Effect of sand burial depth on seed germination and seedling emergence of Calligonum L. species

A greenhouse study was conducted to determine the effects of sand burial on seed germination and seedling emergence of ten Calligonum L. species. The results suggested that the deeper the seeds in sand, the lower and slower their germination and seedling emergence. Seedling emergence occurred from a maximum depth of 12 cm with most seedlings emerging from 2 and 4 cm depths. The percent seedling emergence, number of days of first emergence, percent seed germination and percent of dormant seeds were significantly affected by different species and burial depth. There was a significant positive correlation between the number of days to first emergence and burial depth. Both mean percent germination and percent seedling emergence were negatively correlated with depth significantly for each species.     

水分和沙埋对4种沙生植物种子萌发和出苗的影响

通过室内试验研究了土壤水分和沙埋深度对4种沙生植物种子萌发和出苗的影响。结果表明:草本雾冰藜（Bassia dasyphylla）种子萌发和幼苗出土喜好水分,水分含量越高,种子发芽率越高;半灌木黑沙蒿（Artemisia ordosica）、灌木沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）和沙棘（Hippophae rhamnoides）种子在含水量为15%~20%的土壤中发芽率高,干旱或水分含量过高会导致种子发芽率降低。沙埋深度显著影响种子的萌发和出苗,雾冰藜种子在无沙埋时发芽率最高,黑沙蒿适宜沙埋深度为0.5 cm,沙冬青和沙棘适宜沙埋深度1.0 cm。     

供水量及沙埋厚度对两种梭梭出苗的影响

 在自然条件下,研究了沙埋和单次供水对梭梭（Haloxylon ammodendron）、白梭梭（Haloxylon persicum）种子萌发和幼苗出土的影响。结果表明,在试验期内（30 d）,梭梭、白梭梭出苗率随沙埋厚度和供水量的增加出现先增加后减少的趋势;出苗速率（除无沙埋）也呈现出相同趋势;死亡率和死亡速率为减少的趋势。在供水量为20～40 mm时梭梭、白梭梭种子适宜出苗,适宜供水量接近当地冬季平均降雪量;沙埋厚度为 0.5～1.0 cm的条件下出苗率较高,反映了梭梭、白梭梭对沙区环境的生态适应。根据古尔班通古特沙漠气候特点与本次试验结果,梭梭与白梭梭的人工播种辅助恢复应在早春融雪之前进行。     

沙埋对河西走廊4种旱生植物种子萌发和幼苗生长的影响

测定了驼蹄瓣(Zygophyllum fabago)、骆驼蒿(Peganum nigellastrum)、唐古特白刺(Nitraria tangutorum)和黒果枸杞(Lycium ruthenicum)等4种旱生植物种子重量、形状、萌发及活性,试验了沙埋深度(0、1、2、3、4、5 cm)对种子萌发、幼苗出土和生长的影响。结果表明:4种植物的种子扩散时为中度休眠;种子活性与重量、形状之间为显著负相关关系(p<0.05);种子初次萌发率与重量之间为不显著负相关关系;大而不规则种子有较低的活性,小种子扩散时有较高萌发率。随沙埋深度的增加,4种植物种子出苗率下降,首次出苗时间推迟,茎高、绝对株高和根长呈现先上升后下降的趋势,地下和地上生物量比值呈先上升后下降或随埋深增加而下降。幼苗出土和生长的最佳沙埋深度是:驼蹄瓣1~3 cm,骆驼蒿0~1 cm,唐古特白刺0~2 cm,黑果枸杞1~2 cm。在植被恢复过程中应考虑破除种子休眠的方法以及浅层沙埋等条件,以提高出苗率、增大幼苗定植率。     

石羊河上游干旱草原星毛委陵菜群落土壤种子库

星毛委陵菜(Potentilla aclaulis)被认为是阻止草原进一步退化的一道"绿色屏障",其群落土壤种子库的退化机制能够为草地生态恢复提供依据.通过大面积调查,研究了石羊河上游干旱草原退化演替过程中星毛委陵菜群落的土壤种子库,结果表明,土壤种子库共有19个物种,分属14个科;随着星毛委陵菜种群分盖度的增加,种子库种类及密度呈递减趋势,禾本科的密度减少,不食草种类减少,但是密度增大;在垂直方向上,种子库的种类逐层减少,密度出现0～5 cm>10～15 cm>5～10 cm的变化趋势;星毛委陵菜种子库很小,只占2.93%,其再生途径倾向于无性繁殖;种子库和地上植被的相似性指数平均为0.392,土壤种子库中没有发现原生地带性植被优势种群的种子,反映了草地群落退化的不可逆转性.     

不同温度和沙埋深度对砂生槐种子萌发及幼苗生长的影响

在沙地环境中,沙埋是影响植物种子萌发和幼苗存活的一个重要因素。砂生槐是西藏特有的沙生植物,主要分布在雅鲁藏布江中游地区及拉萨河、年楚河等主要支流宽谷区。对砂生槐幼苗进行了控制沙埋试验,研究了不同温度和沙埋深度对砂生槐种子萌发特性的影响。结果表明,温度和沙埋深度显著影响砂生槐种子的萌发率和出苗率。在15～30 ℃的温度范围内,随着温度的升高,种子萌发率显著下降,15 ℃时,其种子萌发率达到最高值;砂生槐种子能在深度≤10 cm的沙埋中萌发,≤8 cm的沙埋中出苗,在此范围内,随着沙埋深度的增加,砂生槐种子的萌发率和出苗率逐渐降低。沙埋深度在植株高度的33％时,砂生槐幼苗能够存活,且总生物量大于未沙埋幼苗;当沙埋深度增至植株高度的66％时,砂生槐幼苗存活率降至43％,生长受到抑制;而当沙埋深度增至植株高度的100％和133％时,没有砂生槐幼苗存活。可见砂生槐植株在适应沙埋环境方面主要采用调整生物量分配模式的生态对策。     

塔里木河下游退化荒漠河岸林地上植被与土壤种子库关系初探

以塔里木河下游为研究区,选择退化程度不同的4个典型断面19个样地,利用种子萌发法进行了两年的种子库土壤萌发实验,试图就生态严重退化区的土壤种子库与地上植被的关系以及退化程度的差异对种子库特征的影响开展针对性的研究。结果显示: ①塔里木河下游土壤种子库的基本特征是:种子库密度小、物种种类组成较单一、物种的多样性低和地上植被与种子库的相似性较低;②随退化程度的加剧,土壤种子库密度明显下降、表层种子库比例升高、一年生草本占优势逐渐向多年生草本和灌木转变、地上植被与土壤种子库物种组成上差异显著;③退化过程中种子库多样性的变化比地上植被变化要迟缓,但是在植被退化演替的末期,土壤种子库的物种多样性指数衰减的幅度又明显快于地上植被的衰减幅度;④受干旱环境和严重退化的双重影响塔里木河下游土壤种子库与地上植被的关系表现出退化演替末期共有物种数的减少和相似性明显递减的特点。     

土壤种子库萌发实验在野外与室内的对比分析

实验室萌发法是目前国内外研究土壤种子库时普遍采用的方法,而实验室与野外自然环境在萌发条件上具有很大的差异,在野外进行萌发实验是否对土壤种子库恢复潜力的估计更具有可靠性？鉴于此,我们在塔里木河下游选择了3个典型断面,分别在野外和实验室进行了土壤种子库萌发实验。结果表明:①野外与实验室萌出的物种相同,但幼苗密度在野外(598.8株\5m-2)明显高于实验室(530.3株\5m-2)。②物种组成中,豆科物种在野外实验幼苗密度明显较高;若以生活型划分,多年生草本和灌木幼苗密度在野外明显高于实验室。③各物种在野外和实验室的萌发特征相似,但在实验室萌发速度较快,萌发高峰期提前了2~3 d。综合来看,对于塔里木河下游土壤种子库的研究,在野外进行萌发实验其结果更具有可靠性。这对今后土壤种子库的研究具有参考意义。     

Soil seed bank longevity of the exotic annual grass Bromus rubens in the Mojave Desert,USA

Although arid environments are often considered among the least invaded terrestrial biomes, the impacts of exotic plant species can be severe and long lasting. Bromus rubens (red brome) is an exotic annual grass species in the Mojave Desert known to outcompete native plant species, alter habitat, and promote accumulation of fuel that contributes to increasing fire frequency and severity. We assessed longevity of the exotic B. rubens seeds in the soil by burying seeds at four depths (0, 2, 5, and 10 cm) and recovering seeds 6, 12, 18, and 24 months after burial. Seed viability was reduced with greater burial depth and greater time since burial. A relatively small proportion of seeds retained viability for two years, suggesting that while the B. rubens seed bank can be large, it is relatively short-lived. Although B. rubens apparently relies more on the annual production, dispersal, and germination of seeds than on a long-lived seed bank for its annual recruitment, the numerous seeds produced by individual plants indicate that even a small proportion of seeds remaining viable for more than a year can aid recruitment from the seed bank and is an important factor in understanding population dynamics.     

塔里木河下游漫溢区土壤种子库及幼苗库特征

结合土壤种子库萌发实验和幼苗库野外调查,研究塔里木河下游漫溢区土壤种子库和幼苗库特征及两者之间的差异,同时对不同微地形条件下两者多个生态指标进行分析比较。结果显示:（1）土壤种子库和幼苗库共发现有11科21属22种植物。土壤种子库有效种子密度为681±166个\5m-2,而幼苗库的密度为74±30株·m-2。土壤种子库和幼苗库均以多年生草本植物为主。（2）土壤种子库的Margalef指数值显著大于幼苗库,Simpson指数和Shannon-Wiener指数的值则略大于幼苗库。土壤种子库和幼苗库之间的物种相似度为0.553。（3）在不同微地形条件下,土壤种子库和幼苗库的密度和多样性指数变化趋势有所不同,但总体上均表现为土壤种子库大于幼苗库。     

土壤水分对流动沙丘迎风坡与丘间低地过渡带植被入侵的制约

在半干旱沙区植物天然更新过程中,种子萌发、幼苗出土是植物种群维持和实现更新的关键阶段。通常认为,在这一阶段,土壤水分和土壤种子库是主要制约因素。分别对流动沙丘迎风坡与丘间低地过渡带的出土幼苗密度与土壤种子库密度和土壤水分进行二元相关分析。结果表明,生长季的出土幼苗密度与土壤种子库密度的相关性未达到显著水平（P>0.05）;出土幼苗密度与土壤水分呈显著正相关（P<0.05）,而且,幼苗密度随土壤水分呈对数增加。这说明,在植被入侵流动沙丘迎风坡与丘间低地过渡带裸沙的过程中,土壤水分是主要的制约因素,而土壤种子库的制约作用则没有表现出来,植被自然恢复更多地依赖于从沙丘附近植物群落传播来的种子。     

Effects of sand burial on dune plants: a review

Burial of different growth stages of plants （e.g., adult plants, seedlings and seeds） is frequent in dune ecosystems. The soil micro-environment, which differs from surface conditions, influences the survival and growth of dune plants. To sum up knowledge about the survival mechanisms of plants under sand burial and to promote practical rehabilitation of dune vegetation, we reviewed relevant published literature and concluded that： （1） Focus in recent years has been on impacts of sand burial on seed germination and seedling emergence. Generally, shallow burial increased seed germination and seedling emergence, but deeper burial was negative. Buried at the same depth, large seeds showed higher germination and seedling emergence rates, attributed to larger energy reserves. （2） Survival, growth and reproduction rates of dune plants show plasticity in response to sand burial. Long-term deep burial is fatal because it creates a physical barrier which overcomes the vertical growth of plants, reduces photosynthetic leaf area, and limits oxygen availability to roots. Modest burial, on the other hand, is advantageous for growth and reproduction of many dune plants, due to protection from excessive temperature and drought. （3） There are few reports concerning effects of sand burial on plant physiology, but a limited number of studies indicate that partial burial increases water use efficiency, chlorophyll content, transpiration rate and net photosynthetic rates. The antioxidant protective enzyme system and osmolyte balance were reported to be involved in the mechanisms of dune plant resistance to burial.     

生物土壤结皮对一年生植物影响研究进展

生物土壤结皮在荒漠地区广泛分布,它的形成和演替深刻地改变了土壤表层的结构特征和理化性质,进而影响了荒漠地区一年生植物的种子传播、萌发、幼苗存活及生长过程。本文回顾了国内外有关生物土壤结皮对一年生植物影响的研究,综述了生物土壤结皮对一年生植物的土壤种子库、种子萌发、幼苗存活及生长过程的影响,分析了各研究结论中存在争议的原因,总结了生物土壤结皮对一年生植物种子传播、萌发、幼苗存活及生长影响的内在机理,指出了生物土壤结皮对荒漠地区植被组成的筛选作用,并对进一步的研究进行了展望。     

沙埋对六种沙生植物种子萌发和幼苗生长的影响

分别对6种植物的种子进行0 cm、0.5 cm、1 cm、2 cm、3 cm、4 cm、6 cm、8 cm、12 cm 九个深度的沙埋处理。结果表明：①对于所有的植物种子,0 cm沙埋较浅层沙埋有较低的出苗率;②沙埋对所有植物种子的幼苗出土均有显著的影响(P<0.05),随着埋沙深度的增加,植物幼苗的出土均显著的下降;③植物种子幼苗出土的最大深度与繁殖体的大小呈现显著的正相关性,繁殖体大的植物种能从更深的沙层中出苗。     

胡杨种子出苗对沙埋和供水条件的响应

为探讨胡杨种子出苗对沙埋和供水条件的响应,对其进行0 cm、0.2 cm、0.3 cm、0.5 cm 4个沙埋深度和4.4 mm、8.8 mm、17.6 mm、22.1 mm、26.5 mm 5个供水处理。结果表明:①沙埋深度、供水量及两者的交互作用对出苗率的影响均达到极显著水平（P<0.01）;②供水条件一致时,种子出苗的适宜埋深为0～0.3 cm,埋深为0.5 cm时出苗率为0;③埋深0 cm和0.3 cm时,每天供水量17.6 mm和每两天供水量22.1 mm下的出苗率均显著高于其他处理;埋深为0.2 cm时,每天供水量8.8 mm和每两天供水量26.5 mm下的出苗率显著高于其他供水量（P<0.05）;④胡杨种子出苗较为适宜的沙埋深度和供水量条件是埋深0.3 cm、每天供水量17.6 mm或每两天供水量22.1 mm。     

春夏季放牧对古尔班通古特沙漠南部土壤种子库和地上植被的影响

位于新疆北部准噶尔盆地腹地的古尔班通古特沙漠,是世界上温带荒漠生物多样性的精华和最为丰富的典型区域。历史上这里就是北疆羊和部分马匹重要的冬牧场,但近年来的放牧活动在春夏季也开始进入沙漠腹地,使地表性质与植被覆盖发生了明显改变。应用野外随机取样与室内萌发实验相结合的方法,对比研究了古尔班通古特沙漠南部春夏季放牧和冬季放牧沙垄土壤种子库差异及其与地上植被的关系。结果表明：冬季放牧沙垄种子库种数为24种,而春夏季放牧沙垄有20种,后者明显减少了植物种数。冬季放牧沙垄种子库密度为(353.2±87)粒·m-2,而春夏季放牧沙垄为(189.1±23)粒·m-2,比前者减少了88%。两类沙垄土壤种子库的生活型组成都以一年生植物为主,相似性系数为0.711。相同沙垄不同部位的物种相似性系数在0.429～0.600之间,异质性较大,尤其表现在除垄顶之外的其他部位。冬季放牧沙垄和春夏季放牧沙垄地上植被中分别有植物36种和26种,各生活型所有物种均为后者低于前者,其中短命、类短命物种数量减少幅度最大。春夏季放牧沙垄地上植被的物种多样性和均匀度降低,而优势度升高。回归分析显示,冬季放牧沙垄定植群落有21%的变异来源于土壤种子库,而春夏季放牧沙垄有51%的变异来源于土壤种子库,可见不同季节的放牧干扰显著影响土壤种子库及其与地上植被的相关关系。     

Effects of seed age and seeding depth on growth of Stipa lagascae R. & Sch. seedlings

Native grass species are being considered in the restoration of degraded rangelands in Tunisia due to the failure of introduced species to adapt to the ecological constraints of the region. The objective of this study was to determine the effects of seed age and seedling depth on emergence and seedling vigor of Stipa lagascae, a perennial bunchgrass that is native to the region and shows promise as a species for restoration purposes. Total emergence percentage of seedlings and the coefficient of rate of emergence (CRE), the seedling vigour as well as above and below-ground biomass were measured. Younger seeds had higher emergence rates than older seeds. However, seed age did not affect variables associated with seedling vigour. Seeding depth significantly affected all parameters tested. A seeding depth of 4–6 cm was found to be optimal.     

塔里木河下游荒漠化过程土壤种子库特征

沿塔里木河下游荒漠河岸林,选择了荒漠化程度依次加重的5个断面,进行了土壤种子库野外萌发试验。结果表明:①在中度荒漠化区土壤种子库的物种相对丰富(11种),密度较高(892.6粒\5m-2);随着荒漠化程度的加剧,土壤种子库物种丰富度、总密度以及多样性指数呈现出明显下降的趋势;②与重度荒漠化区和中度荒漠化区相比,极度荒漠化区土壤种子库中的多年生草本和灌木密度占总密度的百分比有所增加,一年生草本百分比明显降低;③不同荒漠化程度对种子库密度的垂直分布影响不大,70%以上的种子集中在土壤表层0～2 cm深度。综合来看,随着荒漠化程度的加剧,土壤种子库的恢复潜力有所下降。     

播种深度和土壤水分对黄花补血草种子萌发的影响

 采集来自腾格里沙漠的黄花补血草种子,分别设置7个水分梯度（3.0%, 5.0%, 8.0%, 10.0%, 15.0%,18.0%,20%) 和6个播种深度（0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 cm）,进行黑暗（10～15 ℃）和光照(20～25 ℃)处理,研究水分、埋藏深度和温度对黄花补血草种子萌发和出苗的影响。结果表明：黄花补血草种子吸涨速率很快,在6 h种子吸水达到饱和;在土壤水分为3.0%～10.0%时,种子萌发率较高,当土壤水分达到20%时,萌发受到抑制;种子埋藏越深,萌发率越低,土壤水分太低或者太高,都不利于种子萌发。黄花补血草种子萌发和幼苗生长的最佳条件是：白天温度在25 ℃,夜间温度在15 ℃,土壤水分为10.0%,埋藏深度为0.5 cm时种子萌发率和出苗率最高。     

微生物结皮对两种一年生植物种子萌发和出苗的影响

在温室中对两种一年生植物的种子在微生物结皮和流沙对照上的萌发和出苗状况进行了实验.结果表明:在湿润和干燥状况下,苔藓结皮和藻结皮对种子萌发和出苗状况的影响,完整的和破坏的苔藓结皮和藻结皮对种子萌发和出苗状况的影响,总的来说雾冰藜(Bassia dasyphlla)在完整的苔藓结皮和破坏的两种结皮中出苗率均较高.完整致密的藻结皮能阻止雾冰藜的根接触土壤从而对其出苗设置了物理屏障.小种子植物小画眉草(Eragrostics poaeoides)因其种子较大,种子植物有相对大的土壤接触面积和具有特殊的结构须根,从而较容易克服结皮造成的物理屏障,穿透完整致密的结皮层而到达土壤.在破坏的微生物结皮中小画眉的出苗率略有降低.水分处理仅对雾冰藜的出苗有显著影响.在湿润处理下雾冰藜的出苗率要高于在干燥处理下的.因此,自然状况下年降雨量和分配状况的差异可能会影响这两种植物每年幼苗出苗率的差异,进而会影响到这两个种群在人工固沙区分布格局的差异.