基本信息
書名:東祁連山高寒草甸種子庫與種子雨研究
定價:78.0元
作者:李春鳴著
齣版社:科學齣版社
齣版日期:2015-04-01
ISBN:9787030436191
字數:130000
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝
開本:16開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
《東祁連山高寒草甸種子庫與種子雨研究》可作為草業科學、環境科學等領域的科研、管理和教學人員的工具書,也可作為相關專業本科生和研究生的學習資料。
內容提要
《東祁連山高寒草甸種子庫與種子雨研究》以東祁連山高寒草甸種子庫與種子雨研究為主要內容,詳細介紹瞭土壤種子庫和種子雨的概念、研究的意義、容量(大小和結構)及空間格局、類型及分析方法,深入分析瞭東祁連山高寒草甸土壤種子庫和種子雨與現存植被的關係及其在植被恢復中的作用,分彆論述瞭未退化草地、輕度退化草地、中度退化草地、重度退化草地、新鼢鼠鼠丘、舊鼢鼠鼠丘、一年生燕麥人工草地和多年生垂穗披堿草人工草地的土壤種子庫和種子雨的大小、物種組成、多樣性特徵、數量動態,以及土壤種子庫、種子雨和地上植被之間的關係。《東祁連山高寒草甸種子庫與種子雨研究》為東祁連山高寒草甸的高效生産和持續管理提供瞭理論依據和技術支撐,同時為世界同類地區高寒草甸的持續發展提供瞭藉鑒參考。
目錄
作者介紹
文摘
1 緒 論
土壤種子庫是指土壤上層凋落物和土壤中存活種子的總和(Simpson,1989)。土壤種子是群落的重要組成部分,影響植被的發展趨勢(Mole and Drake,1999)。土壤種子庫作為植被天然更新的物質基礎(Cohen,1966)可預測種群未來的發展方嚮及趨勢(Williams et al.,2005)。在係統研究土壤種子庫的早期,Chippindale和Milton就指齣,具有土壤種子庫的知識,對於解決在農業生産實踐中齣現的生態學問題,以及在研究土壤與種間競爭對種群影響的基本問題上將是很有價值的(Chippindale and Milton,1934)。對土壤種子庫的研究在植被恢復與演替過程中有較深遠的意義,可以幫助人類在環境治理與林業發展方麵製訂閤理的政策與措施(劉旭等,2008)。土壤種子庫的研究對生態學研究具有重要意義。
土壤種子庫被認為是植物種群基因多樣性的潛在提供者。土壤種子庫提供瞭一個“記憶”,種子壽命和休眠時間越長,生態學上積纍的變異就越多,遺傳變異的潛力就越大(馮秀等,2007)。
土壤種子庫中先鋒植物對生態係統的穩定性影響較大,先鋒植物的物種多樣性和豐富度直接預示著生態係統的恢復潛力度。當在生態係統中占據主導地位的草本及木本均是從外界侵入並發展起來的情況下,可以預示,原有的生態係統已經極大的不穩定,並且喪失原有植被的恢復力度(Martins and Engel,2007)。
很多的研究都已經證實瞭土壤種子庫對植被恢復的積極作用。物種的再現部分取決於種子在土壤種子庫裏的持久性能,持久土壤種子庫在植物群落恢復過程中具有重要地位(Vécrin et al.,2007)。
在種子成熟季節,種子依靠自身的重力和外界力量(風力等)散落到地麵,Harper把在特定時間和特定空間從母株上散落的數量的種子稱為種子雨(Harper,1977)。種子雨又稱為種子流。種子雨中的“雨”錶示數量多而集中,所以種子雨的含意是植物的傳播體(包括果實和種子)像降雨一樣,大量而集中地降落於地麵(仲延凱等,1999)。種子雨中既有成熟種子,又有未成熟種子,還有死亡的種子(於順利等,2007)。種子雨是植物種子擴散的開端,作為種群的輸入源,將影響種群的結構組成和發展(鄒莉等,2007)。
種子擴散是植物更新的關鍵階段(Howe and Miriti,2000),它影響種子密度、食率、種子與母樹的距離、種子到達的生境類型及建成的植株將與何種植物競爭等,從而影響幼苗的存活和建成,終影響植物種群的生長和繁衍(Clark et al.,1999;李宏俊和張知彬,2001;Seidler and Plotkin,2006)。
一般而言,森林天然更新的成效取決於3個條件,即有無種源、有無種子發芽的條件和有無幼苗存活生長的條件。所以對於一個種群的發生發展,瞭解其有無種源、種子存活情況及種子庫的數量動態具有重要意義(馬萬裏等,2001)。森林的天然更新充分依靠自然的力量來實現森林生態環境的自然恢復,並且能夠培育齣閤乎自然規律的高生物多樣性和高生態質量的森林,而其育林成本大約隻是人工更新造林成本的1/4,是一種低投入、高産齣的森林培育方式(賈雲飛和陽艷蘭,2002)。而在森林更新動態中種子雨的生産、擴散及土壤種子庫中種子的動態等均可能成為植物更新的限製因素(Dalling et al.,1998;Barnes,2001)。因此,研究種子雨的特徵,對深入研究植物種群的更新對策、發展動態和植被恢復具有重要意義(王巍等,2000)。
另外,種子雨的研究也常和土壤種子庫一起進行。在草原上,草原植物的種子以種子雨的形式降落到地麵,儲存於土壤種子庫中,供第二年生長成為植物,草原植物靠這一過程更新繁殖。因此,對於草原來說,搞清種子雨的來源和降落具有重要意義(仲延凱等,1999)。
已經有大量關於土壤種子庫的研究在高寒和北極地區展開(Chambers,1993;Diemer and Prock,1993;Onipchenko et al.,1998;Arroyo et al.,1999;Cavieres and Arroyo,2001)。關於高寒草甸土壤種子庫和種子雨的研究報道較少(鄧自發等,1997;鄧自發等,2001;鄧自發等,2003;馬妙君等,2009;徐誌偉,2004;旦正措,2010)。這些報道的研究內容主要集中於青藏高原的種子庫和種子雨的大小及物種組成、動態,以及種子庫和種子雨與地上植被之間的關係等幾個方麵的研究。
尚占環等(2006)對黃河源區 4 種不同退化程度的高寒草地進行瞭研究,結果錶明,土壤種子庫在實驗室條件下萌發的種子數量,未退化草甸為 1194~3744 粒/m2,平均 2421.3 粒/m2;輕度退化草甸為5376~10 912 粒/m2,平均 7786.7 粒/m2;中度退化草甸為 2304~13 216粒/m2,平均8695.5粒/m2;重度退化草甸為4768~12 352粒/m2,平均8125.9粒/m2。
馬妙君等(2009)采用幼苗萌發法研究瞭青藏高原東部高寒草甸封育和退化地區土壤種子庫的差異,結果錶明,兩個樣地總共有 10 161株幼苗萌發,退化樣地土壤種子庫種子密度(6105±153粒/m2)顯著高於封育樣地(3883±798粒/m2),分屬於55個物種,23個科。
鄧自發等(2003)對青海海北小嵩草草甸土壤種子庫的大小和物種組成進行瞭初步研究,結果錶明,返青期和枯黃期小嵩草草甸土壤種子庫單位體積(1.0m×1.0m×0.1m)分彆有種子10 550粒和13 815粒,分屬於 9 個科。其中,莎草科(Cyperaceae)、豆科(Leguminosae)和龍膽科(Gentianaceae)占優勢,禾本科(Gramineae)所占比例較小。這些研究結果說明,高寒草甸擁有一個巨大的土壤種子庫。
鄧自發等(2003)對小嵩草草甸種子雨的大小和物種組成的研究結果錶明,每平方米種子雨為 8436.4 粒,由 25 種植物組成,分屬於 10個科,莎草科和禾本科所占比例較大。此結果說明青海海北高寒草甸種子雨數量也是較大的。
迄今為止,對於高寒草甸種子庫和種子雨的動態隻有鄧自發等(2003)作過初步研究,其研究結果錶明,小嵩草草甸在枯黃期種子庫主要由24種植物組成,分屬於9個科,平均單位體積(1.0m×1.0m×0.1m)有種子13 815粒;在返青期,種子庫10 550粒,分屬於9個科,物種組成與枯黃期的差異不大,但各物種所占比例發生明顯變化。在種子雨組成的時間分布上,種子散布具有明顯的季節性,主要集中在9月,8月30日至10月10日的3次調查數占種子總數的81.32%。
當前,對高寒草甸土壤種子庫和種子雨研究的主要內容是:①種子庫和種子雨的大小及物種組成;②種子庫、種子雨和地上植被之間的關係;③種子庫和種子雨在植被恢復中的潛力;④種子庫和種子雨的動態。
綜上所述,目前,對東祁連山高寒草甸土壤種子庫和種子雨的研究還很少,長期的過度放牧及不閤理利用,使得東祁連山地區的生態環境惡化嚴重。本研究對不同退化程度的天然草地、人工草地和新鼢鼠鼠丘、舊鼢鼠鼠丘的土壤種子庫和種子雨的大小、物種構成、植物生活型與植物功能群及其動態,以及土壤種子庫、種子雨和地上植被相互之間的關係進行瞭係統研究,探索瞭土壤種子庫和種子雨對東祁連山高寒草甸受損植被恢復和重建的潛在貢獻。
本項目的研究成果可為充分利用土壤中的種子進行本土植物群落恢復、提高植被重建效率、減少外來物種入侵風險提供科學依據,對該地區及其類似生態區域的草地退化治理具有重要的現實意義,為東祁連山高寒草甸生態管理及植被恢復與重建提供瞭理論依據。
2 實 驗 設 計
2.1 研究區概況
2.1.1 研究區域自然地理概況
研究樣地位於青藏高原邊緣的天祝藏族自治縣金強河河榖,南北寬5~15km,東西長約30km,境內地形受馬牙雪山和雷公山強烈隆起的影響,形成東西嚮的峽榖地帶,西高東低。該地區為寒冷潮濕類高寒草地,氣候寒冷潮濕,空氣稀薄,太陽輻射強。甘肅農業大學實驗站(海拔2960m)記錄,年均溫–0.1℃,1月平均氣溫為–18.3℃,7月為12.7℃,全年>0℃積溫1380℃。野生植物有120d左右的生長期,在氣溫高的7月仍有0℃以下的低溫齣現;年日照時數2600h;年降水量416mm,集中在7月、8月、9月,多為地形雨;水熱同期;年蒸發量1592mm,約是降水量的3.8倍,春季常有旱象;無無霜期(李鳳霞和張德罡,2005)。本研究共設置8個研究樣地(錶2.1)。
區內土層較薄,厚40~80cm,土壤pH為7.0~8.2,有機質含量高,為10%~16%。土壤從河漫灘、階地至高山依次為亞高山草甸土、亞高山黑鈣土、亞高山栗鈣土、亞高山灌叢草甸土、高山灌叢草甸土。
2.1.2 研究區植物區係背景
金強河地區的植被屬於青藏高原植物亞區。組成本區的種子植物約有384種,分屬於50科168屬。其中灌木有12科16屬30種,以薔薇科(Rosaceae)、楊柳科(Salicaceae)、杜鵑花科(Ericaceae)植物為主;草本有354種,以禾本科(Gramineae)、菊科(Compositae)、毛茛科(Ranunculaceae)、莎草科(Cyperaceae)、豆科(Leguminosae)、薔薇科等植物為主(於應文等,1999)。
依據氣候-土地-植物綜閤順序分類法,該區草地為寒冷潮濕高寒草甸類,草地型主要有珠芽蓼+嵩草型(Polygonum viviparum+Kobresia spp.)、禾草+雜類草型(grass+forb)、矮嵩草+珠芽蓼型(Kobresia humilis+ Polygonum viviparum)、綫葉嵩草+龍膽型(Kobresia capillifolia+Genttiana spp.)(許鵬,1994)。
2.1.3 研究樣地植物群落學特徵
依據草地綜閤指標評價法和任繼周提齣的以草地植物經濟類群和特徵植物、地錶狀況、水土流失現象、土壤有機質和酸度為指標的綜閤判斷法(任繼周和硃興運,1995;硃興運等,1995),以及中國科學院自然資源綜閤考察委員蘇大學關於草地退化程度暫製訂的分級與指標(孫吉雄,2000)(錶2.2)確定4個不同退化程度的草地。
……
序言
這是一本讓我沉思良久的書,讀完《東祁連山高寒草甸種子庫與種子雨研究》,我被深深地震撼瞭。作者以嚴謹的科學態度,卻用詩意的語言,為我們展現瞭一個前所未見的生態畫捲。高寒草甸,這個常常被人們忽略的角落,在他的筆下煥發齣瞭蓬勃的生命力。書中對種子庫的闡釋,不僅僅是簡單的數據羅列,更是對生命輪迴的深刻解讀。我驚嘆於那些沉睡在土壤深處的種子,它們在漫長的歲月中,如何積蓄力量,等待著屬於自己的春天。而種子雨的部分,則像是一場生命的傳遞,每一粒飄落的種子,都承載著對未來的希望。作者在分析種子雨的構成和季節性變化時,巧妙地結閤瞭地理、氣候等多方麵因素,使得整個研究更具說服力。我尤其欣賞他在書中對自然規律的敬畏之情,以及對生態平衡的深刻理解。這本書讓我明白,每一個微小的生態係統都擁有其獨特的智慧和運轉邏輯,而我們人類,也隻是這個宏大生命網絡中的一部分。它不僅僅是一本科學著作,更是一次關於生命、關於自然、關於我們與地球關係的哲學對話。
評分《東祁連山高寒草甸種子庫與種子雨研究》是一次奇妙的探索之旅。在閱讀過程中,我仿佛成為瞭一名探險傢,跟著作者的腳步,一步步深入到那片充滿未知的高寒地帶。書中對於種子庫的描繪,讓我對植物的生命周期有瞭全新的認識。作者細緻地分析瞭不同生境下種子庫的組成和結構,揭示瞭隱藏在土壤深處的那份沉默的生命力。我特彆喜歡書中對種子萌發條件的詳細闡述,那是一種對於微觀世界的細緻觀察和深入理解,讓我不禁感嘆植物生命的頑強。而種子雨的研究,更是為我打開瞭一個全新的視角。作者通過對不同傳播途徑和傳播媒介的分析,讓我看到瞭生命如何以一種最自然、最純粹的方式進行繁衍和擴散。書中那些生動的案例和嚴謹的數據,讓我對高寒草甸的生態過程有瞭更清晰的認識。這本書讓我不僅僅是瞭解瞭一個地理區域,更是瞭解瞭一個充滿生命活力的生態係統,以及隱藏在其背後那股生生不息的力量。
評分讀完《東祁連山高寒草甸種子庫與種子雨研究》,我仿佛經曆瞭一場穿越,從喧囂的都市瞬間被帶到瞭那片神秘而壯麗的高寒地帶。作者以極其細膩的筆觸,描繪瞭祁連山脈深處,那片被白雪覆蓋、卻孕育著頑強生命力的草甸。書中對種子庫的闡釋,如同打開瞭一個微觀世界的寶藏,讓我驚嘆於一粒粒渺小的種子所蘊含的驚人能量和生命密碼。我尤其著迷於作者對於不同季節、不同海拔下種子組成和分布的詳盡分析,仿佛親眼見證瞭植物們如何巧妙地在嚴酷的環境中生存繁衍。書中那些精美的插圖,將不同種類的草本植物描繪得栩栩如生,讓我能清晰地辨認齣它們各自獨特的形態特徵,甚至能想象齣它們在風中搖曳的姿態。作者在探討種子庫的動態變化時,也融入瞭對氣候變化、人類活動等因素影響的深刻思考,這使得整本書不僅僅是一份科學報告,更是一麯對自然生命力的贊歌,以及對生態保護的深切呼喚。閱讀過程中,我數次停下來,凝視著那些數據圖錶,試圖理解背後蘊藏的生態智慧,也為大自然的鬼斧神工而深深摺服。這本書讓我對高寒草甸的認識,從模糊的印象,變成瞭具體而生動的畫麵,充滿瞭對未知的好奇和對科學的敬畏。
評分讀罷《東祁連山高寒草甸種子庫與種子雨研究》,我感覺自己仿佛與那片土地産生瞭某種奇妙的連接。作者用一種近乎虔誠的態度,描繪瞭高寒草甸種子庫的豐富多樣,以及種子雨的生生不息。書中對種子庫的深入剖析,讓我領略到生命在極端環境下的驚人適應能力,那些沉睡的種子,每一個都可能是一個新的故事的開始。我尤其為作者對種子休眠機製和萌發策略的研究感到著迷,這其中蘊含的智慧,是自然界最寶貴的財富。而種子雨的章節,則充滿瞭動態的美感。作者詳細描述瞭種子在風的吹拂下、在動物的幫助下,如何跨越山川,播撒生命的種子。我仿佛能聽到風吹過草甸的聲音,看到種子在空中飛舞的軌跡。這本書讓我明白,在看似荒涼的高寒之地,其實隱藏著一個生機勃勃的世界,一個充滿著生命律動和生態智慧的世界。它不僅僅是關於科學研究,更是關於對生命本身的尊重和對自然奇跡的贊嘆。
評分坦白說,一開始我對《東祁連山高寒草甸種子庫與種子雨研究》這類偏嚮學術的題材並沒有太大的期待,總覺得會是枯燥乏味的專業術語堆砌。然而,這本書徹底顛覆瞭我的認知。作者的敘述方式齣人意料地引人入勝,他並沒有直接拋齣大量的專業名詞,而是通過一係列生動的故事和場景,將復雜的科學概念巧妙地融入其中。我仿佛跟隨他的腳步,深入到祁連山脈的腹地,感受著那裏的缺氧、低溫和強烈的紫外綫,同時也目睹著生命如何以一種近乎奇跡的方式,在如此極端的環境下紮根生長。書中對種子雨的研究部分,更是讓我大開眼界。作者用極具畫麵感的語言,描述瞭那些飄落在地麵的種子,它們是如何成為新的生命的起點,又是如何影響著草甸的未來格局。我特彆喜歡書中關於“種子機場”的類比,將風、動物等傳播種子的過程描繪得生動有趣,讓我這個非專業人士也能輕鬆理解。這本書不僅僅是關於種子,更是關於生命本身的韌性、適應性和傳播的力量,它讓我開始重新審視我們身邊的每一個微小的生命,思考它們背後的故事和意義。
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