近年关于土壤种子库研究内容及进展

近年关于土壤种子库研究内容及进展院－系：生命科学与技术学院专业： 09生物科学年级： 2009级学生姓名：学号：导师及职称：袁** 上课时段：周四（3,4节）近年关于土壤种子库研究内容及进展摘要：土壤种子库是指存在于土壤中全部存活种子的总称。

土壤种子库研究是植物生态学研究的一个重要领域。

研究土壤种子库是对生物多样性研究的一个重要补充，有助于对植被更新和植被演替动态的了解，对于植被重建与恢复具有指导意义，有利于指导我们的生产实践。

这篇论文就土壤种子库研究的取样方法、研究内容及进展等方面整体综述，整理清方法思路，为以后的实验操作提供一些有益途径和理论依据。

关键字：土壤种子库取样空间分布植被演替一、土壤种子库的形成土壤种子库中的大部分组成是土壤中的种子。

但是，有些种子仍旧在土壤表面或者是枯枝落叶、森林地面落叶层或者是腐殖质中。

种子落到土壤的裂缝中，在洪水期间被沉积物所覆盖，或者是由被风吹起的土粒所包埋。

对于包埋种子来说，土粒大小是很重要的，尤其是那些被风吹着沿地表移动的土粒。

在野外研究中，所有物种被包埋的种子数量随着土粒大小的增加而增加，直到一个特定的阈值[1]。

土粒越大包埋的种子就越多，土粒越小包埋的种子就越少。

许多动物也会产生一些埋藏种子的行为，一些脊椎动物有意或者无意的在打洞时，会埋藏一些种子到土里去，例如豪猪、蛇、田鼠等。

无脊椎动物，包括蚂蚁、甲虫、蚯蚓也会埋藏种子。

对于土壤的不同干扰活动也会导致一些种子的埋藏。

如在农田耕作中，犁田活动是导致种子埋藏到土壤中的主要方式。

二、土壤种子库的取样方法土壤种子库水平空间分布的研究方法有三种：邻接样方法、随机取样法和距离法[2]。

所有研究种子库的文献中，土壤取样取自其生境。

然后通过不同的方法来判断种子数目。

现在常用的方法有两种：一是直接从土壤中分离出种子来，然后计数；二是让其萌发后计数萌发的幼苗数[3]。

我觉得用第二种方法比较实际，第一种的话是因为种子有些太小，有土粒混合在其中，不便于分辨谁才是种子。

有关土壤种子库研究方法的研究表明，把种子从土壤中分离出来以便进行计数和分类，其分离方法是一个技术难题。

被大多数研究者所接受的研究土壤种子库的实验方法有两种：萌发法和漂浮浓缩法[4]。

种子分离出来以后，必须对它们的种类和活力进行鉴定。

种类鉴定师土壤种子库研究的基础。

归纳来说，种子鉴定常用的方法为萌发法和物理方法。

物理方法包括湿网筛选法、漂浮浓缩法和网筛分选法和吹风分离法。

其中种子萌发法是最常见的鉴定方法。

种子萌发法即把土样置于温室，控制适当的光、温度、湿度条件，使存活种子尽可能全部萌发，并定时记录种苗数目，鉴定种苗种类[5]。

为提高土样中大多数物种的萌发率，许多研究在萌发前都进行土样处理，通常是用小网孔筛对土样进行筛选。

萌发过程中要保证植物生长所需的营养、水分和光照。

由于有些植物只有等到成熟或开花时才能被鉴定，必要时可能把它们从实验盘中移到其他容器中培养直至能被鉴定。

如果不对土样进行筛选，则萌发时间必须保持1年以上。

漂浮浓缩法是用各种浓度的盐溶液淘洗土样，利用种子密度差异而把它们从其他机体和矿物质中分离出来。

在研究单个物种的种子库大小时，漂浮法是可行的。

由于不同物种的种子密度变化很大，在研究植物群落的种子库是漂浮法不太合适。

要分离土样中的所有物种需要使用不同浓度的盐溶液反复淘洗，取样量大时需要耗费大量的时间。

接下来要注意的是取样的时间。

土壤样品采集时间是在群落中大多数物种已经散布了它们的种子之后，在第一个萌发季节完成之前，因而土壤包含了短暂种子库中的许多种子。

Warr[6]等认为在多年生植物和夏季一年生植物占优势的群落中，判定持久种子库的土样应该在夏季采集，即在萌发完成之后而种子成熟和散布开始之前。

如果要想土样中包含持久种子库和短暂种子库的综合，就应该在冬季或是早春取样，即在萌发开始之前。

在冬季一年生植物占优势的群落中，判定持久种子库土样应该在冬季或早春采集，即在萌发完成之后而种子成熟和散布开始之前。

在具有夏季和冬季一年生植物的群落中，冬季一年生植物成分的精确取样来自于冬季或早春的土样，夏季一年生植物成分的精确取样来自于夏季或早秋的土样。

三、土壤种子库的类型Thompson[7]等依据种子休眠和萌发等特性，将种子库分为4种类型：2个短暂种子库和2个持久种子库[7]。

具短暂性种子库的物种有两类：类型1通常为种子大的草类，它们在散布后的秋天就萌发。

秋天雨后这些物种同时发生的快速萌发填补了植被中由于夏天干旱引起的空隙。

第二种类型即短暂性种子库需要在萌发前有一个过冷阶段，同时是在冬季末期凉爽的温带气候萌发。

四．土壤种子库动态及空间分布模式影响土壤种子库的动态的因素有很多，包括种子生产、种子雨或种子散布、捕食、腐烂、休眠、萌发等[8]。

在不同的生境，为了提高存活率，不同的植物有其特有的繁殖对策。

有研究表明，植物的繁殖能力与其所属的群落的演替阶段有关，如演替初期的物种个体小，其种子的繁殖期及繁殖次数密切相关。

由于环境异质性和安全的存在，种子库在地平面上多呈集群分布。

这会使种苗密度过大，导致竞争加剧，以及种子被捕食而提高死亡率[9]。

相反，安全的存在则有利于种子保存和萌发，二者成为争论的焦点。

环境异质性是种子库分布模式的决定因子，种源、种子散布和散布媒介等因素也有着不可忽视的作用。

种子库分布格局的研究包括物种种子库分布格局类型的研究。

影响种子库分布的主要因素如种子雨与种子库的关系、种子散播后的扩散机制、种子的形态特征与种子扩散的关系、种子编入种子库层的机制，以及种子库分布格局对地上植被分布格局的影响等[10]。

大多数物种都有短期或长期续存的种子库，种子库也具有年龄结构特征。

种子库的年龄结构对种群和群落具有十分重要的影响。

如灭绝的可能性和有效种群大小、生活史特征对自然选择的响应和对种群增长的决定、人为或自然干扰后种群和群落的恢复能力以及杂草控制策略、异质种群动态、群落演替动态和物种共存等，都要求掌握有关种子库动态的内容。

影响种子库动态的因素还涉及不同类型土壤对种子活性与储藏寿命的影响，如沙土与泥炭、不同管理类型、干旱与洪涝、沃土与贫瘠土，以及与种子在土壤中与寿命有关的其他生理学特征[11]。

五、种子库与现存植被的关系大量的土壤种子库研究者研究总结，土壤种子库与地上植被的关系分为四种情形：1.有种子，有植被，所有的环境因子适于种的建成；2.有种子，没有植被，环境部适于种的建成；3.有植被，但土壤里没有种子；4.没有植被，也没有种子，可能由于缺乏散布，或者环境因子不适宜造成[12]。

现在又不同的观点，有研究称地表植被与种子库在种类组成上存在强烈的相关性。

也有研究报道演替后期土壤种子库的组成与其地上植被组成之间相似性很小。

目前还没有一个准确的统一结论。

我猜测，地上的植被是在不断演替着的，初期和演替的顶级期应该会有不同，或许分开研究效果会更好。

所以说，从物种多样性的分布格局以及演替的不同阶段对种子库与植被关系进行比较性的研究十分重要。

就发展空间来说，也有很大的潜力，会是一个阶段的跨越。

六、结语现在，人类活动越来越的干扰自然界。

在干扰恢复的过程中经常起关键作用的种子库在植被管理和重建中常常具有重要作用，因为有关土壤种子库的研究有利于对植被毁坏后的恢复过程的了解，对植物群落的有效管理依赖于对种子库动态的理解。

土壤种子库作为原先植被的繁殖体的来源，在退化土地的植被重建中具有重大潜能性，丰富的种子库多样化，为重建多种植被提供潜在可能性，成为植被周期变化的一个关键。

我觉得具有土壤种子库的知识，对于解决在农业生产实践中出现的生态学问题，以及在研究土壤与种间竞争对种群影响的基本问题上很有价值。

有助于人们对农田、森林和自然保护区的管理，帮助我们在环境治理方面做出合理决策提出合理的依据。

现在不论是国内还是国外，对于土壤种子库的研究大多集中在种子库种类、数量与空间的分布，而关于土壤种子库的扩散方面研究的很少。

文中虽然阐述了很多关于土壤种子库的方方面面，可是都只能算是研究的基石，真正能用于实际的是一整套完整的演替发展系统。

如果能研究出，一块裸地或者说被破坏的土地怎样在最短时间内发展到演替中期，它适合什么样的群落，而且对邻近地区不造成生物入侵，那就真正的完美了。

所以，以后的发展方向还是应该集中在土壤种子库在植被恢复和演替中发挥的作用会更好更有价值。

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