生物土壤結(jié)皮對荒漠維管束植物土壤種子庫和種子萌發(fā)的影響.pdf

1、生物土壤結(jié)皮廣泛的分布在干旱、半干旱區(qū)，它的存在有著重要的生態(tài)學意義。國內(nèi)外對生物土壤結(jié)皮在干旱、半干旱區(qū)內(nèi)的生態(tài)功能作了大量的研究，主要包括生物土壤結(jié)皮對土壤水文過程的影響、生物土壤結(jié)皮在土壤抗蝕性中的作用、生物土壤結(jié)皮在土壤養(yǎng)分的固定和循環(huán)中的作用，生物土壤結(jié)皮與維管束植物之間的相互作用及其作用機理。本文以廣布在沙坡頭人工植被固沙區(qū)和相鄰天然植被區(qū)的兩種生物土壤結(jié)皮(苔蘚結(jié)皮、藻類結(jié)皮)為研究對象，初步研究了其對荒漠土壤種子庫的影響

2、，同時，在實驗室盆栽和野外種子自然散布的條件下，研究生物土壤結(jié)皮的存在對維管束植物種子萌發(fā)的影響，為填補生物土壤結(jié)皮與維管束植物土壤種子庫和種子萌發(fā)的關(guān)系在溫帶干旱、半干旱區(qū)的空白做出了嘗試，也為生物土壤結(jié)皮在沙漠化防治和生態(tài)環(huán)境的改善中所起的作用提供了科學依據(jù)。同時，對干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境管理與監(jiān)測具有一定的參考和借鑒意義。 生物土壤結(jié)皮對荒漠維管束植物土壤種子庫影響研究包括了兩個方面，一是不同演替階段的生物土壤結(jié)皮對土壤種子庫的影

3、響，二是兩種不同類型結(jié)皮上的土壤種子庫差異。 1.生物土壤結(jié)皮演替階段對土壤種子庫影響的研究表明：土壤種子庫密度(有效種子數(shù).m-2)從人工植被區(qū)24齡植被區(qū)的1263.36±309.94增加到了天然植被區(qū)的4263.83士564.17，增加了3.4倍，隨著結(jié)皮的發(fā)育，土壤種子庫密度呈現(xiàn)上升的趨勢。此項研究中共統(tǒng)計到12種植物種子，分屬于6科，其中以一年生草本植物最多，分別占到了人工植被區(qū)的80﹪和天然植被區(qū)的70﹪，在人工植被

4、區(qū)未發(fā)現(xiàn)有多年生草本的植物種子，天然植被區(qū)多年生草本的植物種子占到了20﹪，半灌木植物的種子在人工植被區(qū)和天然植被區(qū)分別占到了20﹪和10﹪。在人工植被區(qū)，土壤種子庫物種豐富度指數(shù)從24齡植被區(qū)的0.56降低到50齡的0.51，而天然植被區(qū)物種豐富度指數(shù)為1.08。土壤種子庫物種多樣性指數(shù)從24齡的0.615降低到50齡的0.421，而天然植被區(qū)的多樣性指數(shù)上升到了0.693。土壤種子庫物種相似性指數(shù)從1降低到0.4。 2.生物

5、土壤結(jié)皮類型對土壤種子庫影響的研究結(jié)果表明：(1)有9種植物的幼苗出現(xiàn)在含有生物土壤結(jié)皮覆蓋的表土中，它們分別是獨行菜(LepidiumruderateL.)、油蒿(ArtemisiaordosicaKrasch)、灰綠藜(ChenopodiumglaucumL.)、多根蔥(AlliumpolyirhizumTurcz.exRgl.)、小畫眉草(RragrostispoaeoidesBeauv)、霧冰藜(Bassiadasyphylla

6、(Fisch.etMey))、馬齒莧(PotulacaoleraceaL.)、狗尾草(Setariaviridis(L.))、莧菜(Amaranthus.retrofiexusL.)，其中一年生草本植物有7種；(2)在不同類型的結(jié)皮上，土壤種子庫的總儲量以及每種植物種子的儲量存在著顯著的差異：對于濕潤處理的兩種結(jié)皮，萌發(fā)的幼苗總密度存在著極顯著的差異(P＜0.001)，對于干燥處理的兩種結(jié)皮，萌發(fā)幼苗的總密度也存在著顯著的差異(P＜0.

7、05)；(3)水分是限制結(jié)皮種子庫植物種子萌發(fā)的主要原因，苔蘚與藻結(jié)皮上萌發(fā)的種子總密度都存在極顯著的差異(P＜0.001)。 3.生物土壤結(jié)皮對維管束植物種子萌發(fā)的野外實驗研究結(jié)果表明：維管束植物在苔蘚結(jié)皮上的出苗量顯著高于藻類結(jié)皮。隨著結(jié)皮的發(fā)育，維管束植物在苔蘚結(jié)皮上的出苗量增加，在藻類結(jié)皮上減少。生物土壤結(jié)皮含水量對維管束植物幼苗萌發(fā)有顯著的影響(p＜0.05)，維管束植物種子在濕潤結(jié)皮上的萌發(fā)量高于干燥結(jié)皮上的萌發(fā)量。

8、結(jié)皮表面溫度和亞表面溫度對維管束植物種子萌發(fā)沒有顯著的影響((p＞0.05)，高溫與維管束植物種子在苔蘚結(jié)皮上的萌發(fā)量正相關(guān)，藻類結(jié)皮上的萌發(fā)量負相關(guān)。 以上研究表明，生物土壤結(jié)皮的存在改變了土壤表層的特性，而土壤特性的改變影響著維管束植物種子的散布特性、結(jié)皮對種子的捕獲能力；土壤濕度是維管束植物種子萌發(fā)的重要限制因子；溫度對出苗量的影響與結(jié)皮種類有關(guān)。 4.生物土壤結(jié)皮對維管束植物種子萌發(fā)的實驗室研究結(jié)果表明：生物土壤