种子与土壤

种子与土壤（精选10篇）

种子与土壤 篇1

土壤种子库(soil seed bank)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[1]。它是植被生活史过程中的重要生存策略之一,是地上植被种群、群落及生态系统演替过程和发展趋势的重要影响因子。同时土壤种子库的存在为植被群落遭受干扰和破坏后的恢复提供充足的繁殖体[2]。目前,土壤种子库的研究已成为国际恢复生态学研究的热点和前沿,国内外多位专家和学者在这一领域内进行了大量的科学研究[3,4]。土壤种子库的研究不仅与植物种群生态学的研究密切相关,而且广泛的应用到许多领域,如植物群落和物种的保护、管理和恢复,以及预测有关环境变化所导致的植被潜在变化等。因此,近年来有关土壤种子库的研究备受关注[5]。

1 土壤种子库研究的起源及发展

1985年达尔文在《物种起源》中提出了土壤种子库的概念,20世纪初有关农田杂草土壤种子库的研究开始出现[6],此后相继展开了各种群落和生态系统的土壤种子库研究。

国外许多学者从遗传学、植物学、杂草科学、生态学以及农学等各个学科领域研究了土壤种子库。20世纪30—40年代,土壤种子库研究处于起步阶段,主要研究对象是农田杂草和草地;20世纪70年代,随着研究方法的科学化,研究范围不断拓宽,研究内容逐渐加深,对不同生长季节内种子萌发的时间与幼苗存活之间的关系相继进行了研究,对土壤种子库动态和空间分布格局、土壤中种子库在不同生态系统类型中的大致储量、埋藏的种子库种类组成与不同演替阶段的关系等进行了总结。20世纪90年代以来,研究土壤种子库的方法和理论均更加系统化,如深入探讨了环境对策、不同植被条件对土壤种子库的影响、基因变异积累、分布格局等[7,8]。科研工作者在研究土壤种子库的同时,也深入探讨了相应的研究方法,从取样、样品处理、种子分类鉴定到种子数量估测都做了大量的工作[9]。理论框架和有关土壤种子库的数据通过大量的研究已经初步形成。土壤种子库的种子形状、大小、生活、垂直分布、生境等方面的相互关系已经从已有的研究中逐渐清晰[10,11]。

土壤种子库的研究在国内虽然起步较晚,但相关的研究工作正在逐步地深入开展。从20世纪80年代末开始,随着对植物繁殖生态学研究的探索和深入,土壤种子库的研究工作首先在林地上展开,继而陆续开展了在草地和沙地上的研究[12,13]。研究内容主要包括种子库的动态[14]、种子库与地上植被的关系[15]、干扰对土壤种子库的影响[16]、种子库对植被恢复的作用[17]等。研究范围以森林土壤种子库为主[12,18],同时也包括对湿地丘陵、农田、盐碱地、草地、沼泽、矿业废弃地、沙地的种子库研究[19,20,21]。对温带地区不同物种土壤种子库的研究比较普遍,如辽东栎林内辽东栎种群的种子散布及其土壤种子库的分布特征、落叶松种子的分布及成林特征等;对亚热带地区山地常绿阔叶林的土壤种子库的研究较多[22];对人工管理区的土壤种子库也有研究,如人工固沙区的种子库动态。至此,从立地条件到植被类型对土壤种子库进行了详细地调查研究[17]。

2 土壤种子库研究现状

2.1 土壤种子库的形成机制

土壤种子库是植被天然更新的物质基础,尤其是持久种子库与生物多样性有密切关系,对生物多样性研究和生态恢复重建具有重要意义。根据植被恢复过程中土壤种子库的分布、储量、种类以及变化规律等,可以有目的地培育植被和制定植被恢复方案[23]。因此,非常必要对需要进行植被恢复的退化生态系统进行土壤种子库研究。

Grime认为,土壤埋藏的种子大部分来自于土壤种子库中,但是仍有部分种子留在土壤表面或地面落叶层、腐殖质中。洪水期间沉积物覆盖了落到土壤裂缝中的种子,或是被包埋于由风吹起的土粒从而形成土壤种子库。土粒大小对包埋的种子来说是很重要的,尤其是那些被风吹着沿地表移动的土粒[24];一些埋藏的种子也有可能是来自于某些动物的行为[25],一些脊椎动物偶而会对种子进行有意或无意地埋藏,例如鸟类、獾、豪猪、田鼠、蛇、啮齿动物等在土壤中打洞时,常会把一些种子作为食物埋藏到土壤中。蚂蚁、甲虫、蚯蚓等无脊椎动物也会埋藏种子[26,27]。

2.2 土壤种子库的空间分布

土壤种子库空间格局是物种不同生活对策的综合结果,为了揭示种群动态及其与环境因子的相互关系,可以从研究种子种群的分布格局及其变化规律入手。种子向土壤中的初始分布和以后的运动状况就是由土壤种子库在空间上的水平及垂直分布格局来反映的,同时土壤种子库的空间格局是群落种群尤其是幼苗种群分布格局形成的基础。长期以来,对种子库水平分布(种子的长距离传播)的研究较多,其在保护生物学、生物入侵、物种迁移等领域有重要的进化和生态意义。

Chanlbers[28]研究表明,在种群保护和生态恢复中微地形具有重要意义,因为与宽阔平坦的地形相比,微地形对种子收藏、保护和萌发更有利。Olano[29]研究发现,温带次生林土壤种子库呈斑块空间格局模式分布,这可能与次生林前期干扰和砍伐后的植被格局有关。Wilson等[30]对伯克苏木(Burkea africana)种子的分布情况进行研究发现,非洲萨旺纳稀树草地土壤种子库中69%的种子是新输入的,土壤种子库中94%的种子散布在凋落物中,且树下土壤种子库的种子密度最大,约为75万粒/hm2。于顺利等[9]指出不同样点种子的分布密度具有高度的克陶特克模式(Kurtotic Pattern)分布,即一些样点仅有很少种子或没有种子,而另外一些样点具有较大数目的种子。沙漠中的灌木丛下能积聚许多凋落物和植物种子,而灌木之间开阔地上的单位土壤面积的种子数目要比灌木丛下低;而在地中海沿岸沙丘生态系统中,灌丛土壤种子库密度显著小于开阔地。这主要与土壤种子库“安全岛”的存在和环境异质性有关。环境异质性会使种苗的密度过大,从而导致种子被捕食率提高以及竞争加剧,导致种子输出率上升。相反,“安全岛”则有利于种子的保存和萌发[31]。

此外,种子在土壤中的空间分布存在一定的规律性,例如海拔2 000 m以上的土壤种子库储量随着土层加深而减少,呈现枯落物层>腐殖质层>心土层;海拔2 000 m以下地区,则为腐殖质层>枯落物层>心土层[32]。在垂直空间分布上,种子数量自上而下先升后降,24 cm土层种子数量最多,占总量的32.2%。也有研究表明,0~2 cm土层丰度最高,5 cm处的密度比0~2 cm土层减少了31%~61%[33]。另有研究表明,沙漠中80%~90%的土壤种子分布在土壤上层2 cm处,而这2 cm处的种子大多数又分布在土壤上层或凋落物层的几毫米处。土层越深,单位面积的种子数目越少。大多数一年生沙漠植物的种子,当其分布在土壤深处1 cm以下时,就无法萌发或再现;沙漠灌木种子若分布在土壤4 cm以下也无法萌发,在7 cm以下的几乎没有种子。因此,分布在土壤7 cm深处的少量种子可被认为已从沙漠土壤种子库中输出,因为其无法萌发、被捕食和再分布或不能再参与与土壤种子库有关的动态过程[4,34]。

2.3 土壤种子库时间分布

土壤种子的动态变化主要受2个过程的影响,即种子的输出和输入。种子的输出包括二次扩散、种子萌发、生理死亡、被取食、病原体入侵、深埋等[4,7];种子的输入来源主要是外来种子的散布和种子雨。随着时间的变化,土壤种子库的大小和组成呈现规律性变化,尤其是其物种的数量和组成具有季节动态[35]。因为一些物种的种子除有一部分萌发外,另有一部分仍存留在土壤中,处于休眠状态,另一部分较多物种的种子散布后,在土壤中存留较短的时间能就萌发。如研究地中海草地时发现:5、6月(植物种子成熟并散布后)土壤中的种子库最大,然后在新种子散布之前(下一年的3—4月)下降到最低点[3]。在秋季和冬季,萌发和腐烂是种子减少的主要原因,也有部分种子被动物吃掉。华北等北温带地区,土壤种子库的最小值当6、7月,最大值在晚秋的9、10月[36]。土壤种子库的变化还与所处的生态环境、外界干扰、传播方式、植物本身的生物学特性、所处的生境异质性等很多因素有关[37]。

土壤种子库不仅具有季节动态,而且具有年际变化。主要是由于降雨量等气候因子的变化、植被的演替以及植物结实的周期性变化等原因。存在于土壤种子库中而不存在植被中的物种很可能有2种情况,一是种子靠风散布,二是由演替早期的植被遗存下来的物种[9]。

2.4 土壤种子库与植被的关系

通过大量研究发现,土壤种子库和地上植被的关系大致有2种情况,即不相似性和相似性。这主要是由于不同群落类型的差异造成的,环境因子如干燥度和演替阶段等也影响这二者的关系[38,39]。通过对多年生禾草占优势的草地研究发现,土壤种子库和地上植被之间具有较低的相似性。这种不相似性是由于优势草本物种对土壤种子库形成的较小贡献所致[40]。这些植物物种一般具有较低的种子产量或植物种子在土壤中具有短寿命[9]。近几年的研究陆续发现,土壤种子库与植被具有密切的相似性。在对科尔沁沙地土壤种子库研究中发现:恢复演替系列各阶段种子库间的相似性系数都较大,相似性系数在0.368~1.000,主要是因为不同群落的种子库中具有较多相同的草本植物种,演替各阶段的土壤种子库之间的相似性系数大小可以反映其所代表群落之间的演替关系,充分说明了土壤种子在植被演替中的重要作用[41,42]。

对封育沙质草甸土壤种子库密度与地上植被密度的相关性研究中发现,封育沙质草甸所有植物种的土壤种子库密度与地面植物种密度呈显著不完全相关性。封育沙质草甸多年生草本植物之间不存在相关性,可能是因为这些植物种的萌孽性强,通常可以借助于无性系分株来产生后代,从而脱离母株独立生长,起到扩散种群的作用[43]。但对科尔沁沙质草地放牧和围封条件下的土壤种子库与植被相关性研究中发现,放牧和围封草地土壤种子库密度与地上植被密度存在显著的相关性[42]。

3 展望

国内相关研究正在蓬勃开展土壤种子库研究工作,土壤种子研究将在以下几个方面开展深入探讨。

3.1 继续土壤种子库基础资料的研究

虽然关于土壤种子库的研究报道硕果累累,但在一些典型的区域仍属空白,如湿地、浅水湿地、逆境环境以及水体等区域。因此,展开这些区域的土壤种子库研究,有助于整体把握土壤种子库特性。

3.2 演替群落土壤种子库研究

土壤种子库在植物群落演替中具有重要作用。一方面,土壤种子库是植物群落演替的驱动因子;另一方面,土壤种子库又是植物群落的产物。因此,二者是辨证统一的关系,研究群落演替不同阶段条件下的土壤种子库,对于把握群落演替方向与传统群落结构类型具有重要意义。

3.3 新方法新手段的应用

土壤种子库大多采用幼苗出现法进行研究,这种方法操作起来具有一定困难,如何简便地开展土壤种子库研究这一问题,也是土壤种子库研究者今后考虑的重要方向。

3.4 土壤种子库与环境之间的关系

土壤种子库不是孤立与环境而存在的,它也是环境的一部分。因此,它的存在、发展、变化等都与环境有一定的关联,土壤种子库研究将从这方面深入开展。

种子与土壤 篇2

当天回家后，史蒂芬把自己的文凭全都塞进了抽屉里，而后来到这家公司，表现自己乐意不计报酬，为该公司供给劳动。

史蒂芬的做法让他的同学们大为不解，这样一个人才，居然在扫地的岗位上工作。但史蒂芬却在日常的工作中越来越意识到，这份在别人眼中不屑一顾的工作，会让他领有某种前提。因为史蒂芬在日复一日到处走动扫除卫生进程中，仔细察看了全部公司各部分的出产情形，并逐一作了具体的记载，半年多当前，他发现了公司在生产中有一个技巧性破绽,励志故事。（）为此，他花了近一年的时光搞设计，通过在工作中积聚的大批统计数据，终极想出了一个足以转变现状的方式。

史蒂芬试图将自己的主意告知总经理，然而他基本不机会面到总经理。半年后，公司的很多订单都因为产品德量问题而被纷纭退回，假如拿不出高品质的产品，公司将要承受宏大的丧失！

干瘪的种子和生病的土壤 篇3

再好的种子也无法与生病的土壤来一场美好联姻，再肥沃的土地也伺候不了干瘪的种子。最好的搭配是“好种配沃土”。

不是种子公司的对手

“今年，我们种了1200亩小麦，亩产量连200斤也不到。亏了这一季，两年都翻不了身。种子公司算把我坑苦了。出事后，种子公司的电话要么不接，要么关机。”近日，河南农民袁同良说起买种子的遭遇，难过得直掉眼泪。

袁同良是当地出名的种粮大户，还是河南银都农业科技有限公司经理。去年7月，他们公司到郏县王集乡董村流转了2500亩土地，准备发展高效农业。同年9月，他同河南省许科种业有限公司签订了1200亩小麦种子的繁育合同。“本想今年风调雨顺，小麦会有个好收成。想不到，长到二三十厘米时便不再长了，与村民种植的别的品种的小麦有明显差别。”

在农村，有句俗话叫“饿死爹娘，不吃种子粮”。对农民来说，种子的重要性不言而喻。

“没有种子就没有来年的收成，所以忍饥挨饿也不能吃种子。我小时候嘴馋，将父亲藏起来的花生种偷吃了一把，挨了一顿揍。在农民眼里，那些种子是不能动的，偷吃种子的罪过比摔坏锅碗瓢盆要大得多。农家孩子只要犯了这些错，就得挨打。”在接受《中国周刊》采访时，中国科学院植物研究所博士生导师蒋高明说。

几千年来，农民种地留种是天经地义的事情。农民就是天生的育种专家，他们往往把那些个头大、整齐、没有杂质的种子提前晒干，找安全的地方储存下来，其余的才作为食物。农民种地留种成了习惯，成了常识。长此以往，栽培品种不断优化。

“现代育种专家做科学试验，培育优良品种，其前期材料大都是农民祖祖辈辈留下来的。后来，比如北方的玉米、南方的水稻等一些杂交作物出现了，这样的品种多了，农民就逐渐开始对种子公司有了依赖性。”蒋高明说。

一些传统的种子，既非杂交的也非转基因的，但农民依然要去种子公司买种子，造成这一局面的原因是什么呢？

“那就是国内外种子公司的公关力量起了作用。他们向农民宣传商业种子的好处，国家还向种子公司提供补助，使其价格低廉，他们把种子站布局到村头。这样，农民得到了那么多承诺，又嫌留种麻烦，就从种子公司买种子，传统的留种做法慢慢没人会了。”蒋高明说，“即使农民买了假种子上了当，也只好打碎牙齿往肚子里咽。农民是无法与强大的种子公司抗衡的。”

“救星”还是“灾星”

“关键时刻，一粒小小的种子，可以绊倒一个大国。”在去年12月召开的第十二届中国国家安全论坛上，袁隆平院士助理、中国种业技术交易平台秘书长黄崎临上台演讲前，袁隆平走到他身边，特意叮咛了他一句。

一粒小小的种子，有这么大的威力吗？

“中国如果不注意种业的安全、不注意粮食安全，就有可能会栽跟头。”黄崎以巴西为例说道，“巴西自从引入转基因大豆以后，都是美国公司提供的种子，现在已经到了4.35亿亩。巴西人种豆、中国人买豆、美国人决定大豆定价权。巴西原来农业资源特别丰富，自给自足，物种均衡，到现在除了豆，啥也没有了，他们要跟美国用豆换粮食。美国人赚钱了，大量的巴西农民却流离失所。”

当下，在国产种子越来越不让人放心、农民又逐渐丧失了传统育种习惯的背景下，一些跨国种子企业乘虚而入，来到了中国。

5月底，在北京召开的世界种子大会上显示，在一些农作物品种中，洋种子“播种面积甚至已超过国产种子”。业界担心，一旦外资控制玉米、水稻等主粮作物，会不会对我国粮食安全造成威胁？

据统计，我国每年需要种子125亿公斤，而现在仅仅能满足45亿公斤。从上世纪90年代开始，外资以投资、贸易及合作研究等方式进入我国种业。目前有25家外资种子企业，经营的作物主要包括玉米、棉花、蔬菜等。

不可否认，洋种子在丰富我国品种资源、转变传统种植模式、引进先进营销理念和激发国内种业竞争意识等方面都起到了积极作用，但也给国内种子生存空间和我国粮食安全带来了压力和挑战。

洋种子是我们的“救星”，还是“灾星”？

“我们的种子企业非常弱。2010年全国有8700家种子企业，而美国只有1100家。农业部通过整顿合并，现在已经减少到6600家，但还是不少。全国前十位种子企业的营业额加到一起，到2012年才超过100亿元人民币。而美国孟山都公司一家就是103亿美金，是我们的6.28倍。所以，我们需要加大支持我们的企业，培植他们的抗风险能力。”黄崎介绍道。

尽管从一系列官方表态来看，洋种子似乎在中国成不了气候（比如，农业部种子局局长张延秋对此表示，“洋种子”在国内市场更多的是一种补充和借鉴），但残酷的现实还是引起了越来越多的社会人士的反思。

去年“两会”期间，全国政协委员姚立迎提交了《关于应对跨国种业公司在华扩张，促进种业安全发展》的提案，呼吁坚决禁止转基因主粮的商业化审批，建议修改完善《种子法》。

“中国种子的出路不是什么做大做强，而是还留种权于农民，将优良的种子储藏在亿万农民的家里，国家仅发展那些不能留种的杂交种业，绝对不允许外资进入。对洋种子有依赖性绝对不是好事。不客气地说，应该把洋种子赶出去，他们能研发出来，我们为什么不能？”蒋高明说道。

正如农业部副部长余欣荣所言：“自强者人畏我，我不畏人。”解决种业安全问题，治本之策还是做大做强本土种子企业，加快提升我们的育种创新能力。endprint

哪里的故土没生病

“我们常把大地比作母亲，不知母亲有没有后悔孕育我们。大地孕育的人类中，有些不肖子孙，将她美丽洁净的身体破坏得伤痕累累。”面对日益严重的土壤污染问题，有网友发微博叹息。

如果说种子是农业之母，那么土地便是种子之母。然而，我们看到现如今更多的是一身病体的土地。

近几年，40多岁的张艳峰感觉自家水稻田患上了“化肥依赖症”。 老张是吉林省前郭县平凤乡黑岗子村农民。“10年前一亩水稻用60多斤肥就够了，如今已经翻番到120多斤了，不施肥就得减产一半。”老张很担心，“现在能靠化肥增产，这地要是越来越没劲儿，以后可能化肥也无能为力了。”

中国农业大学资源与环境学院院长张福锁教授多年的调查数据显示，中国耕地不足世界的10%，却使用了全世界1/3以上的化肥。从1980年至2008年，粮食产量扩大了1.5倍，耕地面积不断减少，但化肥消费量却增加了3倍以上。

有专家分析，除了拼命使用化肥、农药等因素，农民不重视土地的轮茬规律，土地过于劳累，得不到休养生息等，也使得土壤质量越来越差。

“轮茬是有效缓解土壤盐渍化和土传病害的举措，但由于每个地区适宜种植品种有限，轮茬后可能无法和市场对接，影响农民收益。所以，农民种植习惯不易改变，种植技术单一，真正轮作的区域并不多。”山东省农技站研究员高中强介绍说。

土地“病了”，固然与农民责任感不足有关。但给土地带来更大伤害的，无疑是工业时代水污染、化工污染等层出不穷的问题。

以闻名于学术界的重金属污染村——广东省韶关市上坝村为例。曾几何时，这儿自然条件优越，物产富饶。但后来，受附近大宝山矿场重金属污染，农田土质变差，作物重金属含量超标。村中患皮肤病、肝病、癌症的村民也越来越多。村子由“鱼米之乡”变成了“癌症村”。据统计，从1986年至2000年，上坝村死亡的250人中，因癌症死亡的有210人，最小的癌症死者年仅7岁。

“土壤污染，不仅让粮食绝产，也要了村民的命啊。”有村民叹息道。

4月17日，以往被作为保密文件的《全国土壤污染状况调查公报》，终于在千呼万唤中被公布出来。这份由环保部和国土部历时8年多得出的公报显示，全国耕地土壤点位污染物超标率达19.4%。此次调查覆盖面积为630万平方公里，也就是说我国至少有100多万平方公里的土地遭受到不同程度的污染。

另据调查显示，中国仅受重金属污染的农业耕地就有2000万公顷，占全国总耕地面积的1/6。当前每年受重金属污染的粮食高达1200万吨，相当于4000万人一年的口粮。

面对这些关乎国计民生的数字，我们难免感叹：养活我们13亿人口的18亿亩耕地红线如何坚守？如今，哪里的故土没生病？当这样的种子播入这样的土地时，我们又何谈粮食安全？

谁来医治“病土壤”

面对这些“生了病的土壤”，我们又该如何治理？

要解决土壤污染问题，自然缺不了资金支持。数据显示，资金短缺已成为医治“病土壤”的头号难题。

“即使采取土壤修复成本最低的植物修复法，这2000万公顷受重金属污染的农业耕地，每公顷的修复成本也将达到30万元，耕地修复所需资金总额也将高达60000亿元。而‘十二五期间用于全国污染土壤修复的中央财政资金只有300亿元。”一位业内人士向《中国周刊》记者透露。

要减少土地污染，就难免要关停一些污染企业。“但是治污是一项庞大又复杂的工程。涉及到污染企业的停产搬迁、工厂设备的拆解处理、百姓居住等费用，这些费用可能要远远超过治污费用。比如位于湘江之滨的竹埠港工业区，化工企业十分集中，湖南省已计划今年年底前将该工业区所有化工厂关停。但问题出来了，关停搬迁工厂需花费41亿元，而治污只需四至五亿元，这个资金缺口太大了。”这位业内人士举例说。

农享网CEO徐亚锋向《中国周刊》分析道，目前中国土壤污染最严重的就是过度的使用化肥和农药，以及以重金属污染为代表的工业污染。对此，他提出三点建议：我国在这方面的补贴太少，农民为了节约成本提高产量，往往不去选择污染更少，甚至是零污染的有机化肥等。因此，政府应向农民普及过量使用化肥农药的危害，提倡农民科学合理地使用化肥农药，对使用生态农药和有机化肥的农民，应提供政策支持及资金补助，以调动农民的积极性。其次，国家在农业方面每年有上万亿补贴，但是从中央到地方，农业补贴产生的腐败无处不在，有的个人或机构完全是冲着国家补贴而涉足农业，甚至出现农业补贴截留现象。因此，国家需要加大监管力度，确保农补足数用到真正的需求上。最后，针对一些工业污染，国家需要完善相关法律法规，加大力度，严惩那些肆意排污的企业。

湿地土壤种子库研究的进展与挑战 篇4

关键词：土壤种子库,数量特征,时空格局,湿地植被

植物群落的种子库,既是对它过去状况进化记忆,也是反映群落现在和将来特点的一个重要因素[1]。通过研究其记忆能力可以反映植被发展历史,特别是对追溯植被演化过程具有重要指示作用。结合土地利用特征,研究特定生境下土壤种子库的萌发与其建立植物群落的作用等内容,对退化生态系统的植被恢复与重建具有重要的理论意义和实践价值。

土壤种子库一直是生态学、植物学中的热点问题,研究土壤种子库是认识陆地生态系统、水生生态系统地下生态学格局和过程的重要内容,对生态系统健康和保护生物学具有重要的意义。通过研究土壤种子库不但可以评价退化系统的质量或预测植被的发展动态[2],还可为植被恢复的物种选择提供理论基础[3,4,5]。

早在《物种起源》一书中就出现了对湖底淤泥中种子的详细描述[6,7]。所有关于土壤种子库的文献,都是关于“有效种子库”的研究[8,9,10,11,12,13,14]。湿地生态系统是目前最受威胁的生境类型之一[15],恢复和重建受损湿地生态系统的重要性日益被重视,并成为研究的热点[16]。

1 湿地土壤种子库的形成

已有研究认为,种子库主要分为两部分:一是存在于土壤表面的有活力的种子;二是被土壤埋藏的活种子[17]。种子进入种子库后一部分被保留在土壤表面或枯枝落叶中,但大部分会因为各种生物或非生物因素进入土壤并被埋藏其中。动物和人类活动等生物因素会导致一些种子被完好地埋藏在土壤表层以下[18,19],其中蚂蚁的种类和食性会影响被埋藏种子的种类[20],而人类耕作方式和耕作深度的不同也会导致种子库密度和组分的变化[19,21]。

2 土壤种子库的研究方法

2.1 种子库取样

土壤种子库的野外取样方法主要有随机法、样线法、小支撑多样点法。其中,样线法在国内外研究中较常用[22,23]。取样量的大小包括样方数量、样方面积、土层深度[23],目前采集样方数量的方法较固定,包括大数量的小样方法、小数量的大样方法和大单位内子样方再分小样方法,其中大数量的小样方法具有较高的可靠性[24];样方面积大小包括1 m﹡1 m、50 cm﹡50 cm和10 cm﹡10 cm 等不同设定方法[22];取样深度一般分为0 ～5 cm、5～10 cm、10 ～15 cm 和15 ～20 cm,目前大部分研究多采用10 cm 土层深度,且再分2 ～ 3 层(0 ～5 cm、5 ～10 cm 或0～2 cm、2～ 5 cm和5 ～10 cm),沙地研究中土样深度可取至30 cm [22,24]。

研究土壤种子库,取样时间直接影响研究结果[25]。种子库的取样时间主要分为两个高峰:一个是在春季植物种子萌发之前;另一个取样时间在秋季植物种子成熟之后[26]。

2.2 土壤种子库的鉴定方法

国内外比较成熟的种子库鉴定方法主要有种子萌发法和物理方法。研究结果表明:物理方法面临的最大困难是对种子的鉴定,最常见的鉴定方法还是种子萌发法,即在合适的萌发条件下让种子萌发,对幼苗进行植物物种鉴定,大约90%的研究工作采用的都是萌发法。但是种子萌发法也有不足之处,即使在合适的萌发条件下,也有一些种子处于休眠状态暂时不能萌发,另外萌发法耗时太长[26]。萌发法和物理方法都有缺点,但现有的研究更侧重于种子库直接分离和萌发法相结合。

3 湿地土壤种子库的主要研究内容

湿地土壤种子库的研究,主要包括土壤种子库的研究方法、土壤种子库的特征、群落结构、空间分布格局,年龄、寿命和遗传特征,湿地土壤种子库与地面植被的关系,土壤种子库时间动态、季节动态研究,影响湿地土壤种子库特征的因子、湿地恢复重建与湿地景观营造在湿地恢复中的应用等。

3.1 土壤种子库的规模

土壤种子库的规模是单位面积土壤中有活力的种子的数量,即种子密度。多数采用10 cm表层土壤中单位面积上所包含的有活力的种子数量表示。根据研究结果归纳出陆地上典型植被类型土壤种子库的规模,森林土壤中的种子含量一般在102～103粒/m2,草地土壤中为103～106粒/m2,耕作农田土壤中为103～105粒/m2,干燥冻原地区土壤种子库(0～3 142粒/m2)较少,物种数只有0～5种;湿地冻原的土壤中可萌发的种子数量(1～3 367粒/m2)较多,物种数为l～13种;水域冻原最少(0～2 802粒/m2),物种数只有0～5种。草地植被土壤种子库规模一般高于森林植被土壤种子库,但所含物种数不一定高[24,27]。

3.2 土壤种子库的分类

因为土壤种子库具有复杂的多样性,需要对其进行分类。在湿地种子库分类领域,国内外关于土壤种子库的分类系统尚未见报道。开展湿地种子库分类研究可为今后研究湿地提供可选择的系统,从而促进湿地生态学的全面发展。因此,可结合不同湿地类型的特征,借鉴陆生系统种子库的分类方法,根据种子在湿地种子库中存活时间、种子休眠和萌发特征及种子散布的时空格局等为依据对湿地种子库进行分类。同时,湿地土壤种子库所处的生态环境不同于森林、草地等陆地生态系统,特殊的生境决定了湿地土壤种子库必然与其水文等环境因子相适应,通过深入研究环境因子对湿地种子库的影响过程,进行湿地土壤种子库分类可能效果更佳。

3.3 土壤种子库的空间分布格局

土壤种子库的空间分布格局包括水平和垂直分布格局。国内外对陆地生态系统土壤种子库的水平分布研究较多,特别是对种子雨的散播机制。对湿地种子库的研究表明,种子集中分布于表层4cm的土壤中,且单位面积种子的密度随着土壤深度的递增而减少[28,29]。而在湿地深层土壤的种子分布量极少,并且不容易萌发和再分布,不再参与湿地种子库的动态等直接相关的过程[30]。与湿地土壤种子库的垂直分布相比,对水平分布的研究不多。水分、光照和地形等微环境因素可通过干扰种子扩散机制对土壤种子库水平分布产生影响,从而不同样点种子的分布密度不均匀,某些植被丛下能聚集种子[31],其单位面积的种子数比开阔地高;小尺度空间格局中地表植被优势种的种子呈聚集分布[32] 。

3.4 土壤种子库动态研究

土壤种子库首先是不同时间内植被种子输入的积累,植被演替不同阶段土壤种子库表现出一些差异。土壤种子库的动态或时间分布格局取决于地上植被成熟种子的输入量、输出量和储存量[33]。

湿地土壤种子库的组成和规模随时间而变化,其物种组成和数量具有明显的季节性动态变化[34,35]。一些植物的种子散布后,在土壤中存留较短时间就开始萌发,而另外一些植物的种子进入土壤后全部休眠或只有部分萌发。如在湖泊湿地研究中发现,种子库季节变化明显,而且在地表植被种子成熟,新的种子补充到种子库后其密度最大[35]。关于湿地种子库的时间动态研究,目前只停留在对湿地种子库季节性变化的研究。而湿地种子库的年际变化也是湿地种子库时间动态研究的重要组成部分,通过研究湿地种子库与植被的年际变化可以在更长的时间尺度上探讨种子库与植物群落的更新和演替的关系,其结果应更具有说服力。因此,加强对湿地种子库年际变化的研究,为进一步系统认识湿地种子库的目的,为改善湿地管理、保护及植被恢复提供新的思路。

3.5 土壤种子库与地面植被的关系

湿地种子库与地表植被的关系随湿地类型和植被类型而异,同时环境因子(如水文)等也影响二者的关系。对沼泽湿地的研究发现,种子库与地表植被的物种组成差异很大[36,37]。在水位波动较大的洪湖退耕湿地种子库与植被关系的研究中发现,种子库与地表植被的相似性系数很小,表明二者之间的相似性较低[35]。有的湿地研究结果发现,种子库与地表植被之间基本没有相同物种[25,38,39]。由于在湿地中一些植物种类主要是通过无性繁殖来繁殖新的个体[25,40,41,42,43,44],使种子库与地表植被相关性降低。研究发现以一年生植物为主的湿地种子库与植被相似性高[31,45]。种子库与地表植被的组成会因不同时期水文条件的变化而具有不确定性[46,47,48,49]。这与生态系统经常受到不可预测的干扰有关,关于二者的关系尚不能形成统一的结论,其原因多种多样,既有研究方法带来的技术性差异,也有物种本身的生物学特征所导致的差异,或者是环境因子(如地理、气候等)和人为干扰的影响,等等。湿地种子库与地表植被的关系除因湿地地表植被类型的变化外,还存在其他因素,如物种丰富度、环境因子(水文、季风)、湿地种子库的空间分布格局、时间异质性等[46],这些因素相互影响和协同作用。因此,长时间的监测和研究可从更深层次上阐明二者的关系。

3.6 土壤种子库特征变化的影响因素

除湿地地表植被类型的变化外,还存在着耕作、放牧和火烧等外界扰动[27],适度的火烧可打破种子休眠、促进萌发[24,50],掌握火烧频率、强度和深度对土壤种子库种子的影响机制,将有助于通过人为干扰控制种子活性,并将其应用于植被恢复。

3.7 土壤种子库的年龄、寿命和遗传特征

种子库被认为是植物种群遗传多样性的潜在提供者。休眠种子构成了地面植被的一个进化记忆。种子寿命和休眠越长,生态学上积累的变异越多,遗传变异潜力就越大[51]。因此,种子库里长命种子具有重要的遗传学意义。关于种子库对地上部分种群遗传结构影响的假说较多,例如,种子库通过保留选择中产生的大量的遗传变异的作用,最终加快种群进化的速率[52]。目前涉及种子库遗传结构的论文不多,研究发现种子库与地上种群的遗传结构具有显著的差异;种子库种群的遗传多样性水平显著高于地上部分种群[53,54,55]。

3.8 与土壤种子库形成的相关假说

关于土壤种子库的形成原因,各国学者提出了一系列假说:(1)双面下注假说[56]。(2)种子质量(或大小)与种子休眠假说[41,57]。(3)不同散布方式的植物与其种子休眠假说。(4)植物本身个体寿命与其种子休眠假说[57]。这些假说尝试从不同角度对土壤种子库的形成和发展做出解释。

4 湿地土壤种子库在受损湿地恢复中的应用

作为植被恢复重建的材料和资源,湿地种子库具有恢复该地域自然植被的潜力,为植物群落的恢复或重建提供了可能。已有的研究已证实在原有植被遭到破坏的情况下,潜在的种子库可以恢复受损湿地植被,并可使一些在地表植被中已消失的种类得到恢复[58]。在湿地保护和恢复实践中充分利用原有湿地保留的种子库,通过种子库移植等方法恢复湿地植被,更有利于湿地的物种多样性和遗传多样性的恢复,且具有效率高、费用低等特点。鉴于湿地退化加剧的现状和湿地保护的需要,开展这方面的研究不但对湿地保护管理具有重要的现实意义,也将成为今后湿地生态研究的重点之一。

5 对湿地土壤种子库研究的展望与挑战

土壤种子库是植物群落再生、退化后恢复的重要物质基础,也是植物占领新栖息地的物质基础。与国外关于土壤种子库的研究成果相比,国内还存在巨大的差距,研究土壤种子库对于解释植物群落的更新、演替、恢复和退化起到了积极作用,对土壤种子库动态进行较系统的研究,可以为研究湿地植被的更新与演替、生物多样性保护、生态系统保护与管理方面提供基础。

种子与土壤 篇5

桂西南峰丛洼地退化植被土壤种子库的初步研究

采用野外取样和盆栽试验观察相结合的方法,对桂西南不同演替阶段退化植被的土壤种子库进行初步研究.通过统计分析,其结果:(1)厚度为20 cm的表层土壤的种子库密度,其值变动于0～1 125粒・m-2;(2)在物种丰富度和数量上占优势的种类均是草本植物,其中又以禾亚科、菊科的植物为主,灌木种类和数量较少,无乔木种类出现;(3)种子多集中在上层或接近上层,并且自上而下递减明显;(4)11月份采样的.各演替阶段的种子库的物种丰富度和密度普遍比5月份相应演替阶段的高;(5)任两演替阶段的土壤种子库相似性较低,但出现在相邻的两个演替阶段相似性系数比相邻较远的两个演替阶段的相似性系数要高;(6)地上植被与土壤种子库的相关性不管在早期阶段还是中后期阶段都不紧密,而且从草丛阶段向乔灌林阶段演替,两者之间的相关性有降低的趋势.结果表明:对桂西南峰丛洼地退化植被,有必要开展人工诱导促进封山育林区植被恢复,从而构筑具有较高生态效益的生态防护林体系.

作 者：欧祖兰 吕仕洪 陆树华 王晓英 向悟生 覃家科 OU Zu-lan LV Shi-hong LU Shu-hua WANG Xiao-ying XIANG Wu-sheng QING Jia-ke  作者单位：广西壮族自治区,中国科学院,广西植物研究所,广西,桂林,541006 刊 名：广西植物  ISTIC PKU英文刊名：GUIHAIA 年，卷(期)：2006 26(6) 分类号：Q948.1 关键词：峰丛洼地   土壤种子库   演替阶段   季节动态   储量   组成  

尊重的土壤才能培育出饱满的种子 篇6

中国孩子前一颗种子的生长土壤比较肥沃, 而第二颗种子的生长土壤比较贫瘠, 父母有责任在发扬第一颗种子环境优势的同时, 改善孩子第二颗种子的生长环境。

尊重不等于溺爱, 更不等于放任自流, 尊重孩子与培养孩子的自控力相辅相成。要想培养孩子自觉的内控能力, 必须从尊重孩子开始做起。

陈会昌教授是著名的发展心理学家, 北京师范大学心理学院博士生导师。他主持的一项长达19年的研究, 从2岁起开始跟踪研究208个普通孩子的社会行为与家庭教养方式, 研究结果证实——每个孩子身上都有自控力和主动性“两颗种子”, 孩子成长最理想的状态, 就是两颗种子都饱满地、和谐平衡地得到发展。

家长的使命是改善第二颗种子的生长环境

“每个学生心中都有两颗种子, 第一颗种子的核心品质是自我控制力, 是控制自己、按照外界环境提出的要求, 学习社会期望的知识、技能, 完成成人要求的任务的能力;第二颗种子的核心成分是主动性和创造性, 是出于个人内在兴趣、动机和愿望, 自发地做自己喜欢做的事情的能力。”

关于“两颗种子”, 陈会昌先用学者特有的严谨准确地定义, 接着又生动地描述说:“在小学和中学阶段, 有一些孩子善于亲近老师, 对老师同学有礼貌, 在同学中有亲和力, 通常被选为班干部;善于解决同学间的矛盾冲突, 受到老师和同学的欢迎, 拥有较高威信;上课时能注意听讲, 活跃地提问题, 敢于发表意见, 喜欢参加讨论;课后认真完成作业, 并能自觉地预习第二天要讲的课程;学习成绩优秀。自我管理和自学能力强, 喜欢自己查找学习资料, 购买感兴趣的书。能较早地形成职业兴趣和职业理想, 有些孩子还能掌握令人望尘莫及的专长……这就是主动性比较强的孩子。”

“两颗种子”的成长情况不同会导致什么样的结果呢?

陈会昌娓娓道来两个事实。第一个事实是:国内外心理学者近年来的研究发现, 中国人和犹太人的智商是世界各民族中最高的, 中国中小学生的学习成绩是世界上最好的。国外心理测量专家的研究证明, 东亚人和犹太人的智商无显著差异, 东亚人和犹太人的智商略高于昂格鲁·撒克逊白种人, 更高于美洲的西班牙后裔和非洲人后裔。1980年代以后, 中国中学生参加国际奥林匹克数理化竞赛成绩卓著, 中国小学生的数学成绩明显高于美国小学生。

第二个事实是:自1901到现在, 获诺贝尔科学奖的科学家, 犹太人获奖人数是华人获奖人数的40多倍。在欧美各国的著名大学中, 犹太裔的著名教授大大多于华裔教授。美国航天科学家中, 犹太裔约占60%, 华人寥寥无几。

“这两个事实形成一个悖论:华人的智力并不一定比其他民族低, 但是获得高水平成就的人很少。”陈会昌指出:“获得诺贝尔奖的人数多少, 标志着一个国家的科学研究水平的高低, 它是由很多因素决定的, 其中一个重要因素, 就是教育与文化。对中国孩子来说, 前一颗种子的生长土壤比较肥沃, 而第二颗种子的生长土壤比较贫瘠, 相反, 西方国家的孩子, 第一颗种子的生长环境可能不如我们, 但是第二颗种子的生长土壤比较肥沃。我们作为教育者, 必须对这些事实进行反思。对父母而言, 有责任在发扬第一颗种子环境优势的同时, 改善孩子第二颗种子的生长环境。”

忽视培养自控力是从一个极端走到另一个极端

陈会昌的研究包括对诺贝尔奖获得者和其他高成就者的传记分析, 他们发现, 取得高水平成就需要的心理条件包括——对自己感兴趣事物的巨大的内在兴趣和高度热情;不可阻止的、自发的学习行为;强烈的成长动机 (超越、巅峰动机) ;反潮流精神;独立性、创造性、求新求异性;孜孜不倦的工作态度和克服困难的坚韧精神。其中5条与主动性有关, 只有一条与自控力有关。“而我国传统文化对与主动性有关的前5条都是不支持、不提倡的, 只有与自控力有关的第六条符合我们一贯提倡的‘头悬梁, 锥刺骨’, ‘十年寒窗苦’, ‘滴水穿石’等理念。”

说到创造性, 陈会昌引用美国心理学家斯腾伯格的话, “创造性包含善于发现问题、独创性思维方式、对模糊性的容忍度、强烈的成就动机、失败后重新尝试的意志力、时间和精力”。他特别指出:“其中第三条的‘模糊性’, 指的是解决问题时答案的非唯一性, 这恰恰是我们的学校教育中最缺少的, 也是家庭教育需要特别注意的。”

“但是现在很多父母又走到了另一个极端, 认为自由和民主极为重要, 强调要给孩子充分的爱, 认为对孩子自控力的训练会压抑孩子的天性, 这种看法有失偏颇。”陈会昌话锋一转, 提到虽然中国传统家规、家训、家风在培养人的主动性和创造性方面偏弱, 对自控性要求过严, 中国现行的高考制度又在教育环境上限制了学生的创新性, 但孩子成长最理想的状态是两颗种子都得到发展, 并且达到一种和谐平衡的发展, “过于强调主动性而忽视自控力的培养, 是从一个极端走向另一个极端”。

陈会昌说:“几十年来, 国内外心理学家的大量研究证明, 儿童时期形成的良好自控力, 对其学习成绩、学校适应以及成年后的事业成功均有重要影响, 其影响力甚至超过智力。”

那么, 如何处理既重视对孩子自控力、意志力的培养, 又不压抑孩子天性这个难题呢?对此, 陈会昌建议, 在家庭教育中, 把握好爱和严、自由和纪律之间的平衡, 不要片面主张给孩子“爱和自由”。如果在孩子婴幼儿期忽视自控力的培养和训练, 当孩子进入幼儿园和小学以后, 他们将很难适应要求自控力、纪律性和群体合作的集体生活, 这些孩子将会尝到学习与社会适应不良的苦果。心理学研究表明, 很多父母在孩子小时候过分溺爱孩子, 当孩子进入青少年期后, 因为学习成绩差、品德不良转而打骂孩子甚至“破罐破摔”, 走到了另一极端。

从外控转向内控是培养自控力的最有效途径

人的自我控制力是与生俱来的吗?

陈会昌肯定地说:“不是与生俱来的。人有趋乐避苦的本能, 人的行为受到来自外部的控制, 最初都会感到不舒适甚至痛苦。因此, 儿童对外部控制都会产生反感, 但是, 如果对儿童的行为不加控制, 在他们进入社会环境后, 因为违反规则而遭到惩罚, 会使他们遭受到更大的挫折和痛苦。心理学研究表明, 从外控转向内控, 是培养儿童自控力的最有效途径。”

什么叫做内控?

陈会昌解释说, 就是把来自外部的控制, 如园规、校规、社会规则和道德规范, 转化为儿童的内部需要。其心理学本质在于, 当一个孩子想违反规则时, 能够预见到违规行为可能带来的不愉快后果以及遵守规则行为可能带来的好结果, 从而有意识地、自觉地表现出遵守规则行为。

在家庭教育和学校教育中, 如果只凭外控, 而不引导内控, 对儿童的自控力教育注定是不成功的、无效的。因为在这种情况下, 儿童只是被迫去做父母、教师让他们做的事情, 他们身上的“第一颗种子”并没有得到良好的生长发育, 在没有外部压力的情况下, 趋乐避苦的本能还会表现出来。

自控力这么重要, 那么对孩子自控力的训练应该从什么时候开始呢?

陈会昌说:“在婴儿期, 就需要对孩子的某些危险行为或破坏行为加以限制, 让孩子听话和顺从, 这就是自控力的早期训练。1岁左右, 像按时吃饭、喝水、睡觉, 避免危险行为, 爱护玩具、书籍和财物, 遵守一些生活常规等, 就应该循序渐进地成为家庭教育中的重要内容了。”

陈会昌强调说, 培养孩子自控力的重要前提, 是父母对孩子要疼爱、敏感、同步、耐心。可以想象, 一个从不打骂、呵斥孩子的妈妈, 当她给孩子提出一个要求时, 孩子更容易听话和顺从;相反, 如果妈妈动辄呵斥、打骂孩子, 那么, 当她给孩子提出一个要求时, 孩子很可能会反抗、不顺从。

品学兼优的孩子大多在家庭和学校都受到尊重

“您提出的尊重平等教育对两颗种子的培养有什么意义?”

陈会昌告诉记者, 在完成国家社会科学 (教育类) 重点研究课题《尊重平等教育》过程中, 他们曾调查了几百名中小学生在家庭和学校是否受到尊重的情况。结果表明, 那些品学兼优的学生, 大多是在家庭和学校受到尊重的学生, 而那些心理不健康、学习与社会适应较差的, 往往是在家里和学校未受到尊重的学生。

“我们的研究证明, 在家里受到尊重的孩子, 走出家门才会尊重别人的心灵, 尊重和自己价值观不一致的人, 尊重冒犯过自己的人, 才会保护别人的自尊, 平等对待别人。一个人从小在家里受到平等、尊重的对待, 以后才会在学校和社会生活中争取各种平等机会, 遵守自己应该遵守的义务和责任, 在资源紧缺时恪守公平原则, 并且帮助那些需要帮助而自己有能力帮助的人。”

但陈会昌也很遗憾地指出, 由于几千年来传统观念的影响, 我国的家庭和学校教育中, 成人不能平等、尊重地对待下一代的现象至今仍然比较普遍地存在着。近年来, 人们开始强调“爱孩子”、“爱学生”, 但是“尊重孩子”、“尊重学生”仍然被多数人忽视。

“每个人都有自尊和被尊重的需要, 这种需要, 从婴儿受到批评时的委屈和反抗行为中就可以看出来。当孩子进入小学期以后, 自尊和被尊重的需要快速发展, 如果这种需要得不到满足, 会严重阻碍他们人格与社会性的发展。在缺乏自尊和被尊重的氛围中, 孩子通常会以违抗、敌意方式对待周围人和社会要求, 他的自控力尤其是自觉的自控 (内控) 自然不会得到良好发展。”

陈会昌举例说, 我们说尊重孩子, 就是要把孩子看作一个具有与众不同的天性和独特人格的“人”, 一个和其他任何人平等的“自由人”。在进入小学和中学后, 家长和教师要特别注意尊重孩子的兴趣爱好、情绪情感, 尊重他们的选择与判断、个人隐私以及他们的抱负和志向。无论父母对孩子, 还是教师对学生, 都应该做到不体罚、不辱骂、不大声训斥、不羞辱、嘲笑, 不当众批评。

陈会昌还记得北京市一位品学兼优的初三学生这样说道:“家长做什么决定都会先问一下我, 和我谈话完全是建立在平等的基础上, 不会把意见强加给我, 对我的隐私也不会问太多, 他们认为, 这是每一个人都应该享有的自由。”

最后, 陈会昌特别指出, 尊重不等于溺爱, 更不等于放任自流, 尊重孩子与培养孩子的自控力相辅相成, 尤其是, 要想培养孩子自觉的内控能力, 必须从尊重孩子开始做起。“对尊重与纪律性的关系, 我很赞成美国作家马克·吐温的一句话, ‘对意见的表达, 要像鱼儿在水里畅游般自由;而对纪律的要求, 却要像岩石般坚定。’”

培养自控力的八项原则

★不轻易对孩子做出整体性评价, 如“你真笨”或“你真聪明”;

★不要说“你看看你, 再看看人家!”这样横向比较的话;

★对孩子的失控行为要有惩罚、批评、说理、引导、冷落、暂停、取消权利等多方面措施, 放任自流是不正确的;

★培养好品质, 必然要在孩子做错事后激发他的悲伤、内疚、自责、羞愧等负面情感;

★要保持家庭成员间教育的一致;

★教育艺术的秘诀体现在教育者与被教育者的情感关系中;

★在具备基本的自控能力之后, 注意培养孩子的独立性;

★父母具有较好的情绪和行为控制力是正确实施教育的前提。

土壤盐分对种子发芽率的影响分析 篇7

盐土的形成主要是积盐过程, 青海境内盐土类型复杂, 其盐分来源积盐过程也不同, 这样给有些牧草及饲料作物的生产带来困难。目前许多耕地发生次生盐碱化而被弃耕, 许多人工草地也由于发生盐碱化不再进行牧草种植。为增加牧草产量, 有必要进行牧草和饲料作物耐盐力的测定, 选择抗盐牧草及饲料作物, 使其有盐碱化的土壤得已利用。

牧草各个发育阶段耐盐力是不一致的。要测定不同牧草的耐盐能力, 必须对牧草各发育阶段分别进行试验。据材料介绍萌发阶段比幼苗耐盐力低, 且对盐分较明感, 本试验着重于萌发阶段耐盐力的观察和鉴定, 对测定牧草及饲料作物的耐盐力是一个首要的环节。

2 材料与方法

2.1 材 料

选择牧草及饲料作物共九个品种:紫花苜蓿、红豆草、沙打旺、中华羊茅、朝鲜碱茅、无芒雀麦、箭舌豌豆、甜菜、莞根。

2.2 方 法

瓷盘播种, 在恒温室中进行发芽试验, 恒温24 ℃。每盘装大田土壤4.5 kg (经测定含盐量小于0.2%属正常土壤, 所以盐量忽略不计) , 按草甸盐土所含HCO-3、Cl-、SOundefined含量折算成NaHCO3、NaCl、Na2SO4。最后模拟草甸盐土的盐分比例1∶12∶7对土壤加盐处理, 按土重0.4%、0.6%、0.8%、1%、1.3%、5%比例处理, 以不加盐的大田土壤为对照, 两次重复, 每重复播九种作物种子各100粒, 每盘加水900 mL, 然后每日定量补充水分, 连续观察半个月, 记载发芽数, 分析比较饲料作物种子和牧草种子在发芽阶段对盐分的反应。

3 结果与分析

3.1 方差分析

在不同盐分含量中九种作物发芽情况如下表1。表数据为每一处理两次重复的观察值。 A1为紫花苜蓿、A2为中华羊茅、A3为红豆草、A4为箭舌豌豆、A5为甜菜、A6为莞根、A7为打旺、A8为朝鲜碱茅、A9为无芒雀麦。

对其进行组合内有重复观察值的两向分组资料的方差分析如表2示: (1) 自由度和平方和的分解自由度:

undefined

总变异平方和:

SST=ΣX2-C=130 220-88 620.5=42 099.5

A处理组合间平方和:

undefined

B处理组合间平方和:

undefined

A、B互作平方和:

undefinedA- SSB=2 890.28

试验误差:SSe= SST- SSA- SSB- SSAB=224

3.2 显著性检验

将上述结果表中以固定模型作F测验。土类间、作物间、土类×作物的互作都是极显著的。

(1) B因子多重比较检验

undefined

, 则LSD0.05=3.19×2.03=6.44, LSD0.01=8.62, XB1-XB2=23.28, XB1-XB3=41.16, XB1-XB4=50.11。

说明:B2、B3、B4处理和对照B1相比具有极显著差异。不同的土壤含盐量对于牧草及饲料作物发芽率有极显著的影响, 随土壤盐分增高其发芽率下降, 两者呈负相关;从土壤盐量达1%、1.3%、3%、5%中可得、Cl-浓度过大, 对种子产生毒性, 抑制了发芽。

(2) A因子平均数的比较, 新复极差测验, 求得平均数的标准误

undefined

根据v=36, 算得各LSR0.05和LSR0.01见表4 。

表5说明A5、A1、A4极显著高于其它饲料作物和牧草的发芽率, 它们之间A5、A1显著高于A4、A5、A1又显著高于A4、A6、A9、A7, 而A4、A6、A9、A7对A2、A8、A3又有其显著差异。

(3) A×B组合平均数的新复极差测验求得平均数的标准误

undefined

根据V=36, 算得各LSR0.05和LSR0.01, 如表6所示。

A×B资料各处理组合平均数的新复极差测验见表6。

经新复极差测验后随土壤盐分不同A1、A2发芽率和其它A因子相比极敏感, A3、A7、A8、A9极不敏感, A4、A5、A6较敏感。

4 小 结

不同的土壤含盐量对于牧草及饲料作物发芽率有极显著的影响, 随土壤盐分增高其发芽率下降, 两者呈负相关;随土壤盐分的增加, 饲料作物的发芽率比牧草的发芽率敏感程度高;饲料作物和牧草在盐土中发芽率由小到大依次为:甜菜、紫花苜蓿、箭舌豌豆、莞根、无芒雀麦、沙打旺、中华羊茅、朝鲜碱茅、红豆草。

从土壤盐量达1%、1.3%、3%、5%中可得、Cl-浓度过大, 对种子产生毒性, 抑制了发芽。所以在盐碱土中种植牧草及饲料作物, 必先测定氯根, 如大于2%则需进行改良后方能种植。

种子与土壤 篇8

关键词：围封,荒漠草原,土壤种子库

土壤种子库指存在于土壤上层凋落物内和土壤中全部存活种子的总和[1],这些种子是植物种群生活史的一个阶段,又称潜在种群阶段,它们构成了植物种群基因多样性的潜在提供者[2]。目前草地退化生态系统的治理要求尽量恢复原有植被,以利于向原始的植被方向演替,这依赖于其种子库内种源的存在。土壤种子库不仅提供植被建立的物质基础,而且影响植被演替的动态过程[3],对揭示植被演替机理, 预测演替趋势有重要的研究价值。

研究基于宁夏天然草地全面实施围栏封育的现状,选取围栏封育3 ~ 7年处于不同恢复演替阶段的草地,以未围栏封育草地作为对照,探讨了荒漠草原在恢复演替过程中草地土壤种子库的变化规律,旨在为宁夏生态环境建设、围封禁牧后草地的合理利用提供理论指导,现报道如下。

1研究区自然概况

研究区位于宁夏盐池县西北部的高沙窝镇,地处北纬37°54'20. 55" ~ 37°58'55. 62" ,东经106°55 47. 91" ~ 107°01'16. 68 " ,海拔1 422 ~ 1 431 m。盐池县北部年平均气温为7. 7 ℃; 年日照时数为2 867. 9 h,无霜期为128 d; 高沙窝镇平均降水量仅为250 mm左右,降水主要集中在夏秋季,7— 9月份降水量占全年降水总量的62% ; 该地多年平均潜在蒸发量为2 403. 7 mm。土壤为风沙土,地带性植被属荒漠草原带。植被主要有中亚白草( Pennisetum centrasiaticum) 、甘草( Glycyrrhiza uralensis ) 、牛枝子( Lespedeza potaninii) 、丝叶山苦荬( Ixeris chinensi var. graminifolia) 、猪毛蒿( Artemisia scoparia) 等。

2材料与方法

2.1试验设计

2. 1. 1样地设置和取样方法于4月中旬草地土壤种子库尚未萌发前,分别选取未围栏封育、围栏封育3,4,5,6,7年的草地为研究样地,在每个样地设置10个1 m × 1 m样方,用专门设计制作的土壤种子库取样器在各小样方内分别取20 cm × 20 cm × 10 cm体积的原状土,分别装入布袋,标记,带回室内。

2. 1. 2土壤种子库的测定土样过筛除去杂物后, 均匀平摊在发芽盆内,保持土壤湿润,进行种子发芽和幼苗种属诊断试验。种子萌发后,每间隔3 d记录种子萌发的数量; 待可以辨别幼苗种属时,将其轻轻拔掉,直到识别出所有幼苗的种属。大部分植物种子萌发后不久即长出真叶,可以根据植物的形态特征( 如茎是直立还是丛生,叶子是单子叶还是双子叶等) ,结合地上植被的调查和植物志进行鉴定。连续1周无新种子萌发的土壤,翻动后继续保持湿润,尽量使种子萌发完全。凡是能发芽的种子,视为具有生命力的种子,即有效种子。土壤种子库密度用单位面积( 1 m2) 土壤中有效种子数表示。

2. 1. 3地上植被调查于7月份在每个样地土壤种子库取样地的旁边分别设置10个1 m × 1 m样方,调查并记录每个样方内植被的物种种类、密度、生活型。

2. 2数据统计分析

采用Excel 2003进行基础数据的统计和处理,采用SPSS13. 0统计软件进行相关分析。

3结果与分析

3. 1土壤种子库的萌发状况( 见图1)

萌发试验于5月11日开始,终止于6月15日, 历时36 d。由图1可以看出,萌发试验进行2 d后便有小苗( 禾本科) 长出,但不能识别种属,以后其他幼苗的数量也逐渐增加。1 ~ 4 d种子萌发速度缓慢,5月18日种子萌发数量达到最高峰,5月26日开始下降,6月3日种子萌发数量又达到一个小高峰,6月7日开始骤减,种子萌发趋于停止。萌发过程有2个高峰期,说明此阶段各种条件均适合于种子萌发,萌发缓慢期前后持续了10 d,说明不同种子有不同的萌发期,需要不同的萌发条件。

3. 2草地土壤种子库的组成( 见表1 ) 和生活型( 见图2)

从样地土壤种子库中共统计出15种植物,分属

注: + 表示有,空白表示无。

7个科,其中禾本科7种、豆科3种、大戟科、远志科、蔷薇科、菊科、藜科各1种。未围栏封育草地有中亚白草、牛枝子、丝叶山苦荬、稗草和远志5种植物种子; 围栏封育5年的草地有中亚白草、甘草、赖草、 糙隐子草、稗草、狗尾草、地锦7种植物; 围栏封育7年的草地有短花针茅、牛枝子、甘草、二裂萎陵菜、糙隐子草和冰草6种植物。

从种子库物种的生活型构成分析,整体上多年生草本植物种子所占比例较高。围栏封育草地土壤种子库的生活型构成明显好于未围栏封育草地,禾本科和豆科牧草增多。这说明对退化草地采取围栏封育措施后,给植物休养生息的机会,植物种子成熟后能够自然散落到土壤中,为土壤种子库的更新提供了物质基础,从而有效提高了土壤种子库的物种数。

3. 3土壤种子库的密度( 见图3)

土壤种子库密度是指单位面积土壤所含有的有活力的种子数。种子库密度直接决定地上植被的状况,因此对种子库密度方面进行的研究也是恢复生态学研究热点之一。

由图3可知: 围栏封育5年草地的土壤种子库密度最高,为690粒/m2; 随围栏封育年限的继续增加, 种子库的密度有所降低。围栏封育3年草地土壤种子库密度比未围栏封育的草地低,为190粒/m2。不同围栏封育年限草地土壤种子库密度随围栏封育年限的增加呈现出先增加后降低的趋势。

3. 4土壤种子库的相似性( 见表2)

由表2可以看出: 围栏封育4年的草地与未围栏封育草地土壤种子库组成的相似性系数最高,为0. 727 3; 围栏封育6,7年的草地土壤种子库相似性系数最低,为0. 166 7。围栏封育年限相近的草地相似性系数较低。

3. 5土壤种子库与地上植被的关系

研究土壤种子库与地上植被物种组成的相似性, 一方面可以了解土壤种子库对地上植被形成的贡献, 另一方面可以了解地上植被种子雨的散落与漂移机制,为有效利用土壤种子库这一潜在植物种群,进行沙化草地植被的更新与恢复提供科学依据[4]。

物种生活型谱见表3。

由表3可以看出: 在土壤种子库的物种组成中, 从未围栏封育草地到围栏封育7年的草地,主要是多年生草本植物种类占优势; 而地上植被也是以多年生草本植物为主。这说明土壤种子库中的种子通过萌发输出,直接参与了地上植被群落物种的更新演替。

土壤种子库与地上植被的相似性见表4。

由表4可以看出: 不同围栏封育年限草地地上植被群落物种组成与土壤种子库的相似性随围栏封育年限的增加而升高,围栏封育5年时最高,为0. 518 5; 之后,随围栏封育年限的延长而降低。说明围栏封育5年时土壤种子库对地上植被自然恢复的贡献最大,围栏封育5年后地上植被已进入以营养繁殖为主的灌丛化多年生禾本科杂类草阶段,因此土壤种子库与地上植被群落物种的相似性相应下降。

不同围栏封育年限草地地上植被密度与土壤种子库密度的关系见图4。

由图4可以看出,不同围封年限草地地上植被密度与土壤种子库密度呈正相关( P < 0. 05) ,不同围封年限草地地上植被密度与土壤种子库密度可以用Y = 0. 250 1X + 34. 13 ( R2= 0. 833 8) 来表示。

4讨论

孙建华等[5]对退化干旱荒漠草原围栏封育后群落的土壤种子库进行研究,结果表明,轻度退化围栏封育草地植被以多年生草本植物比例最高。另有研究表明,围栏封育草地土壤种子库中出现种子数量最多的为禾本科,其次是杂类草和豆科[6]。本试验结果表明,不同围栏封育年限草地土壤种子库中多年生草本植物所占比例最高,一年生草本植物次之。围栏封育草地土壤种子库的生活型构成明显好于未围栏封育草地,禾本科和豆科牧草增多。说明围栏封育可以大大促进沙化草地土壤种子库植物群落的进展演替; 反过来可以得出放牧使多年生草本植物向一二年生草本植物演替的结论。说明围栏封育可以改善土壤种子库的稳定性。

李红艳[7]对封育草地土壤种子库进行研究的结果表明,封育草地土壤种子库密度为623粒/m2,未封育的为438粒/m2。赵萌莉等[8]的研究表明,温性荒漠草地土壤种子密度仅为46粒/m2,与其他类型草地相比,种子数量稀少,种子库的组成与现存地上植被的组成相似性极小。本试验结果表明,荒漠草原在围栏封育条件下土壤种子库密度为190 ~ 690粒/ m2,围栏封育5年草地的土壤种子库密度最高,为690粒/ m2; 随围栏封育年限的继续增加,种子库的密度有所降低。

种子与土壤 篇9

我国在建国以来为了大幅度提高生产力, 以破坏生态环境为代价换来了经济的发展, 造成大面积的生态自然林毁灭。北方沙尘肆虐, 湖泊水位下降, 沙漠化不断严重等现象敲起了生态环境恶化警钟。我国渐渐意识到了保护环境这个问题的重要性, 抢救性的建立了部分自然保护区以保护天然林、湖泊、草原及其生态系统。对于已经破坏了的原始林、次生林等实施大力恢复, 建立了三北防护林, 实行了退耕环林、退牧还草、封山育林等政策, 并提出了大力建设生态文明, 构建和谐社会的目标。

因此, 对于已退化、衰减的生态系统, 进行植被恢复是极其迫切和必要的。植被恢复有3种主要途径:一是自然恢复, 利用土壤种子库和自然演替;二是人工恢复如人工干预, 造林等;三是依靠其他微生物及动物的作用。3种方法各有利弊, 例如利用人工造林的方式虽可以快速的进行植被恢复, 但是往往需要很长的时间才能郁闭, 而且极易造成森林生物多样性差, 为病虫害的爆发提供了条件, 且在一些特殊地带进行人工造林投入大反而见效慢[1]。因此, 纵观这3种方式, 对于天然植被的恢复, 以自然恢复效果最好, 该方法恢复的生态系统稳定, 投入少产出多[2]。土壤种子库作为一种自然恢复的途径, 对植被恢复有着极其重要的作用[3]。

2 土壤种子库

土壤种子库是指存在于土壤上层凋落物和土壤中的全部活种子[4]。土壤种子库的种子来源于地上植物, 地上植物的更新都依靠于种子, 所以说土壤种子库对地上植物的影响很大, 既有直接影响, 也有间接影响[5,6]。近20年来, 土壤种子库的研究已经有了初步的理论框架, 也积累了大量数据。土壤种子库在恢复生态工程中发展迅速, 在重建、半重建的恢复工程中应用广泛, 湿地、路矿工程等越来越多强调土壤种子库巨大作用[7]。

2.1 土壤种子库的特征

2.1.1 分类

根据种子在土壤中留存时间, Thompson等将种子库分为两大类四小类。一是短暂土壤种子库, 分为类型Ⅰ和类型Ⅱ;二是持久性土壤种子库, 分为类型Ⅲ和类型Ⅳ[8]。还有Nakagoshi[9]、Hodgson[10]等人根据其理念提出了理念相似, 具体分类不同的分类方法。除此之外, 还可按照土壤中种子活性长短, 还可将土壤种子库划分为暂时性种子库、短期种子库和长期种子库三类[11]。不论哪种分类方法, 研究结果都表明, 持久种子库或长期种子库, 都具有更强的更新和恢复植被的能力[12]。

2.1.2 大小

土壤种子库大小是指单位面积土壤中有活力的种子的数量, 也称种子密度[13]。种子库的大小受多方面因素的影响, 如种子的大小、不同植被类型、演替阶段、地形等。以不同生态系统来比较, 如在草原生态系统中, 禾本科植物的种子小且数量多, 其土壤种子库密度相对较大[14], 而森林土壤种子库密度则相对较小, 小于耕地和草地, 并受森林类型和年龄的影响变化很大[15];以不同演替阶段的生态系统来比较, 演替早期的土壤种子库相对较大[16], 而随着时间的发展, 土壤种子库的种子密度差别会很大。

2.1.3 结构

土壤种子库结构随着时间和空间的变化而规律的变化, 特别是物种组成和数量具有季节动态, 年际变化和地带变化。种子库的水平分布主要有3种类型:随机分布、均匀分布、集群分布[17]。由于受到空间异质性的影响, 种子库内种子大部分以斑块的形式分布[18]。土壤种子库还具有明显的垂直结构, 且种子密度与种子多样性均随着深度的增加而减少[3], 即上层密度>中层密度>下层密度。例如大多数木本植物种子都集中在枯枝落叶层[17]。对于不同的植物, 其种子在土壤中的深度也不同, 一般10cm土层以下基本不存在种子, 有的植物甚至在5cm土层下就无分布了[19]。

2.2 影响土壤种子库因素

2.2.1 自然因素

土壤种子库不是一成不变的, 而是各种影响因素综合作用使得土壤种子库处于一个不断的动态变化的过程中, 这个动态变化即是指种子输入与输出相互作用的过程。其中种子的输入主要来源于种子雨, 输出则是指种子的萌发、死亡或被捕食。土壤种子库的组成和大小随时间呈现有规律的变化, 种子的输入、输出及留存等制约着土壤种子库的动态规律[20]。

土壤种子库的动态受诸多因素的影响, 而这些影响都是缓慢的。一方面与植物所处生境等外因密切相关, 如光照、温度、水分、土壤等条件的不同, 直接影响着种子库能否顺利萌发, 萌发后成苗质量如何, 甚至土壤中有机质对于植被演替起直接作用[21]。另一方面, 种子自身的质量、大小、形状、种子传播距离、植物定居成功率和繁殖能力等内因都影响种子库恢复植被功能的发挥[22]。

2.2.2 外部干扰对土壤种子库的影响

干扰与植物种群的动态密切相关[23]。当环境产生剧烈变化时, 如洪水、森林大火等自然变化, 或是耕作、砍伐等人为干扰, 生境的异质性增大, 促使土壤中休眠状态的种子萌发, 产生新的植株, 从而改变地面植被种群构成和组成结构[17]。植物在受到环境胁迫时, 首先会从改变自身内环境, 从而改变生活机制以适应新的环境, 这些改变均会影响其土壤种子库的组成、数量以及分布格局, 进而可以影响植被的恢复[24]。因此, 土壤中存在的大规模的土壤种子库提供了经历剧烈干扰的森林植被可以的快速恢复的可能性[25]。

外部干扰作为一种特殊的影响, 对于拟定相关植被恢复的策略和采取的方式来说具有指导性作用。以土壤种子库自然恢复为主, 以人工适当干预和管理为辅, 可以最大限度的发挥土壤种子库的作用并能弥补其不足。研究表明, 适度的干扰可以增加生物多样性, 有助于植被的恢复, 而过度的干扰会阻碍植被的恢复[26]。Augusto等认为从人工针叶林地恢复到原始的森林植被时, 只有部分能够恢复至原来水平, 大概会有至少15%的植被丢失[27]。同时, 土壤种子库的潜力虽然很大, 但不能无视恢复地点、生境的具体情况和复杂程度, 一概利用土壤种子库进行植被的自然恢复[12]。对于因为各种影响因子如人为干扰严重、立地条件差等不适合种子萌发和幼苗生长的地区, 结合人工工程, 多手段的, 多方面的综合治理实施, 才能逐步实现原有植被的恢复[28], 这些手段如人为提供繁殖体或是营造适宜微生境, 可以在很大程度上提高退化植被的恢复速度[27]。

3 结语

目前, 有关利用土壤种子库来进行植被恢复还存在很多问题值得我们仔细研究和思考。首先, 土壤种子库的研究方法尚无一个国际上统一的标准, 如土壤种子库采集土壤范围, 深度, 种子萌发测定等, 这样使得研究出来的众多结果无对比性, 不能有效的整合为土壤种子库研究体系的内容。除此之外, 采样时间不一、研究持续时间短, 也很有可能得出片面的, 甚至是不正确的结论。建议建立标准样地、固定样地, 以增长观测时间。其次, 谨慎使用外来物种, 谨防生物入侵。生态系统内部的复杂性是人工措施远远不能预料的。如我国引进的互花米草、水葫芦等物种, 看似能够恢复当地植被, 实际上该物种适应了当地环境后, 迅速的侵占原有物种的生存空间, 形成生物入侵, 对当地的生态环境和经济发展都产生了巨大的影响[29]。最后, 利用土壤种子库进行植被恢复不是万能药[30], 由于现有的研究和知识水平的限制, 仅凭理论就想当然的进行实施, 实际上在实施阶段很有可能出现预料之外的结果。所以我们应该保护先行, 将原始的自然生态系统保护起来, 适度利用, 使人与自然和谐相处, 而非本末倒置, 破坏后再集中研究如何恢复的问题。

摘要：指出了随着我国经济的发展, 生态环境问题日益凸显, 植被破坏严重。土壤种子库作为一种高效的植被自然恢复的途径, 近年来受到了越来越多的关注。概述了土壤种子库的分类、大小、结构等特征, 以及自然因素和人为干扰这内、外两个因素对其的影响。针对当前利用土壤种子库恢复重建区域植被的问题, 提出了相应的对策建议。

种子与土壤 篇10

1 材料与方法

1.1 试验地点及供试药剂

2009年于六盘水市六枝特区折溪乡中寨村设试验点, 供试稻种为带病种子中优63, 5月6日播种, 6月30日移栽, 10月中旬收获。肥水管理与折溪乡大面积种植一致。

选用防治水稻细菌性条斑病的常用消毒药剂10%强氯精晶体、0.5%盐酸稀释液和1%石灰水。

1.2 试验设计

本试验采取随机排列设计, 设4个处理, 4个重复每个处理30 m2 (5 m×6 m) , 其中2个种子处理, 1个土壤处理, 1个空白对照。处理1:稻种用清水预浸12 h, 再用10%强氯精晶体300倍液 (即10 g药对3 kg水) 浸种16 h, 然后捞出用清水洗净催芽播种。处理2:稻种预浸12 h, 再用0.5%盐酸稀释500倍浸种3 d, 漂洗后播种。处理3:播前1个月用少量1%石灰水均匀喷施试验小区, 目的是尽可能消除病残体或带病土壤和稻桩。处理4:空白对照, 播前15 h对小区淋洒少量清水。

1.3 调查方法

对4个处理区出芽率进行调查, 出苗后每10 d对4个小区进行1次调查, 直到病情发展稳定。调查时采取5点取样, 每点调查20片。统计病叶率及病情指数。

2 结果与分析