岷江干旱河谷不同植物斑塊的土壤種子庫特征

李彥嬌，包維楷，周志瓊，李芳蘭，吳福忠

1. 平頂山學院//低山丘陵區生態修復重點實驗室，河南 平頂山 467000；2. 中國科學院成都生物研究所//生態恢復重點實驗室，四川 成都 610041；3. 四川農業大學生態林業研究所//林業生態工程省級重點實驗室，四川 成都 610041

岷江干旱河谷不同植物斑塊的土壤種子庫特征

李彥嬌1,3，包維楷2，周志瓊2，李芳蘭2，吳福忠3

1. 平頂山學院//低山丘陵區生態修復重點實驗室，河南 平頂山 467000；2. 中國科學院成都生物研究所//生態恢復重點實驗室，四川 成都 610041；3. 四川農業大學生態林業研究所//林業生態工程省級重點實驗室，四川 成都 610041

岷江干旱河谷生境惡劣，植物種群呈斑塊狀單物種聚集分布，研究植物斑塊及斑塊下土壤種子庫的特征，有利于指導植被的自然恢復更新工作。選擇岷江干旱河谷廣泛存在的10種植物斑塊，進行植物斑塊特征的調查及斑塊內土壤種子庫的采樣分析，結果表明：白刺花（Sophora davidii）、刺旋花（Convolvulus tragacanthoides）、金花蚤草（Pulicaria chrysantha）、矮探春（Jasminum humile）、川甘亞菊（Ajania potaninii）、小葉杭子梢（Campylotropis wilsonii）斑塊有一定的土壤種子庫庫容量，土壤種子庫種子密度在(890.0±282.233)/m2以上，而馬鞍羊蹄甲（Bauhinia faberi）、蘆葦（Phragmites australis）、竹葉草（Oplismenus compositus）斑塊和裸斑的種子庫庫容量較小，土壤種子庫種子密度分別為(437.5±260.615)/m2、(145.0±45.917)/m2、(172.5±69.567)/m2和(105.0±40.104)/m2；各植物斑塊及土壤種子庫中地面芽和高位芽生活型的植物占的比例較大，以禾本科（Poaceae）、豆科（Leguminosae）、菊科（Compositae）植物較多；各植物斑塊瞬時種子庫物種比例較大，在干旱河谷的大環境下，各植物斑塊內的種子在土壤種子庫中留存的時間可能均較短；馬鞍羊蹄甲、蘆葦和竹葉草斑塊土壤種子庫與相應地上植被物種組成的較低相似性（Sorensen相似性指數低于0.369）、極顯著負相關性，以及較低的密度和物種豐富度，意味著這3種植物斑塊依靠土壤種子庫進行自然恢復更新的潛力可能比其他植物斑塊更低。此外，裸斑的土壤種子庫中存在一定量的種子且長期持續種子庫的比例較大（占56%），裸斑具有一定的依靠土壤種子庫進行植被恢復的潛力。針對具體的斑塊特征，充分利用土壤種子庫作為種源，促進現有種子的萌發，改善幼苗的定居環境是今后該區域植被恢復更新工作應更多關注的一種途徑。另外，對馬鞍羊蹄甲、蘆葦、竹葉草斑塊輔以適當的人為補充種源等措施也是值得考慮的植被恢復更新途徑。

地上植被；土壤種子庫；物種組成；物種豐富度；植物斑塊

了解空間異質性的成因和結果是現代生態學的核心問題之一（Facelli和Temby，2002）。近年來，小尺度的空間異質性得到了越來越多的關注。在干旱或半干旱的生態系統中，植物群落結構和土壤資源的空間分布之間存在強烈耦聯，小尺度空間異質性非常普遍（Maestre和Cortina，2005）。一方面，氣候干旱，土壤水分虧缺常導致植被低矮稀疏，分布不均勻，覆蓋不連續；另一方面，不連續的植被覆蓋所形成的植物斑塊又使得土壤物質通過物理過程和生物過程在個體植物之下集中，形成植物斑塊下的資源島。資源島內土壤和微氣象條件通常有所改善，并且島內種子沉積可以產生較高的植物密度（Chambers和Macmahon，1994；Crawford和Young，1998；張生楹等，2013），有利于植物的生存和繁殖（凌裕泉等，2003；岳興玲等，2005），常可見到植物斑塊下植物的數量較斑塊外多，有利于小型植物群落的發展。因此，開展植物斑塊的研究，對于掌握小尺度空間異質性尤其是干旱半干旱地區的小尺度空間異質性顯得極為重要。

國內外關于植物斑塊對小尺度空間異質性影響的研究很多（劉任濤，2014）。已有研究結果表明，植物斑塊對水媒、風媒或鳥媒種子的攔截，可改變植物的種子傳播模式（Aguiar和Sala，1999）。不同植物斑塊所形成的微生境的土壤濕度、光照條件、養分條件等非生物因子及種間競爭、捕食等生物因子的顯著變化，以及斑塊自身結構的異質性，均影響種子在土壤中的擴散和再分配（Crawford和Young，1998；陶雙倫等，2010）。然而，關于干旱或半干旱生態系統中灌叢或多年生草叢冠層下物種組成、種子庫特征等有關植物叢斑塊“保護”作用差異性的研究仍較少，需要進一步開展相關工作。

岷江干旱河谷水分條件惡劣，植物分布不是呈成片集群分布，而是呈斑塊狀的單物種聚集分布，尤其是子株密度大的種群其克隆生長格局傾向于聚集型，從而有利于其對生境的鞏固與利用，并提高排斥其他種群入侵的能力（代光輝等，2011）。它形成具有不同微生境的小型植物群落，而了解這些小型植物群落及地下的土壤種子庫的特征，對小空間異質性較高的區域人工植物群落配置以及植被的恢復更新都具有重要的實踐意義（劉慶等，1996）。因此，本研究選擇岷江干旱河谷廣泛分布的小型植物群落斑塊類型，探索斑塊內植物群落結構和物種組成以及土壤種子庫的特征，以期從較小的空間尺度探求岷江干旱河谷植被依靠土壤種子庫進行自然恢復更新的潛力。

1 材料和方法

1.1 研究地區

岷江干旱河谷隸屬四川省汶川、茂縣、理縣、黑水和松潘諸縣，主河谷地理位置為北緯31°22′11″～32°19′33″，東經103°30′42″～103°43′43″，地貌以高山峽谷為主，南北長200 km，東西寬1～3 km，地勢北高南低，谷底海拔 1100～2700 m。河谷內干燥少雨，蒸發強烈，干濕季十分明顯。土壤以山地褐土為主。調查區域位于干旱河谷主河谷的核心地段（31°34′18″～31°52′31″N，103°41′56″～103°42′44″E，海拔1600～1850 m），植被以旱生稀疏灌叢植被為主，主要分布在河岸以上300～400 m的海拔范圍內，由于自然干擾及人為破壞，生境破碎化現象嚴重，植物種群呈斑塊狀單物種聚集分布，植被蓋度多在 20%～30%，個別沖溝地段方可達60%以上；在一些植被退化嚴重地段，在植物斑塊間，常有因無地表植被覆蓋而嚴重沖刷形成的小型裸斑，因干旱河谷自然環境條件惡劣，這些裸斑不利于植物的入侵及定居，因而成為較為穩定的裸地，使該區域呈現出旱生半荒漠化景觀，這些裸地的植被更新是岷江干旱河谷植被恢復更新的難點之一（劉慶等，1996；包維楷等，2000）。

1.2 土壤種子庫取樣設計

2008年4月，選擇9種植物斑塊及裸斑，9種植物分別為矮探春（Jasminum humile）、白刺花（ Sophora davidii） 、 刺 旋 花 （ Convolvulus tragacanthoides）、金花蚤草（Pulicaria chrysantha）、馬鞍羊蹄甲（Bauhinia faberi）、蘆葦（Phragmites australis）、川甘亞菊（Ajania potaninii）、竹葉草（ Oplismenus compositus） 和 小 葉 杭 子 梢（Campylotropis wilsonii），每類斑塊選10個斑塊作為重復。將每個斑塊的垂直投影分成4等份，于每一等份內分0～5和5～10 cm 2個土層采集10 cm×10 cm土樣。將同一斑塊同一土層的土樣混合為 1份土樣。合計土樣：10種斑塊類型×10個重復×2個土層=200份。土樣過5 mm土壤篩除去大的石塊、凋落物及根繁殖體后，置于底部鋪有3 cm厚無種子細砂的發芽盤（45 cm×25 cm×5 cm）中。另外，設置 10個僅裝有細砂的無種子發芽盤作為對照。所有的發芽盤都置于茂縣生態站（31°41′07″N，103°53′58″E，1820 m）的大棚內進行萌發試驗。實驗期間，定期噴灑適量的水分以保證盡可能多的植物種子萌發出苗。定期觀測、種類鑒定、計數、清除，暫不能鑒定的幼苗培養至能鑒定為止。萌發試驗持續1年。另將土樣留存1年，最終無種子萌發，舍棄土樣。至實驗結束，對照發芽盤中無種子萌發，說明整個試驗過程未有外來種子的污染。

1.3 地上斑塊特征調查

2008年7月底，在植物生長最旺盛的時期，在每個斑塊的垂直投影內設置1個50 cm×50 cm的植被調查樣方，調查每個50 cm×50 cm樣方內的所有植物種的種類、數目、高度、蓋度及樣方內凋落物層的蓋度、厚度等信息。合計調查樣方：10種斑塊類型×10個重復=100個。

1.4 數據整理與分析

One-way ANOVA用來分析不同斑塊土壤種子庫特征及地上斑塊特征差異。Sorensen相似性指數用來表明土壤種子庫之間、地上植被之間以及土壤種子庫和地上植被之間的物種組成的相似性。Kendall相關系數用來表明土壤種子庫和地上植被的物種組成相關關系。物種所屬土壤種子庫類型（瞬時種子庫、短期持續種子庫和長期持續種子庫）依據物種的種子在土層中的分布特征來確定（Bekker等，1998；Funes等，2001）。土壤種子庫壽命指數 LI=(sp+lp)/(t+sp+lp)，其中，t為瞬時種子庫，sp為短期持續種子庫，lp為長期持續種子庫。所有的分析都利用SPSS 13.0統計分析軟件來完成。

2 結果分析

2.1 植物斑塊特征

斑塊面積和植株高，馬鞍羊蹄甲、蘆葦較高。斑塊內植物株數，蘆葦和竹葉草較高。斑塊內凋落物蓋度和厚度，蘆葦、竹葉草、馬鞍羊蹄甲較大。裸地無植物覆蓋，缺少凋落物覆蓋。斑塊內物種豐富度，竹葉草和蘆葦較低，裸地斑塊中無植物種出現（表1）。植物斑塊內禾本科（Poaceae）、豆科（Leguminosae）、菊科（Compositae）植物種較多，以黑穗畫眉草（Eragrostis nigra）、光藥芨芨草（Achnatherum psilantherum）、川甘亞菊（Ajania potaninii）等植物為主。

表1 不同植物斑塊的特征Table 1 Characteristics of different plant patchness

2.2 土壤種子庫特征

矮探春斑塊土壤種子庫中，共萌發了365株幼苗，屬于26個物種，隸屬于15科24屬，其中禾本科和菊科植物種較多；白刺花斑塊土壤種子庫中，共萌發了956株幼苗，屬于46個物種，隸屬于20科39屬，其中禾本科和菊科植物種較多；刺旋花斑塊土壤種子庫中，共萌發了706株幼苗，屬于49個物種，隸屬于23科46屬，其中以菊科、禾本科、豆科、薔薇科（Rosaceae）和罌粟科（Papaveraceae）植物種較多；金花蚤草斑塊土壤種子庫中，共萌發了695株幼苗，屬于41個物種，隸屬于20科35屬，其中以菊科、禾本科和豆科植物種較多；馬鞍羊蹄甲斑塊土壤種子庫中，共萌發了175株幼苗，屬于26個物種，隸屬于11科25屬，其中菊科、禾本科、豆科和薔薇科植物種較多；蘆葦斑塊土壤種子庫中，共萌發了 58株幼苗，屬于22個物種，隸屬于9科22屬，其中以菊科、禾本科和豆科植物種較多；川甘亞菊斑塊土壤種子庫中，共萌發了356株幼苗，屬于29個物種，隸屬于 15科 27屬，其中菊科、禾本科、唇形科（Labiatae）、豆科和玄參科（Scrophulariaceae）植物種較多；竹葉草斑塊土壤種子庫中，共萌發了 69株幼苗，屬于17個物種，隸屬于12科17屬，其中以菊科和豆科植物種較多；小葉杭子梢斑塊土壤種子庫中，共萌發了579株幼苗，屬于44個物種，隸屬于21科40屬，其中菊科、禾本科、唇形科和豆科植物種較多；裸斑土壤種子庫中，共萌發了42株幼苗，屬于16個物種，隸屬于11科15屬，其中菊科和禾本科植物種較多。早熟禾（Poa annua）、蕓香草（Cymbopogon distans）、白刺花、茵陳蒿（Artemisia capillaris）、米蒿（Artemisia dalai-lamae）、白苞蒿（Artemisia lactiflora）等植物在土壤種子庫中出現較多。

0～5 cm土層土壤種子庫種子密度，白刺花、金花蚤草、小葉杭子梢、刺旋花、川甘亞菊、矮探春較高，馬鞍羊蹄甲、蘆葦、竹葉草、裸地較低；5～10 cm土層土壤種子庫種子密度，刺旋花、白刺花、金花蚤草較高，其他7種斑塊類型較低；整個土層土壤種子庫種子密度，白刺花、刺旋花、金花蚤草、小葉杭子梢、矮探春、川甘亞菊較高，馬鞍羊蹄甲、竹葉草、蘆葦、裸地較低（圖1）。

0～5 cm土層土壤種子庫物種豐富度，刺旋花、白刺花、金花蚤草、小葉杭子梢、川甘亞菊、矮探春較高，蘆葦、馬鞍羊蹄甲、竹葉草、裸地較低；5～10 cm土層土壤種子庫物種豐富度，刺旋花、白刺花、金花蚤草較高，其他7種斑塊類型較低；整個土層土壤種子庫物種豐富度，白刺花、刺旋花、小葉杭子梢、金花蚤草較高，其次是川甘亞菊、矮探春、蘆葦、馬鞍羊蹄甲、竹葉草，裸地最低（圖2）。

整個土層的土壤種子庫物種組成的Sorensen相似性指數，蘆葦、竹葉草、裸斑與其他斑塊的土壤種子庫物種組成的 Sorensen相似性指數相對較小（表2）。

2.3 土壤種子庫和地上植被的關系

圖1 岷江干旱河谷不同斑塊的土壤種子庫種子密度(m-2；平均數±SE，n=10)Fig. 1 Seed density (m-2, mean±SE, n=10) of different soil depths for soil seed banks of different patchness within the dry valley of the Minjiang River

圖2 岷江干旱河谷不同斑塊的土壤種子庫物種豐富度(m-2；平均數±SE，n=10)Fig. 2 Species richness (m-2, mean±SE, n=10) of different soil depths for soil seed banks of different patchness within the dry valley of the Minjiang Rive

表2 不同斑塊土壤種子庫整個土層物種組成的Sorensen相似性Table 2 Sorensen’s coefficient of species composition between seed banks for total soil depths of different patchness

Kendall相關分析顯示：斑塊內植物叢高度與土壤種子庫各土層的密度及物種豐富度均呈不顯著的正相關；斑塊面積、凋落物蓋度、凋落物厚度與土壤種子庫各土層的密度及物種豐富度均呈不顯著的負相關；斑塊內植物叢株數與土壤種子庫各土層的密度（除0～5 cm土層種子密度外）及物種豐富度均呈不顯著的負相關；斑塊內植物叢的更新苗數與叢植株數呈不顯著的負相關而與叢高度、斑塊面積呈顯著的正相關，與凋落物蓋度、凋落物厚度呈不顯著的正相關；斑塊內物種豐富度與植物叢高度呈不顯著正相關，與斑塊面積、叢植株數、凋落物蓋度、凋落物厚度呈不顯著的負相關（表3）。

表3 土壤種子庫和地上植被的Kendall相關分析Table 3 Kendall correlation indices and significance level between extant vegetation and soil seed bank

各植物斑塊的土壤種子庫和地上植被中地面芽和高位芽在生活型組成中占的比例較大，高位芽植物在土壤種子庫中的比例比在地上植被中較小；蘆葦和竹葉草斑塊內幾乎無1年生植物存在；裸斑土壤種子庫中1年生草本、地面芽植物、隱芽植物在生活型組成中占的比例較大（圖3）。

圖3 不同斑塊內及土壤種子庫內物種生活型組成百分比Fig. 3 Percentage of life forms for species present in different patches and soil seed banks

馬鞍羊蹄甲、竹葉草、蘆葦斑塊的0～5 cm土層和地上植被物種組成的 Sorensen相似性指數較低，小葉杭子梢、矮探春、白刺花斑塊較高；除馬鞍羊蹄甲外，其他植物斑塊的0～5 cm土層與地上植被物種組成的Sorensen相似性指數較5～10 cm土層與地上植被物種組成的 Sorensen相似性指數高（表4）。

表4 不同斑塊土壤種子庫和地上植被物種組成的Sorensen相似性Table 4 Sorensen’s coefficient of species composition between seed bank and extant vegetation for different patchness

蘆葦和竹葉草斑塊土壤種子庫和地上植被合計出現的物種豐富度相對較少。Kendall相關分析結果顯示，除白刺花斑塊外，干旱河谷其他8類植物斑塊的土壤種子庫和地上植被的物種組成呈負相關，且馬鞍羊蹄甲、蘆葦、川甘亞菊、竹葉草斑塊的土壤種子庫和地上植被物種組成呈顯著的負相關（表5）。

表5 不同斑塊土壤種子庫和地上植被物種組成的Kendall相關分析Table 5 Kendall correlation indices and significance level of species composite construction between extant vegetation and soil seed bank for different patchness, respectively

蘆葦、竹葉草、裸斑短期持續種子庫的物種比例較小，瞬時種子庫和長期持續種子庫物種比例較大；矮探春、白刺花、刺旋花、金花蚤草、馬鞍羊蹄甲、川甘亞菊瞬時種子庫物種比例較大，短期持續種子庫和長期持續種子庫物種比例較為相近；小葉杭子梢斑塊內瞬時種子庫和短期持續種子庫物種占優勢。裸斑、白刺花、刺旋花、馬鞍羊蹄甲、金花蚤草斑塊種子庫的壽命指數較高（表6）。

表6 不同斑塊中各種子庫類型中的物種數目及百分比Table 6 Species richness and percentages indicated in parentheses showing different seed-bank strategies in different patchness

3 討論

關于土壤種子庫種子密度和物種豐富度，本研究中裸斑的土壤種子庫種子密度和物種豐富度均較小，裸斑在干旱河谷強勁的焚風影響下缺少對種子的阻滯及聚集能力可能是重要原因之一。如張永明等（2005）研究綿刺灌叢的土壤種子庫時所發現的，植物種子大部分集中在母株冠幅內；在冠幅范圍以外，種子庫種子密度較小，因為綿刺冠幅內，枝條較多，使落到灌叢內的大部分種子能聚集在母株灌叢中。在冠幅外一些小的物理環境，如小沙堆、小沙溝等也能聚集一部分種子，但對植物種子不能形成顯著的阻滯效果。另外，李秋艷和方海燕（2005）在風沙活動強烈的流動沙地上的調查也發現，在植物冠層下，土壤種子庫種子密度也是明顯高于灌叢外，種子密度從灌叢下面到灌叢間的空地逐漸減少，且種子數量隨著土壤深度增加而降低，大約有84%的種子集中在0～5 cm，很少有種子存在于10～20 cm土層，其研究還發現，植物斑塊有利于其他物種的定居，灌叢外沒有任何草本植物生存，但在灌叢的冠層下多年生草本植物白草（Pennisetum flaccidum）卻能存活下來，而且具有較高的密度、蓋度、高度和地上生物量，還能開花結實。本研究中各植物斑塊與裸斑土壤種子庫特征及差異性與這些以往的研究結果是較為一致的。而本研究中，禾本科植物蘆葦及竹葉草斑塊土壤種子庫種子密度和物種豐富度相對較小，可能是因為蘆葦和竹葉草無性繁殖力很強，天然種群以根莖繁殖補充更新為主（張友民等，2008），在干旱河谷惡劣的環境條件下繁殖策略可能更傾向于無性繁殖，而減少對種子繁殖的投入，因此斑塊內種子較少，并且本研究結果也發現，土壤種子庫各土層的密度及物種豐富度及斑塊內的物種豐富度與斑塊內植物叢高度呈正相關，與斑塊面積、叢株數、凋落物蓋度、凋落物厚度呈負相關，植物叢較高可能更利于種子的截留貯藏，而植物斑塊面積較大的蘆葦及叢株數較多的竹葉草斑塊可能成為了斑塊外種子輸入的障礙，蘆葦、竹葉草斑塊與其他斑塊類型的土壤種子庫物種組成的Sorensen相似性指數較小也是這一點的有效佐證。另外，有性繁殖體的被取食等也可能是造成土壤種子庫種子密度和物種豐富度較小的原因，例如本研究中的馬鞍羊蹄甲斑塊，其斑塊面積、叢高度、凋落物蓋度及厚度均較大，可能阻擋了外界種子的輸入，且其種子較大易被采食，因而土壤種子庫種子密度和物種豐富度也較小。

關于物種生活型組成，我們的研究發現：各植物斑塊的土壤種子庫和地上植被中地面芽植物在生活型組成中占的比例較大，多年生草本種類較多，且禾本科植物在9種植物斑塊中均較多，其廣泛存在可能因為禾本科植物種萌發時的風險分攤能力相對明顯，抗干擾能力相對較強，因此得以在惡劣的干旱河谷環境中廣泛存在。例如，干旱河谷常見的黑穗畫眉草，其發芽率較低，發芽持續時間短，其他禾本科植物也有不同的種子萌發能力及持續時間，不同禾本科植物分攤了環境干擾的風險（劉志民等，2003）。而且，草本植物被取食風險的分攤也可加大其存在的比例，通常，動物偏好取食粒大的種子（Reader和Beisner，1991），而粒小的草本種子具有一定的抵御捕食的功能。本研究中由于具有小粒種子的禾本科和菊科植物在各斑塊中及斑塊下的種子庫中的廣泛存在，可能分攤了被取食的風險，從而使種子存留時間可超過一個萌發季，而作為地上群落中優勢種的馬鞍羊蹄甲等植物種粒較大，則缺少這樣的優勢，因而種子庫中草本植物種子數量較多（李全發等，2005）。此外，木本植物種群可以通過萌生的繁殖方式抵抗干擾（包維楷等，2000；李全發等，2005），在干旱河谷較為惡劣的生境條件下，木本植物多采取萌生，以保證種群的繁衍，這可能也導致此類生境的土壤種子庫以草本種類為主，木本植物種子較少。本研究中在地上斑塊中占優勢的灌木種卻在在土壤種子庫中的比例較少也驗證了這一點。這與李全發等（2005）研究南澗干熱河谷退化山地人工林及次生林時的結果較一致，其研究的各類群落的土壤種子庫中主要也是以草本植物種類為主，而木本植物種子較少。

本研究中，Kendall相關分析結果也顯示，除白刺花斑塊外，干旱河谷其他8類植物斑塊的土壤種子庫與地上植被的物種組成呈負相關，且馬鞍羊蹄甲、蘆葦、川甘亞菊、竹葉草斑塊的土壤種子庫與地上植被物種組成呈顯著的負相關，可能是因為不同斑塊下土壤種子庫的形成和積累是一個長期的過程（韓大勇和楊允菲，2014）。土壤種子庫的內環境相對于斑塊可能更加穩定，土壤種子庫反映的是斑塊內物質長期積累的一個過程，而斑塊的地上部分更多是反映一種短期的微生境狀況（于順利等，2004）。

4 結論

岷江干旱河谷的白刺花、刺旋花、金花蚤草、矮探春、川甘亞菊、小葉杭子梢斑塊有一定的庫容量去利用土壤種子庫進行自然更新。各植物斑塊中的土壤種子庫和地上植被中地面芽和高位芽在生活型組成中占的比例較大，禾本科、豆科、菊科植物較多，各植物斑塊瞬時種子庫物種比例較大。在干旱河谷的大環境下，各植物斑塊內的種子在土壤種子庫中留存的時間可能會較短，與裸斑庫容量相近的馬鞍羊蹄甲、蘆葦和竹葉草斑塊與斑塊內物種組成的較低相似性及顯著負相關性，以及較低的密度和物種豐富度，意味著這3種植物斑塊依靠土壤種子庫自然更新的潛力更低，輔以適當的人為補充種源等措施加速其演替速度應是值得考慮的植被恢復更新途徑。基于本研究中各斑塊的差異性，在今后開展的植被恢復更新工作中，還應更深入探討斑塊間差異性的原因，以及如何利用這些差異性為我們的生態恢復工作提供指導。此外，裸斑的土壤種子庫中長期持續種子庫的比例較大，裸斑具有依靠土壤種子庫進行植被恢復更新的潛力。總之，促進現有種子的萌發，改善幼苗的定居環境是今后岷江干旱河谷植被恢復更新應更多關注的一種途徑。

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Soil Seed Bank in Different Vegetation Patches in Dry Valleys of Minjiang River

LI Yanjiao1,3, BAO Weikai2, ZHOU Zhiqiong2, LI Fanglan2, WU Fuzhong3
1. Pingdingshan University//Key Laboratory of Ecological Restoration in Hilly Area, Pingdingshan 467000, China; 2. ECORES Lab//Chengdu Institute of Biology, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, China; 3. Institute of Ecology and Forestry//Key Laboratory of Ecological Forestry Engineering in Sichuan Province, Sichuan Agricultural University, Chengdu 610041, China

Plant populations often gather plaques with single species distribution due to the cruel water-lack habitat in dry valleys of Minjiang River. Understanding the characteristics of the plant patchness and the corresponding soil seed bank may help us develop the natural vegentation restoration and regeneration by using scattered plant community. However, little information has been available on it. Therefore, ten common plant patches were selected to suvery the vegentation characteristics and to sample the soil seed bank in dry valley of Minjiang River. Amounts of soil seeds (more than (890.0±282.233)/m2) were detected in Sophora davidii, Convolvulus tragacanthoides, Pulicaria chrysantha, Jasminum humile, Ajania potaninii, Campylotropis wilsonii patches. In contrast, Bauhinia faberi, Phragmites australis and Oplismenus compositus patches had small size seed bank, which seed density were (437.5±260.615)/m2, (145.0±45.917)/m2, (172.5±69.567)/m2and (105.0±40.104)/m2, respectively. Hemicryptophyte and phaenerophyte dominated both soil seed bank and the corresponding aboveground vegetation in the each vegetation patches, most of these species were Gramineae, Leguminosae and Compositae. Transient seed bank dominated the soil seed bank, which could short the retention time of seeds under the environment of the dry valley. Together with lower density and species richness, the low Sorensen’s coefficient (less than 0.369) and the significant negative correlations were observed between the soil seed bank and aboveground vegetation in Bauhinia faberi, Phragmites australis and Oplismenus compositus patches, implying that the lower potentation of vegentation restoration and regeneration by using the soil seed bank. In addition, there were much larger proportions (56%) of long-term persistent soil seed bank in the bare patch compared with that in other vegeatation patches, which might make the restoration be feasible. In short, we should take advantage of soil seed bank as the main seed source in the future practice of vegenation restoration and regeneration, but much attetion should be paid to the specific characteristics of each vegetation patch. Artificial supplementary seeds should be considered in the restoration and regeneration work within Bauhinia faberi, Phragmites australis and Oplismenus compositus patches. Morover, promote existing seed germination and improve seedling settled environment may be also another efficient way in the future vegetation practice.

aboveground vegetation; soil seed bank; species composition; species richness; vegetation patch

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.04.009

Q948.12

A

1674-5906（2015）04-0602-08

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國家自然科學基金項目（31301896）；平頂山學院高層次人才科研啟動經費項目（2011005/G）；河南省教育廳項目（12B180021）；河南省教育廳項目（13A180821）；平頂山學院培育基金項目（PXY-PYJJ-2014006）；河南省林業廳項目（2011021）

李彥嬌（1982年生），女，講師，博士，主要研究方向為恢復生態學。E-mail: lyjiao123@126.com

2015-01-16