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赵晓男 唐进年 樊宝丽 李银科 王祺 金红喜 张莹花 杨雪梅 何芳兰 刘有军 刘振恒

引用本文: 赵晓男,唐进年,樊宝丽,李银科,王祺,金红喜,张莹花,杨雪梅,何芳兰,刘有军,刘振恒. 高寒地区不同程度沙化草地土壤种子库特征. 草业科学, 2020, 37(12): 2432-2444 doi: shu
Citation:  ZHAO X N, TANG J N, FAN B L, LI Y K, WANG Q, JIN H X, ZHANG Y H, YANG X M, HE F L, LIU Y J, LIU Z H. Soil seed bank characteristics of grasslands with different desertification degrees in a high-cold region. Pratacultural Science, 2020, 37(12): 2432-2444 doi: shu

高寒地区不同程度沙化草地土壤种子库特征

    作者简介: 赵晓男(1997-),女,内蒙古兴和人,在读硕士生,研究方向为资源利用与植物保护。E-mail: ;
    通讯作者: 唐进年,
  • 基金项目: 国家重点研发计划(2017YFC0504804)

摘要: 为了探明高寒草甸土壤种子库对其沙化过程的响应,调查并分析了高寒区玛曲未沙化高寒草甸、沙化草地和流动沙丘土壤种子库特征与动态变化。结果表明: 1) 高寒草甸沙化过程中土壤种子库共出现物种13科32种,返青期和枯黄期均为11科24种,但物种组成有一定差异;2) 3种不同程度沙化草地0 − 15 cm土层种子库密度在返青期分别为3 096.0、679.4和56.6粒·m−2,集中分布在0 − 5 cm土层,且种子库密度均随沙化程度增加而显著降低(P < 0.05),在枯黄期低于返青期,但差异不显著(P > 0.05);3) 无论是返青期还是枯黄期,高寒草甸土壤种子库物种的优势度、多样性、均匀度和丰富度指数均随沙化程度的增加而降低,典型高寒草甸一旦沙化,种子库物种多样性就会锐减;4) 3种不同程度沙化草地土壤种子库与地上植被的相似性均较低,在0~0.5,但枯黄期高于返青期。研究结果表明,土地沙化使得高寒区土壤种子库受损较大,高寒草甸一旦沙化其土壤种子库的数量和多样性就会锐减,地带性种群不宜生存而退出,自然恢复较为困难。因此,在高寒区沙化土地治理中,人工建立适宜的土壤种子库是有效恢复与重建草地植被的关键措施和途径。

English

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  • 重庆欢乐生肖

    图 1  研究区位置图

    Figure 1.  重庆欢乐生肖 Location map of the study area

    图 2  不同程度沙化草地土壤种子库密度季节变化

    Figure 2.  Seasonal variation of soil bank density in grasslands with different desertification degrees

    表 1  不同沙化程度草地自然概况

    Table 1.  General nature and conditions of sample plots with grasslands with different desertification degrees

    立地类型
    Site type
    经纬度 Latitude
    andlongitude
    海拔
    Altitude/m
    土壤类型
    Soil type
    土壤紧实度
    Soil compaction
    植被盖度 Vegetation
    Coverage/%
    优势种
    Dominant species
    高寒草甸Alpine meadow 102°08′33.06″ E 33°56′50.40″ N 3 434 草甸土
    Meadow soil
    紧实
    Compacted
    100 高山嵩草 (Kobresia pygmaea)
    沙化草地Sandy grassland 102°08′28.53″ E33°56′26.73″ N 3 435 风沙土 (下伏土壤为草甸土) Sandy soil (The underlying soil is meadow soil) 较疏松
    Looser
    30~55 藨草 (Scirpus triqueter)、褐鳞苔草 (Carex brunnescens)、披碱草 (Elymus dahuricus)
    流动沙丘Mobile dune 102°08′29.90″ E 33°56′22.01″ N 3 438 风沙土 Sandy soil 疏松
    Friable
    < 10 藨草 (S. triqueter)、褐鳞苔草 (C. brunnescens)、赖草 (Leymus secalinus)、藏虫实 (Corispermum tibeticum)
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    表 2  重庆欢乐生肖 不同沙化程度草地土壤种子库物种组成及数量

    Table 2.  重庆欢乐生肖 Species and number of soil seed banks in grasslands with different desertification degrees

    物种名称
    Species name

    Family
    生活型
    Lifestyle
    种子库密度 Soil seed bank density/(seeds·m−2)
    返青期 Turning-green period枯黄期 Yellowing period
    高寒草甸
    AM
    沙化草地
    SG
    流动沙丘
    MD
    高寒草甸
    AM
    沙化草地
    SG
    流动沙丘
    MD
    蕨麻
    Potentilla anserina
    蔷薇科 Rosaceae P 533.3 ± 237.3 568.9 ± 159.0
    二裂委陵菜
    Potentilla bifurca
    蔷薇科 Rosaceae P 163.0 ± 127.0 151.0 ± 100.8 17.8 ± 12.2 45.3 ± 31.0
    莓叶委陵菜
    Potentilla
    fragarioides
    蔷薇科 Rosaceae P 103.7 ± 18.1 8.9 ± 8.9
    钉柱委陵菜Potentilla
    saundersiana
    蔷薇科 Rosaceae P 29.6 ± 18.1 106.7 ± 67.8
    伏毛山莓草
    Sibbaldia adpressa
    蔷薇科 Rosaceae P 37.7 ± 23.1
    钝裂银莲花
    Anemone obtusiloba
    毛茛科
    Ranunculaceae
    P 237.0 ± 65.4 53.3 ± 24.3
    疏齿银莲花
    Anemone geum
    毛茛科
    Ranunculaceae
    P 148.2 ± 110.4 45.3 ± 31.0
    矮金莲花
    Trollius farreri
    毛茛科
    Ranunculaceae
    P 103.7 ± 79.1 44.4 ± 15.7
    条叶银莲花Anemone coelestina 毛茛科
    Ranunculaceae
    P 29.6 ± 18.1 22.7 ± 22.7
    碱毛茛Halerpestes sarmentosa 毛茛科
    Ranunculaceae
    P 29.6 ± 18.1 17.8 ± 17.8
    云生毛茛Ranunculus longicaulis 毛茛科
    Ranunculaceae
    P 29.6 ± 18.1
    缘毛紫菀Aster souliei 菊科 Asteraceae P 666.7 ± 226.6 35.6 ± 18.6
    蒲公英Taraxacum mongolicum 菊科 Asteraceae P 385.2 ± 79.1 311.1 ± 80.1
    黄帚橐吾 Ligularia virgaurea 菊科 Asteraceae P 283.1 ± 174.5
    钝苞雪莲Saussurea nigrescens 菊科 Asteraceae P 29.6 ± 18.1
    乳白香青Anaphalis lactea 菊科 Asteraceae P 44.4 ± 27.2
    美丽风毛菊
    Saussurea pulchra
    菊科 Asteraceae P 44.4 ± 22.2
    狗娃花Aster hispidus 菊科 Asteraceae A 26.7 ± 26.7
    密花早熟禾Poa pachyantha 禾本科 Poaceae P 59.3 ± 36.3 26.7 ± 19.9 22.7 ± 15.5
    早熟禾 Poa annua 禾本科 Poaceae A 35.6 ± 29.0 56.6 ± 40.0
    垂穗披碱草Elymus nutans 禾本科 Poaceae P 26.7 ± 19.9
    菊叶香藜Dysphania schraderiana 藜科
    Chenopodiaceae
    A 37.7 ± 23.1 56.6 ± 22.7
    刺藜Chenopodium aristatum 藜科
    Chenopodiaceae
    A 94.4 ± 94.4
    藏虫实Corispermum tibeticum 藜科
    Chenopodiaceae
    A 22.6 ± 22.6
    车前 Plantago asiatica 车前科 Plantaginaceae P 251.9 ± 101.0 8.9 ± 8.9
    甘青大戟Euphorbia micractina 大戟科 Euphorbiaceae P 148.2 ± 72.6
    问荆 Equisetum arvense 木贼科 Equisetaceae P 118.5 ± 72.6 106.7 ± 46.1
    高山豆 Tibetia himalaica 豆科 Fabaceae P 29.6 ± 18.1 35.7 ± 29.0
    鳞茎堇菜 Viola bulbosa 堇菜科 Violaceae P 37.7 ± 23.1
    葛缕子Carum carvi 伞形科 Apiaceae P 37.7 ± 23.1 101.9 ± 70.5
    附地菜Trigonotis peduncularis 紫草科 Boraginaceae A 44.4 ± 22.2
    兰石草
    Lancea tibetica
    玄参科 Scrophulariaceae A 17.8 ± 17.8
     A: 一年生草本植物;P: 多年生草本植物。
     A: Annual; P: Perennial; AM, Alpine meadow; SG, Sandy grassland; MD, Mobile dune.
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    表 3  不同程度沙化草地土壤种子库垂直分布

    Table 3.  Vertical distributions of seed banks in grasslands with different desertification degrees

    采样时间
    Sampling time
    土层深度 Soil depth/cm高寒草甸 Alpine meadow沙化草地 Sandy grassland流动沙丘 Mobile dune
    密度 Density/(seeds·m−2)比例 Percentage/%密度 Density/(seeds·m−2)比例 Percentage/%密度 Density/(seeds·m−2)比例 Percentage/%
    返青期
    Turning-green
    period
    0 − 5 2 429.6 ± 368.6Aa 78.5 396.3 ± 86.5Ab 58.3 37.7 ± 18.9Ac 67.0
    5 − 10 414.8 ± 64.6Ba 13.4 188.7 ± 161.2Ab 27.8 18.9 ± 18.9Ac 33.0
    10 − 15 251.9 ± 129.2Ca 8.1 94.4 ± 49.9Ab 13.9 0.0 ± 0.0Ac 0.0
    枯黄期
    Yellowing
    period
    0 − 5 773.3 ± 246.5Aa 48.9 169.9 ± 50.6Ab 57.7 0.0 ± 0.0Ac 0.0
    5 − 10 417.8 ± 194.0Ba 26.4 67.9 ± 45.3Ab 23.1 0.0 ± 0.0Ac 0.0
    10 − 15 391.1 ± 263.5Ca 24.7 56.6 ± 35.8Ab 19.2 22.6 ± 22.6Ac 100.0
     同行不同小写字母表示同一土层深度不同程度沙化草地间差异显著(P < 0.05),同列不同大写字母表示同一程度沙化草地不同土层深度间差异显著(P < 0.05)。
     Different lowercase letters within the same row indicate significant differences between different desertification-degree grasslands for the same soil layers at the 0.05 level, and different capital letters within the same column indicate significant differences between different soil layers for the same desertification-degree grasslands at the 0.05 level.
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    表 4  不同程度沙化草地土壤种子库的物种多样性

    Table 4.  The biodiversity analyses of soil seed banks in grasslands with different desertification degrees

    采样时间
    Sampling time
    立地类型
    Site type
    优势度指数
    Simpson index
    多样性指数
    Shannon-Wiener index
    均匀度指数
    Pielou index
    丰富度指数
    Margalef index
    返青期
    Turning-green period
    高寒草甸 Alpine meadow0.87 ± 0.03a2.01 ± 0.09a0.82 ± 0.01a0.93 ± 0.05a
    沙化草地 Sandy grassland0.55 ± 0.28a0.44 ± 0.22b0.22 ± 0.11b0.61 ± 0.39a
    流动沙丘 Mobile dune0.00 ± 0.00b0.00 ± 0.00b0.00 ± 0.00b0.00 ± 0.00b
    枯黄期
    Yellowing period
    高寒草甸 Alpine meadow1.13 ± 0.26a1.36 ± 0.31a1.01 ± 0.19a1.06 ± 0.22a
    沙化草地 Sandy grassland0.26 ± 0.06b0.50 ± 0.12b0.27 ± 0.06b0.15 ± 0.03b
    流动沙丘 Mobile dune0.10 ± 0.10b0.14 ± 0.14b0.20 ± 0.20b0.20 ± 0.20b
     同列不同小写字母表示不同程度沙化草地间差异显著(P < 0.05)。
     Different lowercase letters within the same column indicate significant differences between different desertification-degree grasslands at the 0.05 level.
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    表 5  重庆欢乐生肖 高寒草甸沙化过程中土壤种子库与地上植被相似性

    Table 5.  重庆欢乐生肖 Similarity between soil seed bank and aboveground vegetation in the process of alpine meadow desertification

    采样时间Sampling time高寒草甸Alpine meadow沙化草地Sandy grassland流动沙丘Mobile dune
    返青期Turning-green period 0.29 0.12 0.00
    枯黄期Yellowing period 0.36 0.13 0.50
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  • <tfoot id='00bry'></tfoot>

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                • 通讯作者:  唐进年,
                • 收稿日期:  2019-04-09
                • 网络出版日期:  2019-12-01
                通讯作者: 陈斌,
                • 1. 

                  重庆欢乐生肖shenyanghuagongdaxuecailiaokexueyugongchengxueyuan shenyang 110142

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