种子雨和土壤种子库

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种子库的种子密度和物种丰富度随着海拔的升高 有下降的趋势。

2、土壤种子库的时间动态
(1)土壤种子库的季节动态 ——因为较多物种的种子散布后,在土壤中存留较短的 时间就萌发了,而另外一些物种的种子除有一部分萌发 外,另有一部分仍留存在土壤中,处于休眠状态。 ——在北温带地区如我国的华北地区,土壤种子库的最 大值应该在晚秋的9和10月份,最小值在6和7月份。

决定土中种子的发芽能力变迁最大的因素是温 度。 实际上田间自然状态下,种子能否萌芽,除了 受到种子休眠状态的左右外,田间的温度有无 落在发芽适温内,更是决定的因素。

四、温度与土中种子的休眠循环
第四节 种子的生态适应



生物改变自身的结构和生长发育过程以与其生 存环境相协调的过程称为生态适应 (ecological adaptation)。 一、种子对不良环境的适应 1、种子对于旱的适应 ——种皮厚 ——休眠期长 ——生育期短 硬阿魏
(三)种子雨的研究方法

1、种子的收集:



用种子雨收集器收集种子,收集器即可以随机散 布,也可以均匀散布;收集时间一般从群落内第 一株植物开花到所有植物种子散布完为止。 2、种子的鉴定:
一具用物理分离法,把种子与枯枝落叶分开,通 过与种子标本相对照来确定种类; 二是通过种子萌发的实验方法来统计种子雨中的 成分和数量。
种子雨的水平分布可以表 述为,离母树的距离越远, 种子雨的密度越小。

(八)种子雨和种子库与植被的关系



种子雨和地上植被具有较高的相似性; (九)种子雨研究的展望 1、全球气候变化对不同群落或种群的种子雨组成和大 小的影响。 2、人类活动(如放牧、施肥)对不同群落或种群的种 子雨组成和大小的影响。 3、动物捕食、微生物等对种子雨的影响。 4、对不同群落或种群的种子雨特殊规律的调查研究。 5、鉴于群落或种群的特殊性,种子雨、土壤种子库及 地上植被的关系。
(三)土壤种子库研究热点
(1)土壤种子库研究方法的探讨;
(2)土壤种子库的分类;
(3)与土壤种子库有关的假说;
双面下注假说(bet-hedgeing hypothesis):其基本思想是 即使给予理想的条件和适当的季节、温度、湿度和种子埋藏 深度等。种子仍然保持休眠状态,等到以后几年萌发。
(4)土壤种子库分布的时空格局; (5)地上植被和土壤种子库的关系; (6)土壤种子库的动态研究 。

对大多数种子植物来说,种子雨的分布具有二 维空间的分布;但对附生植物来说,还包括垂 直分布的三维空间。 在水平面上,种子雨的分布形状对种源来说应 该是非对称的,如风向可把大多数种子带向顺 风的一面,结果造成种子雨的分布就像一个地 形图,有种子密度的顶峰,也有密度的低谷。 有两个因子用来描述种子雨:一是种子密度或 数目与种源的距离;另一个是相对于种源的方 位。
第二节 种子雨和土壤种子库





一、种子雨 (一)种子雨和种子影 1、种子雨:在特定时间和特定空间从母体植株上散 落的种子批称为种子雨 (seed rain),又称种子流 (seed flow) 。 2、种子影:在种源附近被散布的种子,其空间分布 被称为“种子影” 。 (二)种子雨的研究历史 种子雨的研究是植物种群生态学、植物群落生态学 研究的重要内容。种子雨的研究始于20世纪30年代。 过去对种子雨的研究大体上分为两部分:一是对群 落种子雨的研究;二是对种群种子雨的研究。
2、种子对涝渍生境的适应

——种子萌发能忍受很低的氧分压; ——可利用NO3,作为O2的来源,以补充氧气的不足; ——具有抗涝结构 (莲藕种子具有很厚的种被和种 内气室 ;气生根等) 3、种子对盐渍生境的适应 盐分对种子萌发的影响一般归结为渗透效应和离子效 应。 渗透效应引起溶液渗透势降低而使种子吸水受阻,从 而影响种子萌发。离子效应一方面造成直接毒害而抑 制种子萌发;另一方面渗入种子,降低种子渗透势, 加速吸水而促进萌发。



不同样点种子的分布密度具有高度的克陶特克模式分布, 即一些样点具有较大数目的种予,而另外一些样点仅有 很少种子或没有种子。

(3)土壤种子库的垂直分布 随着土壤深度的增加,单位面积种子数目下降。


对我国温带典型草原的研究发现,土壤中的大多 数种子分布在土壤上层0-7cm。 (4)海拔对土壤种子库的影响
(二)土壤种子库的重要性
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种子库在植物进化、种群动态和群落过程方面起到以 下的重要作用: 1、种子库是遗传分化 (变异)之源,使不同年代的基因进 行交流成为可能; 2、维持种群库,特别是对一年生植物来说,它是植物 种群存在不可缺少的一个环节; 3、在随机振荡的环境中维持种群的稳定; 4、种子库与维持物种多样性的群落过程有关,使得相 互竞争的物种能够共存; 5、在受干扰后植被的恢复方面,具有潜在的重要性。
一、种子休眠循环的测量 采集成熟 的种子 风干、 过筛
埋入 土中
按月取 出种子
确定种子的 休眠情况
发芽 试验
二、土壤中种子发芽能力的变迁

1、夏季一年生植物
2、绝对冬季一年生植物
3、兼性冬季一年生植物

4、春夏季发芽的夏季一年生植物 5、一年四季都可以发芽的多年生植物

三、温度与土中种子的萌芽
是指种子在土壤中存活不超过一年就萌发。
持久土壤种子库 (persistent soil seed bank):是指种子在土壤中休眠期至少一年。
温带地区草本植物的土壤种子库分成四种类型:
第一及第二类型称为暂时性种子库,这类种子仅在一年特定 季节(月份)出现,其他的时期则无;第三及第四为持续性 种子库,这类种子整年都存在于土壤中。

(四)种子雨的来源、降落和分布




1、种子雨的来源:主要为其上层植被中不同植 物的结实,这些种子大多数来自附近的植株, 也有少量种子来自于较远处的植物。 2、种子雨的降落形式 (1)独立散布:如豆科植物的荚果,果实开裂 时依靠果皮扭曲的力量将种子弹出。 (2)风力散布: (3)附着散布: (4)动物散布: (5)原地散布:
第三节 种子的休眠循环及自然萌芽



种子的完全休眠、无休眠和制约休眠 当种子处于完全休眠时,表示没有任何的环境 条件(包括温度、水分及氧气状况)足以使该 活种子发芽; 当种子处于无休眠时,表示该种子能发芽的环 境 (如发芽温度范围)最宽广; 处在制约休眠的种子则仅在特定的环境 (如温 度)范围中才可以发芽,而此范围较无休眠种 子窄。 种子从完全休眠到制约休眠再到无休眠的过程 即种子的休眠循环。




3 、动物散播( zoochory ):因动物的携带而传播的可 再分体内携传播、外附传播 、口衔传播 等。 有助于种子散播的动物包括鸟、蚂蚁、扁蝠、爬虫类、 鱼、及哺乳动物等(包括人类)。 (1)体内传播:即种子被动物食用,有些经过酸性消 化液的作用后随粪便排出,被传播到远方。这类种子一 般具有吸引动物的特征,如颜色、气味、丰富的营养、 较大的体积等,如柑橘。 (2)附着传播:即种子黏附在动物毛发、皮革或体表, 随其活动而散落在土壤中。这类种子一般有钩刺(苍耳) 或黏性物质(车前草)。 (3)搬运传播:即种子被动物收集、隐藏作为食物, 没有被取食的种子因发芽而实现了种子的传播,如松果 等。
3、旋钻弹播 (creeping diaspore) 如野燕麦果实的芒因 大气湿度的干湿交替 而膨胀收缩,使得芒 得以旋钻进入土壤。 4、重力散播 (barochory):成熟 的种子因重力下落进 入土壤。
(二)藉物散播




1、水力散播(hydrochory):一般水生植物或沼泽地 带植物的果实和种子多形成漂浮结构,以适应水力散播。 适宜水力散播的种子有一个充气组织。 2、风力散播(anemochory):随着风力完成种子的传 播。适宜风力散播的种子一般具有种子细小,或具有球 状、羽状、翅状等容易随风飘散的结构。 在同样风速下可由已知种子的借风吹送距离来估算某未 知种子的可能传送距离Vx:(其它条件不变,若风速加 倍则距离也加倍) Vb/Vx = Sx/Sb 其中:Vb =已知种子b的最远距离;Sb =已知种子b的 浮力;Sx =未知种子x的浮力

种子的生命循环包括种子的形成、散播、入 土及从土中发芽形成新个体 。
一、种子繁殖


植物繁殖种子的多少用繁殖体支出(即收获指数) 衡量,所谓繁殖体支出是指种子重量/全植株的 重量。 种子重量等于种子平均质量×种子数目。 种子的生产量因物种、地点及人为措施而不同
二、种子散播




应用现代的分子遗传标记技术、同位素标记 法和荧光染料法等研究种子雨的散布过程和 种子命运将是未来种子雨研究的热点。 种子雨和种子库的结合研究及其与动植物关 系的研究尚需加强。

二、土壤种子库
(一)土壤种子库的概念与类型 1、土壤种子库:是指存在于土壤表面及土 壤中全部存活种子的总和。 2、土壤种子库的类型: 短暂土壤种子库 (transient soil seed bank):


(五)种子雨的组成和大小
种子雨的物种组成取决于所在地植被的物种组成,种 子雨的大小决定于各种植物的种子产量,不同植被类 型的种子雨的组成和大小存在差异。
(六)种子雨的时间动态

种子雨具有季节变化,一般分为起始、高峰、 末期三个阶段 。

种子雨也具有年际变化。 影响植物结实的年际变化的原因很多,有 可能是外部环境造成的,也有可能是植物 内在的遗传因素。
第十章 种子生态



教学内容 ——种子的生命循环 ——种子雨和土壤种子库 ——种子的休眠循环及自然萌芽 ——种子的生态适应 ——种子生态的应用 重点:种子散播的方式、种子雨和土壤种子库、种子的 生态适应 。 难点:种子的休眠循环及自然萌芽、种子生态的应用。

第一节 种子的生命循环
如每年的气候条件特别是生长季降水量的 不同。各种植物的结实能力会有一定的差 异,从而造成种子雨密度的波动。


(七)种子雨的空间分布的异质性

种子雨的空间分布格局取 决于植物的生物学特性, 如植株高度、种子重量等; 一些环境因素,如地形、 风向和风速等

植株越矮,种子越容易分 布在种源附近;种子越重, 种子越容易分布种源附 近。
1、耕犁的影响:减少 种子库内杂草种子数 目。


2、除草剂的影响 持续使用除草剂可降低土壤 中杂草种子数目。 3、肥料的影响 一般杂草在肥沃的土壤中容易 产生较多的种子。
(六)土壤种子库的时空格局

1、土壤种子库的空间格局 (1)群落 (或植被)类型影响土壤种子库的物种组成、大小 及分布 。 群落所处的演替阶段、动物捕食行为、种子的生理特性 等各因素也影响土壤种子库的物种组成。 一般情况下耕作农田的种子库数量大于草地,草地大于 森林。 (2)微生境影响土壤种子库的水平分布。






(2)土壤种子库的年际变化 土壤种子库的年际变化是由于年降雨量等气候 因子的变化、植被的演替及植物结实的周期性 变化等引起。 (3)不同的演替阶段影响土壤种子库的组成 和大小 3、种子在土壤中的寿命 (1)种子在土壤中的寿命及其证据 “一年的种子散布,导致七年的杂草。" (2)影响种子在土壤中寿命的环境因素
种子成熟后通过散播离开母体进入土壤。 种子散播的方式一般分为自主散播和藉物散播。 (一)自主散播(autochory) —— 指种子因本身的构造通过重力、弹跳或旋钻等 方式而离开母体甚至进入土中。 1、主动弹播(active ballist):通过各种方式,如死 组织的吸水、活组织的张力(如果实或种皮的膨压) 等,主动将种子弹出去。弹出的距离因植物而异。 如炸浆草、凤仙花、天竺葵等。 2、被动弹播(passive ballist):植物因外力的刺激 而将种子弹出。如风弹播和雨弹播。
(四)土壤种子库的研究方法

1、土壤样品的取样方法 经常采用的方法有:大数量的小样方法;小数 量的大样方法;大单位内子样方再分亚单位小 样方法 。 2、土壤种子库物种组成的鉴定方法 (1)物理分离法 ; (2)土壤发芽法(幼苗萌发法) 。

(五)土壤种子库的组成与大小
种子库的大小因地区、 植被类型的不同而有 很大差异 ,反映出耕 地环境、作物类型与 栽培方式的影响。
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