元謀干熱河谷土壤種子庫(kù)與地上植被研究.pdf

1、土壤種子庫(kù)是指存在于土壤上層凋落物和土壤中全部存活種子的總和，是一定體積土壤中有活性的、休眠及未休眠種子的集合體。土壤種子庫(kù)時(shí)期是植物種群生活史的潛種群階段。土壤種子庫(kù)可維持基因的可變性，緩解種群的滅絕過(guò)程，保存群落中植物種的表現(xiàn)特征，是植被天然更新的物質(zhì)基礎(chǔ)。本研究對(duì)元謀干熱河谷區(qū)種子庫(kù)的種類組成、種子數(shù)量和物種多樣性以及它與地上植被的關(guān)系進(jìn)行了比較分析，把地上植被與土壤種子庫(kù)聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行綜合研究，并將植被恢復(fù)區(qū)的土壤種子庫(kù)和地上植被

2、與天然次生林區(qū)的土壤種子庫(kù)和地上植被進(jìn)行對(duì)比研究，以期更全面更系統(tǒng)地理解干熱河谷地區(qū)地上植被的形成、演替動(dòng)態(tài)、生物多樣性，掌握植被與土壤種子庫(kù)的受損過(guò)程及其變化模式，為干熱河谷地區(qū)生物多樣性的保護(hù)和退化植被的修復(fù)和重建提供科學(xué)依據(jù)。 研究要達(dá)到的主要任務(wù)是：(i)探索植被恢復(fù)區(qū)和天然次生林區(qū)土壤種子庫(kù)及地上植被的密度大小、組成、物種豐富度和物種多樣性；(ii)研究各物種的重要值及生物量；(iii)描述土壤種子庫(kù)、地上植被和環(huán)境因

3、子之間的關(guān)系；(iv)檢驗(yàn)研究所采取的恢復(fù)措施是否并且在多大程度上優(yōu)化了群落的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)力及土壤水分和營(yíng)養(yǎng)狀況；(v)檢驗(yàn)天然次生林區(qū)不同類型群落結(jié)構(gòu)是否存在差異。研究預(yù)期得出以下結(jié)果：(i)在植被恢復(fù)區(qū)，不同類型樣地上土壤種子庫(kù)和地上植被的密度均不相同，在植被恢復(fù)較好的地帶，土壤種子庫(kù)和地上植被的密度要大些；(ii)不耐陰草本的種子占土壤種子庫(kù)的絕大部分，而耐陰性草本和喬、灌木的種子相對(duì)較少；(iii)植被恢復(fù)區(qū)的群落結(jié)構(gòu)比未恢復(fù)區(qū)復(fù)

4、雜，有較高的物種豐富度、物種多樣性、物種均勻度和生物量；(iv)土壤種子庫(kù)和地上植被有較高的相似性，不同類型樣地上相似系數(shù)差異顯著；(v)植被恢復(fù)較好的地帶有較高的土壤水分含量。 通過(guò)研究，得出以下結(jié)論：放牧地(植被未恢復(fù)地段)的土壤種子庫(kù)和地上植被的結(jié)構(gòu)和組成十分單一，其物種豐富度、物種多樣性和物種均勻度指數(shù)也很低，地上植被的生物量也很小。造成這種狀況的主要原因是由于過(guò)度放牧，同時(shí)不利于植物生長(zhǎng)和植被恢復(fù)的干熱氣候條件(尤其是

5、缺乏水分供應(yīng))以及缺乏土壤種子庫(kù)的有力補(bǔ)給加劇了這一惡化過(guò)程。然而，和放牧地相比，試驗(yàn)區(qū)的植被恢復(fù)地段(溝底、自然坡面和水平溝)代表了相對(duì)較高的生物量、較高的物種豐富度、物種多樣性和物種均勻度。這與植被恢復(fù)地段有利于植被建立和植物生長(zhǎng)的充足的水分條件密不可分。這也從另一個(gè)側(cè)面反映了整個(gè)項(xiàng)目所采取的保護(hù)措施和恢復(fù)措施(主要是整地等工程措施)確實(shí)有助于植被營(yíng)造和恢復(fù)，有助于植被朝更高的生物多樣性方向發(fā)展。 植被恢復(fù)地段不同年份地上植

6、被的生產(chǎn)力和土壤種子庫(kù)的數(shù)量差別較大。地上植被和土壤種子庫(kù)第二年的各項(xiàng)特征均優(yōu)于第一年。尤其是代表高度恢復(fù)地段的水平溝的優(yōu)化程度更高。相比之下，植被未恢復(fù)地段由于未受到保護(hù)和隨著干擾(動(dòng)物放牧和人類干擾)的加劇，第二年地上植被的生產(chǎn)力和多樣性水平顯著下降。此外，干擾還影響了土壤的種子庫(kù)動(dòng)態(tài)，降低了土壤種子庫(kù)的密度，改變了土壤種子庫(kù)的物種組成，降低土壤種子庫(kù)的物種多樣性。由于土壤種子庫(kù)是植被更新的基礎(chǔ)，土壤種子庫(kù)受到破壞后，植被恢復(fù)更困難

7、。而植被恢復(fù)地段的保護(hù)和恢復(fù)措施提高了土壤種子庫(kù)的密度，改善了土壤種子庫(kù)的物種組成和多樣性狀況，從根本上確立了植被營(yíng)造和發(fā)展更新的基礎(chǔ)。 所采取的植被恢復(fù)措施對(duì)還土壤水分有很大的改善作用，這對(duì)土壤種子庫(kù)和地上植被的優(yōu)化至關(guān)重要。土壤種子庫(kù)數(shù)量、地上植被數(shù)量和生物量均與土壤水分有很高的正相關(guān)性。土壤種子庫(kù)和地上植被各項(xiàng)特征值的增加均直接或間接與土壤水分含量有很大的關(guān)系。水平溝的土壤種子庫(kù)和地上植被的各項(xiàng)特征相對(duì)較好，這與水平溝充足

8、的水分條件密不可分。從根本上說(shuō)，恢復(fù)措施改善土壤水分條件，從而改善土壤種子庫(kù)和地上植被狀況。 植被恢復(fù)地段地上草本和灌木植被的生產(chǎn)力大于天然次生林區(qū)，但植被恢復(fù)地段灌的物種多樣性不及天然次生林區(qū)，尤其是灌木層僅有毛葉合歡一種，組成十分單一。植被恢復(fù)措施對(duì)種子庫(kù)的植被多樣性確實(shí)有一定的改善作用，但改善效果不如對(duì)生產(chǎn)力的改善效果那么明顯；這種效果并不是一、兩年就能體現(xiàn)出來(lái)的，而是帶有一定的長(zhǎng)期性和滯后性。 總之，通過(guò)近三年對(duì)