松嫩平原羊草土壤种子库格局对碱化草甸退化的响应及其机制

草地退化是全球干旱和半干旱草地生态系统的共同特征。由于土壤种子库在植被恢复和生物多样性维持等方面的重要作用，已成为研究热点。作为重要的脆弱生态系统，松嫩碱化草甸在人类活动和全球变化影响下发生了明显退化。羊草土壤种子库格局对碱化草甸退化演替的响应特征及其机制还不清楚。本研究运用空间替代时间方法，研究不同退化阶段碱化草甸羊草土壤种子库的时空格局及其与土壤、植被等环境要素的耦合关系；野外定位研究种子雨大小和散布时空动态差异，研究种子休眠与萌发动态及对盐碱环境梯度的响应特征，明确羊草土壤种子库输入、输出关键生态过程对草甸退化演替的响应及机制。在此基础上，构建土壤种子库格局对草地退化演替的响应机制模型。项目将有助于深入土壤种子库格局与生态系统演替的关系研究，丰富土壤种子库研究的地域尺度和生态系统类型；为碱化植被恢复和管理提供科学依据。

草地退化是全球干旱和半干旱草地生态系统的共同特征。由于土壤种子库在植被恢复和生物多样性维持等方面的重要作用，已成为研究热点。作为重要的脆弱生态系统，松嫩碱化草甸在人类活动和全球变化影响下发生了明显退化。羊草土壤种子库格局对碱化草甸退化演替的响应特征及其机制还不清楚。本研究运用空间替代时间方法，研究不同退化阶段碱化草甸羊草土壤种子库的时空格局及其与土壤、植被等环境要素的耦合关系；野外定位研究种子雨大小和散布时空动态差异，研究种子休眠与萌发动态及对盐碱环境梯度的响应特征，明确羊草土壤种子库输入、输出关键生态过程对草甸退化演替的响应及机制。结果表明，随着退化演替的进行，土壤种子库中物种丰富度下降；顶级植被羊草仅出现在羊草群落中，占土壤种子库总数的4.5-13.6%。随着退化演替阶段的进行，碱茅、虎尾草和碱蓬群落的优势物种分别占88.7%、83.7%,和89.8%；在盐碱斑地中，也存在一定数目的土壤种子库（3227-31932 个/m2），但这些种子97.8-100%属于虎尾草或碱蓬。羊草种子产量和结实率低，散布能力差；而碱茅、虎尾草和碱蓬具有很高的种子产量和结实率。盐碱生境下，羊草种子发芽率低，苗期耐盐碱能力差，因此通过土壤种子库或人为添加羊草种子库的方法恢复目标物种羊草几乎是不可能的；而碱茅、虎尾草和碱蓬三种物种存在大量的种子库，是植被恢复的重要来源。项目有助于深入土壤种子库格局与生态系统演替的关系研究，丰富土壤种子库研究的地域尺度和生态系统类型；为碱化植被恢复和管理提供科学依据。本项目资助下本项目作为第一资助发表SCI论文2篇（1篇接受，1篇发表），一级学报（CSCD）2篇,国际会议论文1篇，国内会议论文2篇；另外，作为第二资助发表论文2篇。本项目资助下参加了一次国际会议、两次国内专业会议，并作大会报告；授权专利4项,受理专利7项，另外本项目资助下在美国佐治亚大学进行为期2个月的学术交流和访问，取得了较好的进展。