期,不同群落有显著差异,华山松林和油松林在林龄的30~40年,华北落叶松林在20年,辽东栎林、山杨林、白桦林在15~20年,灌丛和草地在10~20年,其森林群落生长年限与土壤种子库储量变化趋势呈拟合曲线,符合指数方程,相关性极为显著;土壤种子库物种组成丰富,草本和灌木植物远高于乔木树种,乔木树种仅有3~5种,但多数为外来入侵种,而在每一类型中出现频率最高的草地植物多为蒿类,灌木植物为柔毛绣线菊和沙棘,乔木为辽东栎树种。因此,在六盘山林区植被自然更新与合理演替的驱动种和先锋种草地植物为蒿类,灌木植物为柔毛绣线菊和沙棘,乔木为辽东栎,其次是华北落叶松、油松和华山松。     

坝上草原退耕地植被不同恢复处理土壤种子库研究

采用野外调查取样和室内实验相结合的方法,研究坝上草原退耕地土壤种子库的物种组成、密度和物种多样性等特征.结果表明:自然恢复、浅耕处理和深耕处理3种不同恢复措施下,土壤种子库物种丰富度(种)大小为浅耕处理(18)>自然恢复(15)>深耕处理(14);自然恢复处理、浅耕处理和深耕处理土壤种子库密度分别为23 949粒·m-2、15746粒·m-2和10600粒·m-2,浅耕处理和深耕处理分别比自然恢复处理减少34.3%和55.7%;不同恢复方式下土壤种子库与地上植被的物种密度的对应关系可用三次曲线来表示.土壤种子库间有较高的相似系数,但随着干扰程度的增加而减少.     

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。     

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。     

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。     

子午岭土壤可培养微生物对植被演替的响应

利用"空间序列代替时间序列"的方法,研究了黄土高原子午岭土壤可培养微生物对植被演替的响应。结果表明:(1)土壤细菌、真菌及微生物总数量按退耕地→草地→灌草地→白桦(Betula platyphylla)林→辽东栎(Quercus wutaishanica)林→辽桦混交林方向递增(p<0.01);放线菌数量呈波动性变化,较高值出现在灌草地和辽东栎林。(2)演替的过程中,土壤微生物综合性指标Shannon—Wiener指数呈波动性变化;真菌数量变化对土壤微生物Shannon—Wiener指数影响较大。(3)随着演替的进行,氨化细菌和硝化细菌数量显著增加(p<0.01);固氮菌数量略有增加,但差异不显著(p>0.05),最大值出现在辽桦混交林;纤维素分解菌数量在辽东栎林和辽桦混交林最高。研究表明,植被演替对土壤微生物3大类群及主要功能群数量影响显著,促进了土壤微生物数量的增加;土壤微生物多样性变化趋势并非总是与植被进展演替方向一致,其大小与植被类型有关,并依植被组成的变化而变化。     

广西喀斯特地区植被演替对土壤质量的影响

以植被演替空间序列代替时间序列的方法,在野外选取广西喀斯特地区4个主要植物群落演替阶段即草地、灌草地、灌丛、乔林的典型样地,对土壤物理、化学和生物学性状进行了比较研究,以探讨植被演替对土壤质量的影响。结果表明：不同的植被演替导致了土壤物理、化学和生物学性质的显著差异。随演替的正向进行,土壤综合肥力指标值（Q I）呈增长趋势,其土壤质量综合指数分别为：草地（0.09）、灌草地（0.16）、灌丛（0.61）、乔林（0.89）。自然植被的正向演替是提高土壤质量的有效途径。导致草地和灌草地土壤质量相对较低的主要因素是植物生产力较低,土壤养分积累较少,土壤有机质等养分含量较低,土壤微生物数量较少,土壤酶活较低。土壤微生物数量结合土壤酶是反映土壤生物学活性和土壤质量的较好指标。     

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。     

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。     

广西喀斯特地区植被演替对土壤质量的影响

以植被演替空间序列代替时间序列的方法,在野外选取广西喀斯特地区4个主要植物群落演替阶段即草地、灌草地、灌丛、乔林的典型样地,对土壤物理、化学和生物学性状进行了比较研究,以探讨植被演替对土壤质量的影响。结果表明:不同的植被演替导致了土壤物理、化学和生物学性质的显著差异。随演替的正向进行,土壤综合肥力指标值(Q I)呈增长趋势,其土壤质量综合指数分别为:草地(0.09)、灌草地(0.16)、灌丛(0.61)、乔林(0.89)。自然植被的正向演替是提高土壤质量的有效途径。导致草地和灌草地土壤质量相对较低的主要因素是植物生产力较低,土壤养分积累较少,土壤有机质等养分含量较低,土壤微生物数量较少,土壤酶活较低。土壤微生物数量结合土壤酶是反映土壤生物学活性和土壤质量的较好指标。     

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。     

不同表土处理对坝上风电场植被恢复的影响

[目的]探讨坝上风电场风机区不同表土处理与植被恢复的组合方式,阐明表土在植被恢复中的作用与效果。[方法]采用表土分层清理堆放回覆试验、客土、表土处理与植被恢复组合试验相结合的方法,分析不同处理的植被恢复效果。[结果]风电场项目区可采用表土分层清理、分层回覆的方式,利用表土土壤种子库进行植被恢复。施工生产生活区与弃土弃渣区分别有16和17种植物萌发,恢复效果良好,分层回覆表土后应及时浇水保证种子萌发。不同植被恢复组合方式在群落盖度、植被平均高度、物种数、多样性指数间均存在显著差异,各处理以分层回覆+自然恢复效果最好,土地平整+自然恢复效果最差。不同植被恢复组合方式投入差异明显,投入最高为客土+人工恢复,最低为土地平整+自然恢复。[结论]各风电场应根据施工条件、经济条件及植被恢复效果选择适宜的恢复方式,尽可能采用分层回覆+自然恢复的方式,不建议使用土地平整+自然恢复的方式。