基質(zhì)添加對(duì)土壤種子庫特征的影響研究.pdf

1、土壤種子庫來源于地面植被，是土壤中全部的活性種子及土壤上層掉落物的總和。土壤種子庫具有潛在的植被恢復(fù)能力，在植被重建及生態(tài)恢復(fù)中發(fā)揮了非常重要的作用。土壤種子庫應(yīng)用于植被恢復(fù)的案例多集中于歐洲、澳洲、日本等地區(qū)，也有許多典型的成功案例，例如用土壤種子庫在日本屋久島林道坡面的植被恢復(fù)、日本箕面國定公園大壩施工造成裸地的植被恢復(fù)等。但國內(nèi)土壤種子庫的研究角度多集中于探究土壤種子庫的基礎(chǔ)特征，主要包括密度、組成、多樣性指數(shù)、相似性指數(shù)等方面，

2、而關(guān)于植被恢復(fù)的實(shí)踐工程研究非常少。本研究借鑒日本土壤種子庫的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新性地探究基質(zhì)添加對(duì)土壤種子庫特征的影響。選擇的有機(jī)基質(zhì)（草炭土與稻殼炭），無機(jī)基質(zhì)（活性炭、珍珠巖、蛭石），混合基質(zhì)（草炭土與珍珠巖混合，稻殼炭與蛭石混合），探究不同類型的基質(zhì)與表土以不同比例混合時(shí)，土壤種子庫的特征情況，研究結(jié)果如下所示：
　　對(duì)土壤種子庫密度的促進(jìn)作用上，混合基質(zhì)〉無機(jī)基質(zhì)〉有機(jī)基質(zhì)。所有的試驗(yàn)組中，混合基質(zhì)對(duì)于種子庫萌發(fā)數(shù)量的促進(jìn)作用

3、最為明顯，這可能是由于混合基質(zhì)由有機(jī)基質(zhì)和無機(jī)基質(zhì)組成，其中有機(jī)基質(zhì)能夠?yàn)橥寥婪N子庫提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而無機(jī)基質(zhì)能夠保持一定的水分與空間，有利于植物根系生長(zhǎng)?；旌匣|(zhì)試驗(yàn)組與單一基質(zhì)試驗(yàn)組差異性非常顯著，但是混合基質(zhì)（草炭土+珍珠巖及稻殼炭+蛭石）兩組之間的差異性并不顯著。與表土的混合比例上，30％的混合比例能夠很好地增加土壤種子庫的密度，而有機(jī)：無機(jī)的配比上，1：1的混合比例效果最好。在促進(jìn)土壤種子庫的多樣性水平上，混合基質(zhì)也表現(xiàn)出了明顯

4、的優(yōu)勢(shì)，大部分組能夠顯著提高多樣性水平，有機(jī)基質(zhì)試驗(yàn)組在促進(jìn)群落多樣性水平上的優(yōu)勢(shì)不明顯。對(duì)于Shannon指數(shù)，30%是最好的混合比例。而對(duì)于Simpson指數(shù)和Pielou指數(shù)，10%是最好的混合比例。
　　土壤種子庫的萌發(fā)曲線大致呈現(xiàn)“S”型，經(jīng)歷了萌發(fā)平穩(wěn)期—迅速增長(zhǎng)期—穩(wěn)定期，不同試驗(yàn)組在各個(gè)時(shí)期所經(jīng)歷的時(shí)間不同。萌發(fā)曲線最好的仍然是混合基質(zhì)組，其萌發(fā)曲線明顯優(yōu)于單一基質(zhì)?；旌匣|(zhì)組中，草炭+珍珠巖及稻殼炭+蛭石都在30

5、%的混合比例時(shí)，萌發(fā)效果最好。從混合比例來看，1：1的混合比例最優(yōu)。通過土壤種子庫萌發(fā)數(shù)量與時(shí)間的回歸分析，發(fā)現(xiàn)三次模型對(duì)萌發(fā)曲線較好的幾個(gè)組的模擬效果最佳。同時(shí)探究了草炭土+珍珠巖30%1：1以及稻殼炭+蛭石30%1：1的萌發(fā)率與時(shí)間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)其萌發(fā)格局呈現(xiàn)不規(guī)則的拋物形狀，并且呈現(xiàn)明顯的二峰、三峰格局。
　　對(duì)生長(zhǎng)勢(shì)的促進(jìn)作用則是混合基質(zhì)優(yōu)于有機(jī)基質(zhì)優(yōu)于無機(jī)基質(zhì)，群落的生長(zhǎng)勢(shì)好，既需要有機(jī)基質(zhì)為群落提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，又需要無機(jī)基

6、質(zhì)來保持土壤水分及為根系生長(zhǎng)提供更多的空間?；旌匣|(zhì)從比例來看，30%、40%的混合比例都是較優(yōu)組合，而從有機(jī)：無機(jī)配比來看，1：2的比例更優(yōu)。生長(zhǎng)勢(shì)最好的七個(gè)組，生長(zhǎng)勢(shì)與時(shí)間的回歸方程擬合效果都非常好，而且用三次多項(xiàng)式、四次多項(xiàng)式都能夠很好地解釋植物生長(zhǎng)勢(shì)隨著時(shí)間的變化規(guī)律。通過分析Kendall、 Spearman、Pearson指數(shù)，發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)勢(shì)與密度的相關(guān)系數(shù)較大，而且都顯著相關(guān)。但生長(zhǎng)勢(shì)與其它指標(biāo)之間的關(guān)系系數(shù)較小，相關(guān)關(guān)系不明

7、顯。
　　通過CCA排序分析，萌發(fā)物種呈現(xiàn)出明顯的三個(gè)聚類。其中第一聚類分布有效鉀(K)及有效磷(P)含量較高的地方，而第二聚類則分布在土壤含水率較高的區(qū)域，說明該類植物對(duì)土壤水分要求比較高，該類植物多喜歡潮濕的環(huán)境，第三聚類植物大多數(shù)都是一些中性植物，能夠廣泛地適應(yīng)各種類型的生境，土壤理化因子中， K、P是重要的環(huán)境因子。而排序在水分含量較高區(qū)域的多為草炭+珍珠巖混合的試驗(yàn)組，排序在 K、P元素較高的地方則為稻殼炭+蛭石混合的試