论文部分内容阅读
生物结皮是荒漠生态系统最主要的地表覆被类型之一，其在土壤表层形成了一道致密的结皮层，进而改变了荒漠地区种子的传播过程。生物结皮的结构和功能决定了其易受到自然和人为因素的干扰。目前，关于生物结皮对土壤种子库影响的研究多集中在其对土壤种子库组成及数量特征影响等方面，而关于生物结皮覆盖区土壤种子库的垂直分布格局及不同干扰下生物结皮对土壤种子库影响的研究较少。 本文以沙坡头人工植被区的藓类结皮、地衣结皮覆盖土壤和裸沙为研究对象，采用野外调查取样和室内萌发试验相结合的方法，研究了藓类结皮、地衣结皮和裸沙覆盖区土壤种子库组成及垂直分布特征，以及不同干扰（移除或破碎生物结皮层）发生半年和3年后，生物结皮覆盖区土壤种子库的组成及大小。探讨了不同干扰发生后，生物结皮覆盖区土壤种子库对未来植被格局的影响，旨在加深对生物结皮与维管束植物的关系以及荒漠地区生态恢复与植被演替规律的认识，并为该区域生物多样性保护及生态系统管理提供理论依据。主要结论如下: (1)沙坡头地区的土壤种子库物种组成简单，以一年生草本为主，相较于裸沙，生物结皮的存在显著增加了土壤种子库的密度（P＜0.01），但降低了土壤种子库的物种多样性、丰富度及其与地上植被的相似性; (2)2种生物结皮覆盖区的土壤种子库总密度虽无显著差异，但在0-2cm土层中，地衣结皮的土壤种子库密度显著高于藓类结皮(P＜0.05），而在2-5cm和5-10cm土层中，藓类结皮的土壤种子库密度高于地衣结皮，但差异不显著; (3)不同覆被类型土壤种子库的垂直分布特征存在差异，地衣结皮和裸沙覆盖土壤中有活力的种子主要分布在0-2cm土层中，且随着深度的增加，土壤中有活力的种子急剧减少，而藓类结皮覆盖土壤中有活力的种子主要分布在0-5cm土层中，在2-5cm土层中仍有较高比例的种子。 (4)不同干扰处理增加了2种生物结皮覆盖区土壤种子库的物种数，且随着干扰后恢复年限的增加，土壤种子库的物种数也随之增加。不同干扰处理虽然增加了土壤种子库的物种数和丰富度，但是降低了土壤种子库的物种多样性及其与地上植被的相似性。 (5)生物结皮破碎和移除处理3年后，土壤种子库的密度显著增加(p＜0.01);破碎处理半年后，土壤种子库的密度略微增加，但是差异不显著;而移除处理半年后，土壤种子库的密度显著降低(p＜0.05）。 (6)不同干扰处理均增加了一年生草本在土壤种子库中所占的比例，土壤种子库中的各物种对干扰的响应不同，几种干扰处理显著增加了小画眉草的土壤种子库密度，却降低了油蒿、沙鞭的土壤种子库密度。