封育对退化沙质草地土壤种子库及地上群落结构的影响.pdf

维普资讯 9O一 99 8／2003 草 业 学 报 ACTAPRATACULTURAESINICA V1．2卷第4期 oI．12， o． 。 封育对退化沙质草地土壤种子库与 地上群落结构的影响 李锋瑞h，赵丽娅 ，王树芳 ，王先之 (1．中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 ，甘肃 兰州 730000，2．西北师范大学数学与信息科学学院。甘肃 兰州 730070) 摘要 ：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。 关键词：退化沙地；封育；土壤种子库 ；地上植被 ；组成相似性 ；空间关系 中图分类号 ：$812；Q154．4 文献标识码：A 文章编号 ：1004．5759(2003)04—0090一i0 在 自然和人为因素共同作用下的草地植被退化过程 ，是一个十分复杂的土壤与植被环境协同演变的生态学 过程 ，这一过程不仅包含地上植物群落结构与组成的变化，而且包含土壤种子库组成与大小的变化，而且这两个 过程是相互关联的。一方面 ，地上植被生产的种子是土壤种子库的主要来源之一 ，因此地上植物的生长发育状况 及繁殖能力直接影响着种子库的组成及大小和动态；另一方面，土壤种子库作为重要的种源储备库通过种子的萌 发和形成实生苗直接参与地上植被的自然更新 ，直接影响着地上群落的组成与结构模式nq]。所以，只有把地上 植被与土壤种子库这两个过程有机联系起来进行耦合研究，才能更深刻和更全面地阐明草地植被退化过程及其 受损机理 ，并为退化植被恢复重建寻求有效的技术途径。 尽管许多学者对放牧引起的草地植被退化过程 已进行了大量的试验研究[4叫。。，但这些研究主要侧重于放牧 管理体系对地上植被过程的影响的研究，而对土壤种子库变化过程及其受损机理的研究则很少。2O世纪7O年代 末以来，对土壤种子库的研究开始引起国内外学者的关注，特别是植物生态学家的重视。目前对土壤种子库的研 究已成为国际恢复生态学和保育生态学研究的热点和前沿。在国外 ，不少生态学家在不同地域对不同类型植被的 土壤种子库组成与数量特征 ，以及不同放牧管理方式对种子库组成与数量的影响进行了大量试验研究m~zs-。在 国内，也有不少学者针对不同类型植被土壤种子库组成与数量特征、种子雨动态以及种子的萌发等科学问题展开 了大量的试验研究[z6 。这些研究及其成果无疑为进一步开展土壤种子库的研究提供了有益的借鉴和宝贵的经 验。然而，以往对土壤种子库的研究与对地上植被的研究往往是独立进行的，而把地上植被与土壤种子库有机结 合起来进行耦合研究的工作则不多[4。~伽。特别是以干旱荒漠化地区为研究区，把地上植被与土壤种子库联系起 来进行耦合研究的报道 尚未见到。 以科尔沁沙地这一典型的干旱沙漠化地区为研究区域 ，选择封育保护和未封育 自由放牧的沙质草地作为研 收稿 I=t期：2003—