文档介绍：森林土壤种子库研究进展
杜有新1,2,曾平生3
1. 江西省-中国科学院庐山植物园,江西庐山 332900;2. 南京农业大学,江苏南京 210095;
3. 中国林科院亚热带林业研究中心,江西分宜 336600
摘要:土壤种子库与物种多样性存在密切相关性,森林土壤种子库是植被天然更新的物质基础。文章阐述了森林土壤种子库的内涵、森林生态系统土壤种子库的基本特征及其主要研究方法,探讨了影响种子库的基本因素及当前极为关注的热点问题。在受损森林生态系统目标树种培养、植被群落快速恢复和生态系统科学管理等领域仍存在一些理论和实践急待解决的问题,如随着群落进展演替土壤种子库种子数量在增加而质量却在逐渐下降,面临如何解决生态系统健康稳定发育和物种多样性长期维持问题。文章认为今后应加强土壤种子库与生物多样性保护、防止外来物种入侵乡土物种利用及对全球变化的响应等领域的研究工作,以期为从事森林土壤种子库研究和退化森林植被群落恢复实践提供理论指导。
关键词:森林;土壤种子库;研究进展
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2007)05-1557-07
森林土壤种子库是植物定居、生存、繁衍和发展的物质基础,土壤种子库在反映过去植物群落组分动态变化中发挥着进化记录功能,对研究植被群落演替变化及受损森林植被恢复具有重要的作用。土壤种子库的结构、组成及其动态变化受生物和环境的双重影响,种子输人和丧失影响土壤种子库动态变化的两个决定性因素。研究表明多数森林土壤种子库的物种组成以草本为主,而木本植物的种类和数量相对较少,多数乔灌木种子生命力维持不会超过下一个生长季节[1,2]。随着植被群落进展演替,虽然种子库物种数逐渐增加,但土壤种子库中的活力种子不断减少而且萌发率下降,说明种子库组成结构发生变化即暂时性种子输入增加[3, 4]。亚热带地区[5]次生退化灌丛由于缺乏演替后期阶段的种源,严重制约植被进展演替;相反演替后期森林土壤中保存着大量前期物种种子,意味着森林破坏以后要经过漫长的时期在恢复到森林阶段。
种子鉴定既是土壤种子库研究的基础也是最重要的一个环节,最常见的种子萌发法[6]对有些群落可能低估了活力种子的丰富度。随着分子标记技术的引入,极大地促进了种子种类及种源鉴定工作,有助于群落演变各阶段土壤种子库与植被群落动态的相关性研究。因此今后在关键种或建群种的种子输入与输出、种子萌发与土壤环境关系动态、土壤种子库对生物多样性保护、培植可防止外来入侵物种干扰的乡土种种子库[7]以及土壤种子库对全球变化与的响应[8]等领域会越来越受到关注。本文总结了土壤种子库研究成果并展望了种子库研究发展趋势,以期为森林土壤种子库研究和退化生态系统恢复实践提供理论参考。
1 森林土壤种子库的内涵及其特征
森林土壤种子库内涵
土壤种子库(soil-seed-bank)是指存在于土壤上层凋落物和土壤中的全部存活的种子[9],森林土壤种子库就是指森林土壤中存活的种子。土壤种子库内的种子是特定生态系统的潜在植物种群,包含地面现存植物、演化前期植物和附近植物群落通过各种途径扩散的植物种子;反映植物群落动态演变特征的一个重要指标[10]。土壤种子库时期是植物种群生活史的一个潜种群阶段[4,11],不仅承接和储藏了地表植被的种子,也承接和埋藏了大量周