土壤种子库在青藏高原高寒湿地恢复中的作用机制研究

青藏高原东部的湿地是黄河上游重要的水源涵养地，是维系黄河、长江中下游地区生态安全的天然屏障。近几十年来，湿地面积严重萎缩，水源涵养及补给的生态功能已严重受损。目前，土壤种子库在湿地植被恢复过程中的作用正日益受到重视，并成为一个研究热点。本项目以高寒湿地的恢复和退化演替系列为研究对象，通过对青藏高原东部不同演替阶段高寒湿地种子库和地上植物群落的调查研究，确定土壤种子库动态及空间结构上的分布模式；分析土壤环境与种子库物种组成的关系，确定土壤环境因子对种子库种子持久性的作用；分析种子库与不同演替阶段地上植被物种组成的关系及变化趋势，揭示不同演替阶段种子库与地上植被之间相互作用机制，进而阐明青藏高原高寒湿地种子库对地上植被演替更新过程中的作用机理，从而为高寒湿地植被保护和恢复提供理论依据和技术支撑。

本项目以青藏高原高寒湿地演替系列，不同放牧管理下的高寒湿地，以及干涸、盐渍化湿地的土壤种子库为研究对象，通过野外调查和控制实验对本项目进行了详细的研究，所取得的主要结果如下：1）种子库种子密度和物种丰富度随湿地植物群落演替而增加，随土壤深度增加而减小；2）演替早期大多数物种生产大量长寿命种子，且在整个演替过程中一直保持活力；3）种子库与地上植被的相似性随湿地植物群落的演替而增加；4）高寒湿地干涸盐渍化后，土壤种子库种子密度和物种丰富度未发生变化；5） 湿地干涸盐渍化后改变了地上植物群落物种组成及土壤理化特征，而土壤种子库物种组成未发生变化；6）持久种子库对策是种子库物种对干涸及盐渍化土壤环境的适应；7）如果水文恢复，土壤种子库可为干涸盐渍化草甸的恢复提供丰富的繁殖体资源；8）随着水位增加，从土壤种子库萌发的物种丰富度降低，但种子密度几乎不变；不同水位下，从种子库萌发形成的群落物种组成差异巨大。9）在0cm水位下，种子库与地上植物群落的相似性最高，二者的相似性随水位增加而逐渐降低。10）水位决定土壤种子库物种的萌发/补充以及地上植物群落物种的建植，说明不同的水位决定着不同的地上植物群落。11）退化，干涸以及盐渍化湿地的恢复可依赖土壤种子库；12）土壤水分和pH影响着植物群落结构和种子库的物种组成，二者通过影响地上植被和土壤微生物群落而间接影响种子库的物种组成。通过本项目的研究，可为高寒湿地植被保护和恢复提供理论依据和技术支撑。