長江中游河漫灘種子庫組成與地上植被關系的比較研究

陳剛梅，經博翰，袁龍義,，薛興華

1. 長江大學園藝園林學院，湖北 荊州 434025；2. 湖北民族學院生物科學與技術學院，湖北 恩施 430000；3. 長江大學-神林生物科技有限公司研究生工作站，湖北 荊州 434025

長江中游河漫灘種子庫組成與地上植被關系的比較研究

陳剛梅1，經博翰1，袁龍義1,3*，薛興華2

1. 長江大學園藝園林學院，湖北 荊州 434025；2. 湖北民族學院生物科學與技術學院，湖北 恩施 430000；3. 長江大學-神林生物科技有限公司研究生工作站，湖北 荊州 434025

引江濟漢工程是從長江荊江河段龍洲垸引水至漢江高石碑鎮興隆河段的大型輸水工程，該工程可能引起長江中下游地區環境因子及植被特征變化。為揭示這種變化，在引江濟漢工程正式分流前，對長江中游河漫灘種子庫進行調查研究。以長江中游較為典型江段中的石首蘆葦站河漫灘、岳陽七弓嶺河漫灘及九江沙洲村河漫灘為研究對象，利用種子萌發法結合野外植被群落調查，研究長江中游河漫灘種子庫的種類組成及種子庫與地表植被的關系。結果表明，（1）種子庫種子密度九江（6541±5534）seeds?m-2＞岳陽（3840±2948）seeds?m-2＞石首（1981±1818）seeds?m-2，其中九江與岳陽、石首差異顯著（P＜0.05），而岳陽與石首差異不顯著；物種數為九江（39）＞石首（35）＞岳陽（30），禾本科與菊科植物種類較多，且一年生物種明顯多于多年生物種；所有萌發物種中有19個物種為3個位點共有，19個共有種皆為3個位點中的優勢種，但在不同位點，不同優勢種的種子密度與分布頻率差異很大。（2）種子庫與地表植被的物種相似性都較低，岳陽（0.25）＞九江（0.173）＞石首（0.127），其中石首與岳陽種子庫物種數高于地表植被物種數，而九江反之；3個位點種子庫的Shannon多樣性指數與Plelou均勻度指數均高于地表植被；石首與九江種子庫Simpson優勢度指數高于地表植被，而岳陽反之；3個位點種子庫Shannon、Plelou、Simpson指數的變化趨勢與地表植被的變化趨勢一致，表現為石首、九江高而岳陽低的特征。

“引江濟漢”工程；河漫灘；種子庫；物種組成；地表植被

引江濟漢工程屬長江中游大型水利工程，工程的主要內容是從長江荊江河段龍洲垸引水至漢江高石碑鎮興隆河段。其目的是向漢江興隆以下河段補充因南水北調中線一期工程調水而減少的水量，從而使該河段的生態、灌溉、供水、航運用水得以改善（姚仁濤，2010）。然而，自三峽截流以來，長江中游的來水日漸衰落，引江濟漢工程無疑使長江中游的水量更顯緊張。屆時，每年將有約 30個東湖的水量補給到漢江興隆以下河段，長江中游江段的水文特征也會隨之發生巨大改變。由此可見，引江濟漢工程的實施無疑會影響到長江中游沿岸的生態環境，引起中下游地區水體的水質、泥沙量、水位等環境因子發生重大變化，而這一系列的變化又勢必引起以生物為中心的自然組分的變化。這種影響將首先表現在河漫灘。

河漫灘是指豐水期被河水淹沒，而在枯水期則裸露的地帶（Nillsson et al.，2000），是連接河流和陸地環境的關鍵系統，具有較高的物種多樣性和生物生產力（Forman，1995）；也是水陸生態系統交界的群落交錯帶，對流域中環境因子的變化響應極為敏感，主要通過河漫灘優勢物種、植被的變化表現出來，而河漫灘植被是流域生態系統的基礎和重要組成部分，廣泛分布于河漫灘的高中低各水位帶，由少量喬木、灌木及大量濕生草本植物組成，具有防止由地表徑流、廢水排放、地下徑流和深層地下徑流所帶的養分、沉積物、有機質、殺蟲劑及其他污染物進入河流系統的功能（Gregory，1997；韓路玉等，2013）。河漫灘植被的物種組成反映了干擾特征及河漫灘景觀連接度，也可作為來自流域生態系統內部或外部的指示因子（Hupp，1990）。

土壤種子庫是指存在于土壤表層或基質中有活力種子的總和（Roberts，1981）。大多數種子散落到地面或進入種子庫后，會經歷休眠階段，所以一個植物群落的種子庫是對它過去狀況的“進化記憶（Evolutionary memory）”，也是反映群落現狀和推測未來演化的重要基礎（Coffin et al.，1989）。種子庫包含地上部分植被種群在不同時期產生的等位基因，與植被發展歷史密切關聯，是植被響應環境因子變化的重要指示者（Templeton et al.，1979）。

基于河漫灘的位置特殊性及由此而形成的重要生態功能，通過對長江中游河漫灘種子庫的調查研究引江濟漢工程對長江中游河漫灘植被的影響，旨在為探討長江中游河漫灘種子庫對水文變化的響應以及種子庫在水文干擾環境下的河漫灘植被的維持與演替中的作用提供基礎數據。運用群落生態學的方法研究長江中游河漫灘植被群落的交替與演變可為構建適合流域生態系統的河漫灘植被群落結構、修復河漫灘適宜性植被景觀和恢復河漫灘生態系統的健康性與穩定性，有效地利用大型水利工程進行調水、調洪、調沙處理提供理論和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

荊江江段、洞庭湖江段、鄱陽湖江段為長江中游具代表性的江段，在每段江段范圍內選擇鮮有人為干擾的位點進行取樣，包括荊江江段內的石首蘆葦站（29°49′N，112°45′E）、洞庭湖江段內的岳陽七弓嶺（29°44′N，113°7′E）以及鄱陽湖江段內的九江沙洲村（29°85′N，116°39′E）（圖 1）。3個位點均屬亞熱帶季風氣候區，年平均氣溫分別為15.9～16.6、16.5～17.2和 16～17 ℃；年降水量分別為1100～1300、1290～1556及1300～1600 mm。

圖1 采樣點分布示意圖Fig. 1 Location of the study sites

1.2 位點水文概況

如圖2所示，3個位點水位在2013年全年的變化趨勢一致，皆在 7月達到全年峰值水位，石首為40.37 m，岳陽為29.47 m，九江為16.77 m。3個位點全年各月份的水位值皆表現為石首＞岳陽＞九江（數據來源于湖北省水文水資源局，http://www.hbswj.com/ch/index42.aspx）。如圖3所示，3個位點流量在2013年全年的變化趨勢基本一致，石首與九江皆在 7月達到全年峰值流量，分別為27700、34300 m3?h-1，而岳陽在5月達到全年峰值流量，為16700 m3?h-1。九江的流量在全年皆大于石首與岳陽，而石首除 4、5、6月的流量比岳陽小外，其余月份皆大于岳陽流量（數據來源于湖北省水文水資源局，http://www.hbswj.com/ch/index42.aspx）。

圖2 2013年3位點水位Fig. 2 The water level of three sites in 2013

圖3 2013年3位點流量Fig. 3 The flow of three sites in 2013

1.3 土樣采集及植被調查

2013年3月9—17日，分別于石首蘆葦站河漫灘、岳陽七弓嶺河漫灘、九江沙洲村河漫灘進行土樣采集。根據實際地形，每個樣點沿東西方向設置高中低水位3個取樣帶，樣帶水位由高至低分別設置7、6、7個1 m×1 m的樣方，每個樣方間隔10～15 m。利用半徑為5 cm的柱形采泥器在每個樣方內隨機采集5個高度為10 cm的泥柱，分為2層（0～5、5～10 cm），并將同層的5個泥柱混合為1個土樣裝入自封袋。總共采集土樣120份，采集完畢即刻帶回中國科學院武漢植物園冷藏。地上植被調查與土樣采集同時開展。

1.4 種子庫萌發及鑒定

2013年4月1日，用小網孔篩（0.2 mm網孔）對冷藏處理20 d的土樣進行過篩處理，并將過篩后的土樣平鋪（1 cm厚）于墊有3 cm厚的無菌細砂的萌發盒內。整個萌發實驗在不供熱的溫室中進行，每日澆水以保持土樣濕潤。萌發出的幼苗在鑒定、統計結束后立即移除，以免與新生幼苗競爭資源。部分需等到成熟或開花時才能鑒定的物種，將其移植到空白的萌發盒中，做好標記，培養至可以鑒定。實驗延續至2013年7月底不再有新物種萌發，繼續觀察1個月后結束實驗，歷時150 d。

1.5 數據分析與處理方法

1.5.1 種子庫的組成

將每個萌發盒中萌發的物種幼苗換算為每平米萌發的幼苗數，用非參數分析中的wilcoxon秩和檢驗比較物種在不同位點的幼苗密度的差異顯著性。Chao 2非參數估計可以根據樣方中的單樣本種（uniquws，只在1個樣方中出現的物種）和兩樣本種（duplicates，只出現在兩個樣方中的物種）估算出該位點的物種數：式中，Sobs是所有樣方中實際調查到的物種數目，Q1是單樣本種數，Q2是兩樣本種數。

1.5.2 種子庫與地被植被的關系

以物種相對豐富度為指標對不同樣地種子庫與地表植被進行比較，用Sorenson相似性系數反映各樣地種子庫種類組成與地上植被種類組成的相似性，選用Shannon-Wiener與Simpson多樣性指數反映不同樣地種子庫與地上植被群落的變化特征，選用 Pielou均勻度指數反映不同樣地種子庫與地上植被群落中個體分布的均勻程度和相對豐富度。

相對豐富度值通過相對密度（地上植被用相對蓋度）和相對頻度計算，相對頻度是指含某物種的樣方數占該位點樣方總數的百分比，相對蓋度是指某物種的蓋度總和占所有物種蓋度總和的百分比。相對豐富度=（相對頻度+相對密度）/2×100，為減少數據間極差，相對豐富度通過對數函數lg(相對豐富度+1)轉換。

Sorenson相似性指數C：

式中，j為群落所共有的物種數，a、b分別為兩個比較對象中的物種數。

Simpson多樣性指數D：

式中，pi為物種 i的數量占群落物種總數的比例。

Pielou均勻度指數E：式中，S為群落內的物種總數。

1.5.3 統計每個樣方中萌發的幼苗種類和數量

通過單因素方差分析檢驗各土壤層物種數和幼苗密度的差異顯著性，為了使幼苗密度滿足正態分布，檢驗之前先經過對數lg(x+1)轉化。為進一步揭示各取樣層種子庫在物種組成上的關系，在3個位點中分別選擇種子密度和分布頻率較大的物種，比較它們的種子在各土樣層中的密度百分比分布。根據各優勢物種的種子密度，通過相關分析檢驗各層之間物種組成的相關性。相關性分析通過 SPSS 17.0完成。

2 結果與分析

2.1 種子庫的種類組成

2.1.1 石首蘆葦站河漫灘的種類組成

石首蘆葦站河漫灘的種子庫萌發了17科32屬35個物種（表1）。其中一年生植物15種；一、二年生植物7種；多年生植物13種。種子庫的平均種子密度為（1981±1818）seeds?m-2，一年生物種

占總量的69%，一、二年生物種占8%，多年生物種占23%。通泉草（Mazus japonicus）是密度最大的一年生物種，占總種子量的41%；荔枝草（Saluia plebeia）是密度最大的一、二年生物種，占總種子量的6%；虉草（Phalaris arun dinacea）是密度最大的多年生物種，占總種子量的 6%。按科劃分，菊科是種子庫中物種數最多的科，共有6個種；其次是禾本科與玄參科，皆為5個種。這3科共計16個種，占種子庫種子總量的71%。綜上所述，石首蘆葦站河漫灘種子庫具有如下特征：（1）一年生植物的種子數量明顯多于多年生植物；（2）菊科、禾本科、玄參科植物種類多樣，種子豐富。

表1 各采樣點河漫灘種子庫組成Table 1 Composition of seed bank from flood plain of the three sites

2.1.2 岳陽七弓嶺河漫灘的種類組成

岳陽七弓嶺河漫灘的種子庫萌發了12科29屬30個物種（表1）。其中一年生植物18種；一、二年生植物3種；多年生植物9種。種子庫的平均種子密度為（3840±2948）seeds?m-2，一年生物種占總量的47%，一、二年生物種占17%，多年生物種占36%。習見蓼（Polygonum plebeium）是密度最大的一年生物種，占總種子量的 24%；荔枝草（Saluia plebeia）是密度最大的一、二年生物種，占總種子量的11%；酸模（Rumex acetosa）是密度最大的多年生物種，占總種子量的28%。按科劃分，禾本科是種子庫中物種數最多的科，共有9個種；其次是菊科，5個種。蓼科雖只有3個種卻占種子庫種子總量的54%。綜上所述，岳陽七公嶺河漫灘種子庫具有如下特征：（1）一年生植物的種子數量明顯多于多年生植物；（2）禾本科、菊科植物種類多樣，蓼科植物種子豐富。

2.1.3 九江沙洲村河漫灘的種類組成

九江沙洲村河漫灘的種子庫萌發了 14科 35屬39個物種（表1）。其中一年生植物20種；一、二年生植物7種；多年生植物11種。種子庫的平均種子密度為（6541±5534）seeds?m-2，一年生物種占總量的86%，一、二年生物種占5%，多年生物種占9%。棒頭草（Polypogon fugax）是密度最大的一年生物種，占總種子量的 26%；朝天萎陵菜（Potentilla supina）是密度最大的一、二年生物種，占總種子量的 3%；虉草（Phalaris arundinacea）是密度最大的多年生物種，占總種子量的2%。按科劃分，種子庫中物種數最多的3科依次為禾本科8個種，菊科6個種，玄參科5個種。這3科共計19種植物，占種子庫種子總量的 61%。綜上所述，九江沙洲村河漫灘種子庫具有如下特征：（1）一年生植物的種子數量明顯多于多年生植物；（2）禾本科、菊科、玄參科植物種類多樣，種子豐富。

2.1.4 長江中游不同江段河漫灘種子庫比較

對3個不同位點種子庫種子密度進行分析，九江河漫灘種子密度大于石首與岳陽河漫灘種子密度，且差異顯著（P＜0.05），而石首與岳陽無顯著差異（P＞0.05）（圖4）。

圖4 不同位點種子密度比較Fig. 4 Seed density in different locations

3個不同位點種子庫共萌發了51個物種，其中石首河漫灘 35種，與岳陽及九江河漫灘物種相似性系數分別為0.58與0.76，Chao 2非參數估計的物種數為53，實際萌發物種數占估計物種數的66%；岳陽河漫灘 30種，與九江河漫灘物種相似性系數為0.72，Chao 2非參數估計的物種數為47，實際萌發物種數占估計物種數的64%；九江河漫灘39種，Chao 2非參數估計的物種數為41，實際萌發物種數占估計物種數的95%。

3個位點中有19個共有物種。19個共有物種占石首河漫灘種子密度的89%，占岳陽河漫灘種子密度的93%，占九江河漫灘種子密度的85%。從圖5可以看出，無論從物種的分布頻率還是密度而言，19個共有物種在 3個不同位點的分布格局明顯不同。石首河漫灘中，通泉草是種子密度最大（41%）且分布頻率也最大（43%）的物種，而其在岳陽與九江河漫灘總種子密度中分別僅占5%與13%；岳陽河漫灘中，酸模是密度最大（28%）且分布頻率也最大（73%）的物種，而其在石首與九江河漫灘總種子密度中分別僅占3%與1%；九江河漫灘中，棒頭草是密度最大（26%）的物種，通泉草是分布頻率最大（63%）的物種，而棒頭草在石首與岳陽河漫灘總種子密度中分別僅占4%與2%。

2.2 種子庫與地表植被的關系

2.2.1 石首蘆葦站河漫灘種子庫與地表植被的關系

圖5 3個位點中共有物種的密度和頻率百分比數比較Fig. 5 Comparison of percentages of density and frequency of common species in the three sites

石首蘆葦站河漫灘地上植被調查共發現 16科26屬28種植物（圖6）。其中一年生植物18種，占物種總數64%，lg(Relative abundance+1)＞1.4的物種有：朝天委陵菜（Potentilla supina）、異型莎草（Cyperus difformis）、打碗花（Calystegia hederacea）、烏蘞莓（Cayratia japonica）、早熟禾（Poa annua）；多年生植物 10種，占總數 36%，lg(Relative abundance+1)＞1.4的物種有：蘆葦（Phragmites australis）、水芹（Oenanthe javanica）。按科劃分，地上植被中物種數最多的3科依次為：禾本科5種，菊科4種，蓼科3種。

該位點種子庫相較地上植被的物種數多7種，而兩者共有的物種數為4種，分別為：朝天委陵菜、異型莎草酸模、野薔薇（Rosa multiflora）。種子庫的Shannon多樣性指數、Plelou均勻度指數比地上植被高，Simpson優勢度指數比地上植被低，兩者的物種相似性系數為 0.127，說明相似性水平較低（表2）。

2.2.2 岳陽七弓嶺河漫灘種子庫與地表植被的關系

岳陽七公嶺河漫灘地上植被調查共發現 13科 24屬26種植物（圖7）。其中一年生植物17種，占物種總數65%，lg(Relative abundance+1)＞1.4的物種有：野大豆（Glycine soja）、薺菜（Capsella bursa-pastoris）、豬殃殃（Galium aparine）；多年生植物9種，占總數35%，lg(Relative abundance+1)＞1.4的物種有：南荻（Triarrhena lutarioriparia）、蘆葦、水芹、酸模。按科劃分，地上植被中物種數最多的5科依次為：禾本科4種，菊科3種，豆科3種，莎草科3種，蓼科3種。

該位點種子庫相較地上植被的物種數多 4種，而兩者共有的物種數為7種，分別為：蔞蒿（Artemisia selengensis）、異型莎草、水芹、朝天委陵菜、酸模、水毛花（Scirpus triangulatus）、水蓼。種子庫的Simpson優勢度指數、Shannon多樣性指數、Plelou均勻度指數均比地上植被高，兩者的物種相似性系數為0.25，說明相似性水平較低（表2）。

圖6 石首蘆葦站河漫灘種子庫與地表植被物種豐富度比較Fig. 6 Comparison of the relative abundance of seedling germinated from seed bank and its established vegetation in Shishou flood plain

表2 長江中游河漫灘種子庫與地表植被物種多樣性比較Table 2 Comparison of species diversity between seed bank and standing vegetation in the three flood plains

圖7 岳陽七弓嶺河漫灘種子庫與地表植被物種豐富度比較Fig. 7 Comparison of the relative abundance of seedling germinated from seed bank and its established vegetation in Yueyang flood plain

2.2.3 九江沙洲村漫灘種子庫與地表植被的關系

九江沙洲村河漫灘地上植被調查共發現 17科39屬42種植物（圖8）。其中一年生植物25種，占物種總數60%，lg(Relative abundance+1)＞1.4的物種有：小白酒草（Conyza canadensis）、合萌（Aeschynomene indica）、婆婆納（Veronica didyma）；多年生植物 17種，占總數 40%，lg(Relative abundance+1)＞1.4的物種有：蘆葦、水芹、南荻、酸模、蔞蒿、白茅（Imperata cylindrica）。按科劃分，地上植被中物種數最多的3科依次為：禾本科8種，菊科8種，十字花科4種。

該位點種子庫相較地上植被的物種數少3種，而兩者共有的物種數為7種，分別為：小白酒草、楊樹（Populus）、酸模、狗尾草（Setaria viridis）、丁香蓼（Ludwigia prostrata）、香附子（Cyperus rotundus）、蛇床（Cnidium monnieri）。種子庫的Simpson優勢度指數、Shannon多樣性指數、Plelou均勻度指數均比地上植被高，兩者的物種相似性系數為0.173，說明相似性水平較低（表2）。

3 討論

劉貴華（2005）在對國內外淡水濕地種子庫研究資料整理后發現，不同濕地種子庫的種類組成差異很大，物種數介于 15～59種，種子密度介于1820～11000 seeds?m-2。本研究結果顯示，長江中游不同江段河漫灘種子庫的物種數介于30～39種，種子密度介于1981～6541 seeds?m-2，均在上述范圍之內。對澳大利亞布萊克伍德河（Blackwood River）的研究表明，雖然上、中、下游河漫灘種子豐度不存在顯著性差異，但均存在逐漸升高的趨勢（Pettit et al.，2001）。本研究中，石首、岳陽和九江河漫灘種子密度呈增加趨勢，石首河漫灘種子密度與岳陽沒有顯著差異，但九江河漫灘種子密度顯著大于石首與岳陽河漫灘。事實上，長江流域水系關系復雜，長江中游干流及中游與下游分界區間有 3個主要水系匯入，包括洞庭湖水系、漢江水系及鄱陽湖水系（董耀華等，2013）。本研究設置的3個長江干流采樣點分別為上述3個水系未匯入、1個水系匯入及3個水系匯入點，然而，并不清楚水系匯入是否會影響河漫灘種子密度，有待進一步研究。

本研究中，石首蘆葦站、岳陽七弓嶺和九江沙洲村河漫灘種子庫一年生種類的種子數量明顯多于多年生種類，類似的情況在其他河流流域河漫灘或漫溢區也有發現，如塔里木河下游、萊茵河上游（Rhine River）、布萊克伍德河和奧德河（Ord River）（Bissels et al.，2005；Pettit et al.，2001；李吉玫等，2008）。事實上，植物的繁殖策略與生境水文變化有著密切的聯系（Richardson et al.，2007），羅文泊等（2007）在研究洪水條件下濕地植物生存策略時發現，許多一年或二年生植物為逃避洪水，會選擇在洪水來臨之前完成生活史。野外調查時發現，豐水期來臨之前大多數一年生通泉草與棒頭草的種子已經成熟，這使它們的種子能夠比較順利的進入種子庫，這可能是長江中游河漫灘種子庫中通泉草與棒頭草的種子數量居多的主要原因。

圖8 九江沙洲村河漫灘種子庫與地表植被物種豐富度比較Fig. 8 Comparison of the relative abundance of seedling germinated from seed bank and its established vegetation in Jiujiang flood plain

迄今為止，關于土壤種子庫與地表植被物種組成關系的研究分化為兩種截然不同的結論，其中一種結論是種子庫與地表植被的物種組成相似，種子庫能很好地反映地表植被的物種組成（Kadlec，1990）；另一種結論是種子庫與地表植被的物種組成不相似，特別是同一時期種子庫與地表植被的物種組成差異較大（Thompson，1979）。本研究結果支持第二種結論。

造成種子庫與地表植被物種組成差異的原因有很多。首先，不同植物的種子對萌發條件的要求各不相同，光照、溫度、水位等環境因素都是制約種子萌發的重要條件，因此任何一段時間內都無法滿足全部種子萌發的適宜條件。研究表明濕地種子的萌發和水位有密切的聯系，在水淹條件下和濕潤條件下萌發的物種在數量及生活型上都有顯著差異（Sarah，2004）。Cresswell et al.（1981）的研究發現，許多濕地種子是直接暴露在陽光下進行萌發的。本研究在野外進行地表植被調查時發現植被的蓋度非常高，樣方蓋度都在90%以上，高蓋度的植被使射到地表的光強非常微弱，這可能是部分種子庫中的種子在地表沒有被發現的原因。其次，不同生活周期的植物繁殖策略差異較大，一年生物種傾向產生足夠多的種子，以保證子代的繁衍；多年生物種則選擇無性繁殖，以保證快速搶占生境（劉貴華，2005）。在本研究結果中，蘆葦與南荻是長江中游河漫灘全年的優勢種，但在種子庫中卻未能發現。造成這種結果的原因可能是：第一，野外調查中發現蘆葦與南荻擁有相當數量的無性繁殖體，這些繁殖體可在全年不斷為植被群落補充新的個體；第二，蘆葦和南荻是長江中游的經濟植物，常被用作造紙的原料，其收割的時間為 11月左右，正好是其種子成熟的時間，因而其進入土壤種子庫的種子量較少。

4 結論

本研究首次調查了長江中游 3個不同采樣點（石首蘆葦站、岳陽七弓嶺和九江沙洲村）河漫灘種子庫組成，并與地上植被進行了比較研究。結果表明：（1）石首、岳陽和九江河漫灘種子密度呈增加趨勢，九江河漫灘種子密度顯著大于石首與岳陽河漫灘，但石首與岳陽河漫灘種子密度沒有顯著差異；（2）3個采樣點中，一年生植物種子數量均對各自種子庫種子總量貢獻較大；（3）3個采樣點種子庫與其地表植被的物種組成相似性較低。

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Comparative Study of the Relationship between Ground Vegetation and Seed Bank of Floodplain in the Middle Reaches of Yangtze River

CHEN Gangmei1, JING Bohan1, YUAN Longyi1,3*, XUE Xinghua2

1. College of Horticulture and Landscape Architecture, Yangtze University, Jingzhou 434025, China; 2. College of Biological Science and Technology, Hubei University for Nationalities, Enshi 445000, China; 3. Graduate work station of Yangtze University and Shen Lin Biotechnology Co. Ltd, Jingzhou 434025, China;

Water transfer project from Yangtze River to Hanjiang River is a large-scale water diversion project that begins from Longzhouyuan of Jingjiang Reach of Yangtze River to Xinglong Reach of Gaoshibei Town, belonging to one of the middle and lower reaches of Hanjiang River regulation project. It has no doubt that the project will lead changes of water quality, sediment loads, water level and so on, which in turn will result in the alterations of the biological components of natural. Soil seed bank can affect species composition, spatial structure and succession dynamics of vegetation. So it is necessary to investigate the seed bank of middle reach of Yangtze River before carrying out the "Water transfer from Yangtze River to Hanjiang River" project, which aims at offer the basic data for researching effects of large hydrographic engineering on the vegetation successions of flood plains. The study takes Reed station flood plain of Shishou City, Qigong Ridge flood plain of Yueyang City and Shazhou Town floodplain of Jiujiang City in different river links of middle reaches of Yangtze River as research objects, studying on the species composition, spatial distribution and the relationships between the seed bank and vegetation by seed germination methods in combination with field vegetation community survey. The results are as follows, (1) In seed bank density comparison: Jiujiang (6541±5534) seeds?m-2＞Yueyang (3840±2948) seeds?m-2＞Shishou (1981±1818) seeds?m-2, seed bank density in Jiujiang is significantly differ from Yueyang and Shishou (P＜0.05), but Yueyang and Shishou are not. In germination species, Jiujiang (39)＞Shishou (35)＞Yueyang (30), Gramineae and Composite plants are the main species, and annual species significantly more than the perennial species. 19 species are common and cover all the advantage species in all these three regions, but the seed density and distribution frequency of them in different sites are varies considerably. (2) The species similarity of seed bank and vegetation is very low, Yueyang (0.25)＞Jiujiang (0.173)＞Shishou (0.127). The seed bank species of Shishou and Yueyang is higher than vegetation, and Jiujiang opposite. The Shannon diversity index and Plelou evenness index of seed bank are higher than vegetation. The Simpson dominance-index of seed bank of Shishou and Jiujiang is higher than vegetation, and Yueyang opposite. The Shannon diversity index, Plelou evenness index and Simpson dominance-index were the same trend at different site, V-shaped.

water transfer project from yangtze river to hanjiang river; riparian zones; seed bank; species composition; ground vegetation

10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.09.006

X173; Q948

A

1674-5906（2016）09-1461-10

陳剛梅, 經博翰, 袁龍義, 薛興華. 2016. 長江中游河漫灘種子庫組成與地上植被關系的比較研究[J]. 生態環境學報, 25(9): 1461-1470.

CHEN Gangmei, JING Bohan, YUAN Longyi, XUE Xinghua. 2016. Comparative study of the relationship between ground vegetation and seed bank of floodplain in the middle reaches of Yangtze river [J]. Ecology and Environmental Sciences, 25(9): 1461-1470.

國家自然科學基金項目（31170400；31460132）；湖北省科技廳自然科學基金項目（2010CDB04402）；中國科學院水生植物與流域生態重點實驗室開放課題（2011003）

陳剛梅（1985年生），女，碩士研究生，研究方向為濕地生態。E-mail: 674183293@qq.com *通信作者：袁龍義（1971年生），教授，主要從事植物學和濕地生態研究。E-mail: yly35@qq.com; yzq29@sina.com

2016-07-04