东灵山地区辽东栎群中植物种群的时空格局研究

在北京东灵山地区以辽东栎（Quercus liaotungensis Koidz.）林群落为主要对象，研究了辽东栎种群和主要伴生种的空间格局、种间联结以及辽东栎种子雨的时间格局，井对空间格局的表达方法进行尝试性的探讨。 对辽东栎林群落中主要乔木树种辽东栎、大叶白蜡（Fraxinus thynchophylla）和五角枫（Acer mono）种群空间格局与动态的考察结果显示：各种群大多表现出聚集分布的趋势;辽东栎种群在各个龄级层均显示出较强优势，但种群内竞争激烈，龄级结构相对稳定;人叶白蜡的幼苗对环境适应能力较强，在成熟林中呈现出较五角枫种群更明显的增长型趋势：幼林中3个种群均呈衰退型趋势。 种间联结性的测定结果较好地反映了植物对环境的适应性，用关联分析法作出的树状图利用临界种将样方划分为若干组，体现出小生境之间的差异，反映了植物对其生境亦具有一定指示作用。 辽东栎种子雨的时间格局研究结果表明：种群种子雨密度随时间的变化呈正态分布趋势，种群水平利个体水平的种子雨累积随时间变化均符台Logistic曲线，具有很高的相关性。 空间格局表达方法的探讨显示：可以用集合论的方法对数学模型进行形象表达。

神农架巴山冷杉种子雨及种实特性研究

巴山冷杉主要分布于秦巴山地，是湖北神农架地区暗针叶林的建群种，构成了当地的优势群落，对神农架地区的植被景观具有决定意义。研究巴山冷杉的结实特性，种子雨时空格局，种子萌发能力和活力劣变过程，有利于进一步认识和分析这一物种的生活史特征，群落组成结构和更新动态。对这一重要物种的合理保护和有效利用具有促进作用。 在湖北神农架自然保护区选择巴山冷杉－箭竹、巴山冷杉－茵芋和巴山冷杉－陕甘花楸群落设置样地，通过布设种子收集器结合室内实验分析，对巴山冷杉种子雨的时空格局进行研究。待巴山冷杉球果成熟时，人工采集球果和种子，测量和比较巴山冷杉的结实特征，利用发芽实验研究巴山冷杉的萌发特性，并通过人工加速老化实验探讨巴山冷杉种子的劣变过程。 巴山冷杉种子雨始于10月初，持续超过2个月，不同类型的巴山冷杉种群表现出不同的种子雨时空格局。巴山冷杉－箭竹群落中巴山冷杉种子雨平均强度167.93±111.14粒/m2，有活力种子比例占22.31%，落种高峰期集中于10月27日到11月2日间，种子雨在种群中呈现聚集分布。巴山冷杉－茵芋群落种子雨强度在三个样地中最小，只有16.41±14.41粒/m2，有活力种子仅占3.05%。巴山冷杉－陕甘花楸群落，种子雨落种高峰为10月15日至10月21日，林冠内种子雨数量占到了收集总数的87.95%。扩散的种子数量与离开中心母树的距离间的关系近似正态分布。 对巴山冷杉的结实特性的分析结果表明，巴山冷杉球果近圆柱形，球果平均长5.37±0.75cm;平均宽3.01±0.32cm;重量介于5.9g～41.3g。巴山冷杉种子长1.08～8.68mm，种子宽1.16～6.42mm，种子厚0.66～3.48mm，种子千粒重7.30g。球果单果出种量在不同种群的频数分布格局不同，巴山冷杉球果和种子的各项指标在种群间和种群内存在显著差异。球果大小、出种量及单粒种子的质量间存在着极显著的正相关关系。此外，种子生活力水平在母树间差异较大，不同母树的种子发芽率和发芽势不等且随时间的萌发进程也不相同，相同种源的巴山冷杉种子在不同的培养条件下萌发能力不同，室温条件下具有最高的发芽率但在25℃，8h光照，恒温培养时的萌发最为整齐。 高温高湿条件能够加速巴山冷杉种子的老化进程，使巴山冷杉种子的含水量发生变化，种子的活力水平随着老化时间的延长而降低，40℃，100% 相对湿度处理6天后种子基本丧失活力。

紫茎泽兰种群补充特征

外来种紫茎泽兰 (Eupatorium adenophorum Spreng.) 对我国西南地区生态系统的危害已长达50~60年之久，我国于20世纪70年代开展紫茎泽兰的研究，但目前仍然没有能力将其限制在一个可控范围之内，随着我国对生物多样性重要性认识的加深，对于紫茎泽兰的研究也越来越深入。本文以四川攀枝花受入侵生态系统为例，通过对该地区植被、土壤种子库以及当地紫茎泽兰无性繁殖和种子萌发特征开展研究，分析受入侵生态系统的特征，结合紫茎泽兰种群补充特征，揭示紫茎泽兰入侵机制，探索管理受害生态系统的方法。 所选实验点为紫茎泽兰危害严重的地带，群落中紫茎泽兰为优势种，伴生种灌木18种，草本植物65种，草本层以紫茎泽兰最为昌盛，种群构成为1～4年生植株与其荫庇下大量的实生幼苗，Drude多度极大，频度达100%。紫茎泽兰与灌木重要值之间极显著负相关 (P<0.01) ，与其他草本重要值之间极显著负相关 (P<0.01) ，灌木与其他草本重要值间的相关性不显著 (P>0.05) 。说明紫茎泽兰的生长与灌木或草本间存在微妙的此消彼长的关联，充分显示了紫茎泽兰与当地物种间的竞争事实。 紫茎泽兰种子雨前的种子库为所研究地区绝大部分物种的长久性土壤种子库，本地区种子库的组成物种共有13种，包括灌木和草本。紫茎泽兰占整个种子库储量的61.3%，在长久种子库中占有明显的优势;种子库与植被间相似度为0.31，虽然种子库中物种均为植被的组成成分，但是植被中绝大多数物种种子未检测出，种子库中出现的物种与该物种本身的生理生态特性密切相关。种子雨是种子库的来源，紫茎泽兰种子雨前表层种子储量只占种子雨后的7.4%，中下层储量占33.8%，共占41.2%，即每年仅58.8%的种子在当年雨季萌发，剩余的在土壤中保持休眠状态。依 目前的研究结果，本地植被仅靠自然恢复的可能性不大。 紫茎泽兰种子最适发芽温度为25℃;储藏1.5 a后的种子萌发率有所下降，25℃下萌发率由77%下降为66%;紫茎泽兰种子有良好的休眠机制，对生境的干扰可以促进紫茎泽兰长久土壤种子库的形成，为紫茎泽兰种群补充奠定了基础。稀疏的植被有利于紫茎泽兰种子萌发及幼苗建植，对原生植被的破坏则促进了紫茎泽兰实生苗的补充。因而保护原始生境、减少对原生态系统的破坏，是减少和抑制紫茎泽兰种群补充的有效途径。 紫茎泽兰 (克隆) 离体无性繁殖的部位为根颈部分，其他离体部分没有无性繁殖能力或很弱;灌丛和路域生境下的离体部分在给予相同培养条件下，克隆繁殖效益有差别，灌丛生境萌芽较早，而主茎和叶生长速度较慢。拔除干扰对于紫茎泽兰萌生新枝具有刺激作用，对紫茎泽兰植株上部的割取类似于给它提供更新复壮的机会，因此在紫茎泽兰防治过程中一定要注意将其拔除干净，以防后患。

克氏针茅草原的土壤种子库特征与植被恢复

近几十年来，由于过度放牧和不合理的农业开垦，内蒙古的天然草原退化严重。自2000年起，中国政府制定了“退耕还林还草”政策，并在草原地区实行了“禁牧、轮牧、休牧”等草原管理措施，期望依靠自然力来恢复退化的草原。然而，这些政策究竟能够带来什么样的后果还是一个未知数。土壤种子库和种子雨的资料对于全面理解植物种群和群落的动态具有重要价值。退化生态系统的恢复评价应该包括土壤种子库和种子雨的资料。因此，我调查了不同利用方式下克氏针茅（Stipa krylovii）草原的土壤种子库、种子雨和地上植被组成，来探讨政府的恢复政策对于该地区草原生态系统的影响。 研究地点位于中国科学院多伦恢复生态学试验示范研究站的永久实验样地，该实验样地在内蒙古自治区锡林郭勒盟的多伦县境内，该地区属于典型的农牧交错区。 采用幼苗萌发法，本研究测定了三种具有不同土地利用历史的样地的土壤种子库密度和物种组成。它们分别是：放牧样地、围封样地和弃耕样地。主要的研究结果有： （1）弃耕样地的土壤种子库密度最大，且主要是一年生和杂草类植物的种子，弃耕地由于其开垦的历史导致种子库的物种组成与放牧样地和围封样地的种子库有明显区别，其种子库缺少合适的多年生植物的种子是限制弃耕地自然恢复为天然草原的重要因素。 （2）放牧虽然会降低土壤种子库的密度，但是其中并不缺少多年生植物的种子。恢复由过度放牧引起的退化草原比恢复由农业开垦导致的退化草原要容易一些。围封对于由过度放牧引起的草原退化有明显的积极作用。 （3）采用Sorensen指数来计算地上植被与土壤种子库的相似性，这三个样地土壤种子库与地上植被的物种相似性均较高。在地上植被生物多样性的调查中，不能将草原中的一些早春植物遗漏。 采用网筛分离法，本研究测定了四种具有不同土地利用历史的样地的种子雨密度和物种组成。它们分别是：放牧样地、围封样地、割草样地和弃耕样地。主要的研究结果有： （1）不同样地间种子雨的密度差异显著（p < 0.05）。围封样地的种子雨密度最大，弃耕样地和放牧样地的种子雨密度居中，割草样地的种子雨密度最小。 （2）弃耕样地的地上植被和种子雨中均存在大量的一年生植物，这可能需要放牧或者割草等其它的一些管理措施来去除一年生植物的优势，从而加快弃耕地向天然草原的恢复速度。 （3）围封样地和割草样地的种子雨和地上植被中的物种数目均比放牧样地的要少，且围封样地中多年生非禾草类植物的比例大大增加，说明禁牧会改变草原植被的物种组成，这些究竟给草原植被的恢复带来怎样的影响，需要进一步的研究。 （4）克氏针茅草原整个取样期间种子雨的降落是连续的，因此在一些长期土壤种子库的研究中应该结合种子雨的数据，不能简单的将7月份的土壤样品作为长期土壤种子库。 采用网筛分离法，本研究测定了不同留茬高度的刈割实验样地的土壤种子库密度和物种组成。主要研究结果有： （1）无割草处理的对照样地的土壤种子库密度与其它割草处理样地的土壤种子库密度之间差异不显著。可能的原因是刈割的实验小区过小，植物种子的散布能够从不割草样地传播到割草处理的样地，或者动物的采食以及搬运降低了对照样地中种子的数量。 （2）虽然多年生禾草类植物在地上植被中占优势地位，但其在土壤种子库中的密度很小，均不到土壤种子库总量的10%。可见无性繁殖对于保持多年生禾草类植物在植被中的优势地位具有重要的意义，而相反的是非禾草类植物在土壤中保存大量的种子作为种群扩大的重要手段。

长白山阔叶红松林种子雨组成与时空格局

种子雨是森林植物种群更新的主要方式之一，是森林生态系统自我繁衍和恢复的主要手段。为了解长白山阔叶红松林种子雨的组成及其时空变化，参照BCI 50ha 样地技术规范，在长白山阔叶红松林25ha长期监测样地内设置了150个种子收集器，从2006年5月15日到2007年11月8日，每15天收集掉落于收集器中的果实、种子及其相关附属物等。所收到的样品分别鉴定其种类并分为成熟种实、未成熟种实、花絮、果实或种子碎片及其附属物4类，记录各类别的数量，然后分别烘干称重。 研究期间，共收集到11科12属22种木本植物的种子及其它生殖器官残体，包括成熟种实16种，未成熟种实17种，花序12种，翅2种，果实或种子碎片及其附属物10种。累计收集到种实136664粒，其中成熟种实32358粒，占所有种实总数的23.80%。种实数最多的树种是紫椴(Tilia amurensis)，其次为水曲柳(Fraxinus mandshuica)，两个树种种实数占总数的89.54%。种实总重量为3320.93g，其中成熟种实总重量为1242.85g，占37.4%。成熟种实中水曲柳和紫椴的重量最大，其次是色木槭(Acer mono)，假色槭(A. pseudo-sieboldianum)、糠椴(T. mandshuric)和红松(Pinus koraiensis)。 种子雨数量年际变化明显，2006年种子雨密度为1370.25粒/m2，2007年为249.47粒/m2，差异极显著(P<0.001)。但不同年份种子雨的季节动态趋势一致，均有两个明显的大高峰期和一个小高峰期。不同物种种子雨扩散的时间格局大致可以分为“单峰”和“双峰”两种类型，在时间上体现了不同物种的更新策略。 150个收集器均收到了成熟种实，各收集器中的种实数呈偏态分布，种实数在150-250之间的收集器数量最多，共68个，种实数小于50的收集器有5个，种实数大于250的收集器共37个。样地内成熟种实数量及其空间分布差异明显，收集器中种实数在1000个以上的有3个，最多达1511个，聚集分布于样地的西北角；收集器中种实数最少的只有22个种实。种实重量的空间分布与种实数分布一样存在较明显的空间差异，只是差异性相对偏弱一些，且与种实数量的空间分布不一致。

川西亚高山云杉人工林天然更新与生境异质性研究

川西亚高山针叶林是四川森林的主体，是长江上游重要的生态屏障。云杉作为亚高山针叶林人工更新的主要树种，已经在该地区形成了大面积的人工纯林。目前，许多云杉人工林分已经进入更新成熟龄，而这些人工林的持续更新却成为日益凸现的问题。探讨这些云杉人工林的自我更新潜力及云杉种子种群更新特点，可为培育后续森林资源提供科学依据。 本文以川西米亚罗亚高山60a云杉人工林为研究对象，并以该区域内相对稳定的植被群落——天然林为对照，采用种子收集器、土壤种子库筛选、室内外种子萌发实验及野外幼苗调查等方法，从异质性微生境的角度研究了种子雨下落之后，不同微生境对种子库、种子萌发、幼苗建立及分布这一前期更新过程的影响，得出如下结果： 1、通过对川西亚高山60a云杉人工林和天然林6年内种子雨雨量、形态特征、散步动态等的持续观测和综合比较可以发现，云杉林结实特点由于林木自身的特征存在着巨大的变动，2002年和2006年两个种子结实大年内，60a人工林种子雨强度分别达到1088.2 ± 52.3粒/m2和704.3 ± 48.9粒/m2，远大于天然林579.9 ± 28.9粒/m2 和507.5± 30.7粒/m2；且云杉林结实质量优于天然林。60a人工林结实量大，种子质量也最好，相对天然林来说对种群的天然更新以及群落的演替都有最大的贡献潜力。应该说，在川西亚高山云杉人工林的天然更新过程中，种源不是影响天然更新的因素。在种子结实大年里，达到更新成熟的云杉人工林有着优于该地区相对稳定植被群落——天然林的种源优势。至少在种子结实大年，种子供应不是该区域人工林天然更新的限制因子。 2、相对于天然林种子库，人工林种子库在种子萌发前能够有较多的有活力种子。虽然这其中有种子雨输入量有差别的因素存在，但两种林分种子库对种子的保存率的不同才是造成这种差异的主要因素。在人工林中，不同地被类型形成的微生境显著地影响了种子库中种子的密度、垂直分布。有地被物存在的微生境能够将种子雨的大部分截留在地被层中，成为幼苗出现的主要场所；同时不同的地被物对种子的保存情况存在显著的差异，苔藓和凋落物层能都较好地保持其中的种子，到种子萌发前，这两种种子库类型能分别为天然更新提供366.1粒/m2和302粒/m2的有效种子。从这点来看，林下地被物上的种子库能够为天然更新萌发阶段提供数量可观的物质基础。 3、种子的萌发和幼苗的定居是天然更新过程中种子库向幼苗库转化的关键环节。总的说来，米亚罗人工林区60a云杉人工林种子向幼苗的转化率十分低下，凋落物、苔藓、草本、裸地四种主要地被物以及天然林内种子/幼苗的转化率分别仅为2.22%、2.14%、0.57%、0.67%、1.05%。这种低的转化率成为云杉林天然更新的限制性因子。但在现有更新条件下，微生境对这一环节仍然显示出十分显著的影响，表现为凋落物和苔藓对现有更新的新幼苗的保存率高于其它类型及天然林。苔藓和凋落物在种子萌发，幼苗保存，以及幼苗分布上都要优于其它地被物类型；另外，微地形对天然更新过程的影响也很显著，凹立地上更适宜于种子的汇集、萌发和定居。 Subalpine coniferous forests dominate most parts of the forested areas in western Sichuan, and they are important ecological barriers in the upper reaches of the Yangtze River. Picea asperata is one of the keystone spruce species for re-afforestation after felling of the natural forests and there have been a total of ca. 13 000 ha of plantations dominate by this species established. Nowadays, many P. asperata plantations have reached reproductive maturity. However, continued regeneration becomes to an important problem in these plantations. Understanding their self-regeneration potential and the regeneration characteristics of seed populations in spruce plantations of these plantations can have some insights on the management of these plantations and the establishment of following forest resources. A subalpine 60a P. asperata plantation distributed in Miyaluo artificial forest area was studied in this paper, at the same time. Synchronously, a 150a natural spruce forest was studied as comparison. Using seed collecting traps, sieving method for soil seed bank, seed germination experiments and seedling investigations in the field, the effects of heterogeneous microsites on early natural regeneration processes after seed rain were studied, which included seed banks, seed germination, seedling establishment and distribution. The main results are as follows. 1. Through a 6-year long term investigation of seed rain intensities, characteristic, dispersal dynamics of 60a P. asperata plantation, we could concluded that the seed setting properties of 60a P. asperata plantation have a great variation for the characteristics trees. In the mast seed year of 2002 and 2006, the seed rain intensities of plantation was 1088.2 ± 52.3 seeds/m2 and 704.3 ± 48.9 seeds/m2 respectively, which were much greater than that of natural spruce forest (579.9 ± 28.9 seeds/m2 in 2002, and 507.5± 30.7 seeds/m2 in 2006). Furthermore, the quality of seed rain in P. asperata plantation was better than that of natural spruce forest. Contrasting with natural spruce forest, 60a P. asperata plantation has a greater potential on natural regeneration of P. asperata population and succession of community for the reason of greater seed rain intensities and better seed quality. We can confirm that seed source was not a limiting factor which influences the natural regeneration progress of P. asperata population distributed in subalpine mountain zone, at least in the mast seed year. 2. Contrasting with natural spruce forest, P. asperata population had more viable seeds in seed bank before the germination. Although the difference of seed rain intensities of two forests has effect on this phenomenon, the difference of seed conservation ability in two forests was the main factor. In the P. asperata plantation, the seed densities and seed vertical distribution pattern were significant effected by the microsites, which posed by different ground cover types. In other word, Microsite with ground covers can obstruct most seeds and keep them in ground cover layer from seed rain, and these ground covers would be the main site for seed occurrence. There was a significant difference about seeds conservation ability among these ground covers. Litter and moss could better conserve P. asperata seeds which distributed in this two covers. Seed banks exist in litter and moss ground cover types could respectively provide 302seed/m2 and 366.1seed/m2 for natural regeneration before the seed germination. From this point of view, we could conclude that ground covers can ensure considerable numbers of seeds for the germination process. 3. Seed germination and seed establishment are key steps that the seeds invert to seedlings in natural generation process. In sum, the seed/seeding transform rate in 60a P. asperata plantation distributed in Miyaluo artificial forest area is very low. the seed/seeding transform rates in litter, moss, herb, soil surface and natural spruce forest were 2.22%、2.14%、0.57%、0.67%、1.05%, respectively. The low transform rate become to a limiting factor of P. asperata natural regeneration process. However, under the existing conditions of natural regeneration, microsit still had significant effect on this transform. The states of Seed germination, new seedling conservation, and older seedling distribution in litter and moss were better than in any other ground cover type or natural spruce forest. In addition, the micro-relief has significant effect on natural regeneration process. Concave site was more suitable for seed collection, seed germination and seedling distribution.

青藏高原矮嵩草草甸种子库的初步研究

The seed bank of Kobresia humilis meadow in Qing- Zang Plateau was preliminaryly studied and the relationships among seed bank , seed rain and above-ground vegetation were compared and analysed.The results showed that there were 23 species in the seed bank in both of green up and withering stage. In species composition of the seed bank ,Ranunculaceae and Leguminosae were dominant ,while the percentage of Cyperaceae and Gramineae were lower. The percentage of K. humilis seeds was relatively lower with 0. 97 % in green up stage and 1. 97 % in withering stage. The species composition of the seed bank correlated with that of the seed rain ( r = 0. 7505 , P < 0. 01) ,and there were 18 common species which was 78. 3 %of species of the seed bank. Only 41. 81 %of above-ground vegetation species presented in the seed bank. The seed numbers of the dominant plant species in vegetation were smaller , with lower percentage in the seed bank. Therefore , the dominant vegetation of K. humilis et al. mainly depended on vegetative reproduction to maintain and strengthen. From vegetation to the seed bank in green up stage ,the species diversity decreased by 9. 94 %. It implied that the seed bank was the source of vegetation regeneration , but also a mechanism of preserving species diversity of the plants.