贵州马尾松种子雨和土壤种子库研究

研究生课程作业 课程名称：         试验设计及实验研究法 作业名称： 贵州马尾松种子雨和土壤种子库研究方法 专业：          学号：      学生：            贵州马尾松种子雨和土壤种子库研究 摘 要：马尾松是南方地区主要的造林用材树种，在贵州省每年的造林面积中，马尾松林占总面积的 1/4～ 3/4。贵州是南方地区马尾松的主要产地，研究马尾松林区的土壤种子库以及种子雨对松林未来的演替和经营具有重要价值。本文主要介绍前人对土壤种子库的相关研究，为后来完成毕业论文做出铺垫。 关键词：马尾松    土壤种子库  种子雨  演替  可持续经营 Abstract: Pinus massoniana are the main timber species in the south, in the annual afforestation area of Guizhou province, Pinus massoniana accounts for the total area of 1/4 to 3/4. Guizhou is the main origin of the south Pinus massoniana, researching Pinus massoniana forest soil seed bank and seed rain have great value for future succession pine and operations. This paper describes the previous research on the soil seed bank, paving the way for the subsequent completion of thesis made. Keywords: Pinus massoniana; Soil seed bank; seed rain; succession; sustainable management 1 引言 土壤种子库是指存在于 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 层土壤(包括凋落物)中的有生命的种子，现已成为植物生态学研究的热点。种子是植物种群生活史的一个重要阶段,影响着群落后期的演替与发展方向。只要给予理想的萌发条件如光照、温度、湿度等,土壤种子库中的种子就能萌发，从而开始新的演替[1]。森林土壤种子库储藏有来自林区内外的各种种子，它们是潜在的植物群落，是森林未来演替的种资资源[2]。在喀斯特植被研究中，加强林区和生态脆弱区的土壤种子库调查和研究，对林区生态环境的恢复与重建具有重要价值[3]。林木种子在森林土壤中的萌发受林区环境的影响，这些种子在郁闭的林冠下很难萌发,一旦森林受到干扰出现林窗或空旷地,这些潜在的种源将迅速萌发,参与植被的恢复或演替[4]。然而土壤种子库和种子雨在马尾松林区的研究却鲜见报道。马尾松是南方的重要造林树种，本论文旨在通过对林区的种子雨以及土壤种子库进行调查和研究，加深对林区种子的休眠、萌发、幼苗成长的认识，为未来林区经营管理提供 意见 文理分科指导河道管理范围浙江建筑工程概算定额教材专家评审意见党员教师互相批评意见 。 2 研究样地和研究方法 2.1研究区概况 2.1.1 地理位置 以贵州省花溪区孟关林场为主要研究区域。孟关林场位于花溪区东南部，东经106°44′，北纬26°23′，北距贵阳市区23公里，西离花溪镇13公里，到北面的孟关镇仅有3公里。林场大部分分布于黔陶乡，少部分分布于青岩镇和孟关乡，林区周围有孟关乡的沙坡、板桥，青岩镇的杨眉、摆托﹑山王庙﹑思潜﹑摆早﹑黔陶乡的黔陶﹑赵司﹑关口﹑河西﹑骑龙以及龙里县的水场等13个村。 2.1.2 地形地貌 林区海拔1100～1300米，相对高差100～200米，属黔中山原地貌类型。林地坡度一般为20～30°，老榜河由北向南纵贯林区。 2.1.3  气候 林场属中亚热带湿润季风气候，春夏多雨，秋冬多阴天，日照时间短，年均气温14.9℃，无霜期275天，年均降雨量1141.6毫米，气候温和，雨量充沛。 2.1.4  植被 乔木主要为马尾松人工林，也有部分华山松﹑杨树和少量杉木。灌木主要有白栎﹑茅栗﹑解栎﹑山矾﹑合欢﹑杜鹃﹑细叶铁子﹑六月雪﹑小果南烛﹑木姜子﹑火棘﹑金丝桃﹑云南白珠等。草本主要有铁芒箕﹑蕨类﹑白茅﹑芒草等。 2.1.5  土壤 林区土壤属于地带性土壤，亚热带常绿阔叶林红壤—黄壤地带。中部及上部为湿润性针叶林带，以黄壤为主；林区下部为偏干性常绿阔叶林带，以红壤为主；林区部分地方为黄棕壤。此外，还有棕壤等土类。 2.2研究方法 2.2.1种子雨调查 2.2.1.1 种子雨收集 在贵州，南方马尾松多4-5月份开花，第二年10月份种子开始成熟。确定时间在林区样地布置种子雨收集器，共选择8棵马尾松母树，母树间平均距离约为 15米，测定每株母树的胸径、地径、树高、年龄、支架高，在每株树冠范围内及树冠外约5米范围内，在东西南北4个方向各随机布置4个种子雨收集框，总共共布设32个种子雨收集框。框口面积为1m×1m，框口四边用木条围成，尼龙网(2mm×2mm) 做网底。在种子雨收集器尼龙网网底开一个口子，缝有拉链，每次从网底收集种子[5]。主要在种子成熟时设置，具体收集需要到实地调研后根据场地地势、植被等条件进行调查后布设。 2.2.1.2 种子雨统计 先将收集器内的枯枝落叶和其它植物的种子等杂物分离，马尾松种子按照成熟种子和未成熟种子两类进行统计， 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 种子总数、完整种子(能萌发种子)、腐烂种子(用手轻压即破碎)、空粒种子(因动物及虫害破坏所形成)及发育不全种子(形态成熟但不发芽)，统计种子雨强度( 粒/m2) [6]。种子带回实验室先进行水选,将漂浮种子与沉底种子分开,沉底种子在人工气候箱进行萌发实验(每天25℃-14h,10℃-10h),未萌发种子和漂浮种子剥离种皮,查明受损原因。其后从各样地随机取300粒种子，各分为3份( 每份100粒) ，用四唑法进行生活力鉴定[7]。 2.2.2土壤种子库调查 2.2.2.1 土壤库收集 根据选用的母本针叶林样地情况。以每棵样树下的土壤作为取样对象研究种子库特征。对每棵样树，分别在树冠范围内和树冠外5半径范围内，采用5点取样法进行取样，样方大小为25cm-25cm，种子库样分3层: 枯枝落叶层0cm-2cm层；2cm-4cm层，将各层土壤分装带回实验室内，采用网筛分选法[8]。土壤样本分旱季和雨季采取分层取土样进行萌发实验。 2.2.2.2 萌发实验与种类鉴定 将取回的土样破碎后置于铺垫无种子土壤(取森林土壤置于115e恒温烘箱中处理48h)的花盆中,浇足水,花盆口用一块透光性较好的白布覆盖,防止外来种子的侵入,然后将花盆置于空旷地的支架上,让其自然萌发,定期适时浇水,保持盆内的湿度。定期(每2天为1周期)观测种子萌发情况,对已萌发的幼苗进行种类鉴定、计数后清除,暂时不能鉴定的幼苗进行标记后移栽至盆外,直至幼苗长到能鉴定为止。整个过程持续至盆中不再有幼苗长出,然后再将土样搅拌混合,继续观测,直至土样中不再有种子萌发后结束萌发实验[9]。 2.2研究方法 采用SPSS16统计分析软件的单因素方差分析进行不同年份、树冠内外种子雨强度差异的显著性检验，多重方差分析(LSD) 进行不同土壤种子库不同凋落物层和其他土层间种子库密度差异性检验。 3、结果与分析 3.1马尾松林土壤种子库的特点 林区植物种子成熟后会以各种方式传播，最终以随机方式散入土壤，大部分种子因得不到适宜的条件,无法萌发失去活力而死亡,其中只有极少数遇到合适的环境而萌发,另一些则因具有休眠特性得以保持活力,留在土壤中。土壤种子库 就是土壤中活性种子储量的总称[10]。通过调查我们可以得出不停年龄马尾松结果能力、土壤种子库优势种、种子丰富度、种子多样性指数、种子分布密度、休眠、萌发等等数据，并进行分析。（目前数据还为收集） 3.1.1土壤种子库种子密度 Darwin(1859)用幼苗数表示种子数量,获得了人类第一个有关土壤种子库的数据[11]。而最早对土壤种子库进行系统研究的是英国学者W.E.Brenchley和K.Warington[12]。他们除了仍然沿用达尔文用幼苗数表示有活力的种子数量的方法外,开始用单位面积土壤内所含有的活力种子数量来表示种子库的大小,即种子密度，统一单位为粒/m2。可能说明不同森林类型及不同年龄阶段的马尾松林区,种子密度相差很大，而这种密度差异对未来森林更新有重要影响。 3.1.2土壤种子库种子种类 森林土壤种子库的种类组成与地上植被并没有必然的联系。Hall等[13]在加纳调查了6个成熟森林群落及其土壤库的种类组。结果发现,其中有4个样本的地上植被与土壤种子库中的种类平均只有5%左右的种类组成相同；另外两个群落中,二者完全没有共同的种类组成。并且在研究幼苗种类组成时发现,大部分幼苗是一些次生森林树种。在亚热带常绿阔叶林不同演替阶段,早期阶段土壤种子库的种类组成与地上植物基本一致,后期阶段相关小,且在各阶段均以草本植物为主[14]。Balum在比较不同植被类型的土壤种子库时也得到相同的结论[15]。 种子种类的调查可以预测未来林区自然演替的发展方向，以及各种种子在萌发生长中可能对林区造成的影响。 3.1.3土壤种子库的动态变化 土壤种子库的动态变化就是种子输入与种子消耗相互作用的过程。Harper[16]给出的土壤种子库的动态模型中表明,土壤种子库来源于种子雨,种子库的消耗由3部分组成:捕食、腐烂老化和发芽。其他研究者也发现，在森林演替的不同阶段,种子数量、种类均不相同[17]。进行种子库动态分析主要是考虑到林区间伐后，种子库的变化，以及采伐后的林窗可能对土壤种子库带来的一些影响。利用马尾松林不同样地的种子库动态变化数据，推算间筏后演替和更新状况。 3.2马尾松林土壤种子库的变化格局对天然更新的影响 森林生态系统相对于其他陆地生态系统具有以下特点:1、它具有独特的森林小生境。林内光照、温度、风速、湿度均不同于林外,独特的林下植被、枯枝落叶层也显著地影响种子命运[18]。2、由于林相结构的特殊性,种子传播具有独特的散播机理。3、植被种类的多样性以及种子传播方式的多样性,决定了森林土壤种子库组成的复杂性.森林土壤种子库是天然更新的物质基础,凡影响土壤种子库变化的因素,均能影响天然更新[19]。数据收集完成后，便可进行数据分析。 3.2.1 马尾松林区土壤种子库的时间动态规律与天然更新