论文部分内容阅读
持久性土壤种子库中的种子遇到适宜的萌发条件时仍能萌发,是维持种群和群落稳定的一种有效方式。但是,种子在土壤中的持久存在也会存在一定的风险。有研究表明,种子“老龄化”的潜在消耗会降低种子的萌发率并使种子推迟萌发,但有关这一潜在消耗是否会降低种子生存力、竞争力和繁殖能力等问题少有人研究。本研究以紫茎泽兰为试验材料,通过持久性土壤种子库中不同埋藏年代紫茎泽兰种子和当年采集新鲜种子的萌发力比较以及它们在不同密度下的个体竞争能力比较试验,探讨埋藏于土壤中的持久性种子是否存在埋藏消耗,进而影响种子的萌发率和个体竞争力,进一步研究持久性土壤种子库的存在意义,为土壤种子库在生态恢复中发挥作用奠定理论基础。主要研究结果如下:
1.紫茎泽兰持久性土壤种子库种子埋藏寿命可达4年,但萌发率随着埋藏时间的延长呈下降趋势,并显著低于室内储藏对照,且不同埋藏深度对萌发率影响巨大。0cm层的种子在埋藏5个月后萌发率已低于10％；5cm层与10cm层的种子埋藏2年后萌发率仍有40％左右,3年后萌发率也还有20％。虽然室内贮藏的种子相比于土壤埋藏萌发率下降缓慢,但贮藏5个月后萌发已经推迟,贮藏至第3年时,其种子播种7天后才开始萌发,平均萌发时间达12天左右,而持久性土壤种子库种子播种后第3天已开始萌发,平均萌发时间少于5天。
2.竞争密度试验结果表明,种内竞争降低了紫茎泽兰个体株高、叶片数、根蘖株数以及生物量的增长。并且,随着种植密度增加,种内竞争加剧,抑制作用增强,种群内部大小等级差异也增大,表明不同大小等级的个体受到了不同的拥挤压力。但是,高密度的紫茎泽兰种群在强烈竞争下,个体会控制根蘖株的形成、死亡,从而减少资源的消耗,保证种群对生境的长期占领。因此,建议在进行紫茎泽兰的替代控制时,应注意替代物种的先植,选择优于紫茎泽兰萌发的植物作为替代物种,通过邻体干扰效应抑制紫茎泽兰的生长。
3.不同埋藏时间(1年、3年)的种子产生的个体与同种群新种子个体的竞争比较实验结果显示,紫茎泽兰株高、基茎粗、叶片数、生物量等生长指标在不同种植密度间有极显著差异(p<0.01),但与个体类型及二者的交互作用无显著相关(p>0.05),进一步分析可知,在不存在竞争的单株对照条件下,持久性土壤种子库埋藏3年的老种子个体与当年采集的新种子个体生长没有差异,而在混植的竞争条件下,植苗80天后,各密度新种子个体的株高、基茎粗、叶片数、生物量等均大于埋藏1年及3年的老种子个体,但T检验结果差异均未达到显著水平(p>0.05)。表明,与当年新种子萌发的个体相比,持久性土壤种子库埋藏1年、3年种子萌发的个体生存力、竞争力未显著减弱,埋藏消耗会降低持久性土壤种子库种子的萌发率但不会影响种群在生态系统中的竞争力和相对适合度。这一结果进一步巩固了持久性土壤种子库在种群和群落稳定中的地位。但是,另一方面,紫茎泽兰是一种入侵能力极强的世界恶性杂草,试验结果也表明,在遇到恶劣环境不能产生种子时,紫茎泽兰仍能利用持久性土壤种子库的种子繁殖后代,并且后代的竞争力不会显著衰退,仍能保持很大的繁殖入侵能力,这在一定程度上增加了紫茎泽兰的防治难度。