清除长芒稗对松嫩恢复湿地扁秆藨草土壤种子库动态的影响

Soil seed bank has the potential to help to stimulate wetland restoration, and is a useful metric of wetland restoration success. The inland saline-alkaline wetland is an important wetland type, but few studies paid attention to soil seed bank of such wetland. Songnen Plain, one of the inland saline-alkaline wetlands distribution areas, has suffered severe degradation resulting from climate change and human disturbance. Therefore, it is urgent to carry out researches about wetland ecosystem health assessment and vegetation recovery. In this project, we study the changes of soil seed bank during the process of wetlands restoration in Scirpus planiculmis-dominated wetlands in the Songnen Plain by intergrating in-situ observation with laboratory seedling germination method. The aim of this study is to (1) compare the characteristics of seed bank between restored wetland and natural wetland; (2) evaluate the wetland restoration; (3) reveal the effects and mechanisms of a dominant weed on soil seed bank of the target species,and(4)clarify the importance of removing in promoting community succession in restored wetlands. Finally, the research would provide reliable data for study on soil seed bank of inland saline-alkaline wetland, promote the application of human disturbance in vegetation management, ultimately, contribute to wetland restoration.

土壤种子库是湿地植被自然恢复的重要潜力，对湿地成功恢复具有重要的指示作用。内陆盐碱湿地是湿地的重要组成部分，然而，关于其土壤种子库的研究十分薄弱。松嫩平原是世界上内陆盐碱湿地发育的典型地区之一，由于气候变化和人类活动的影响使得该区湿地退化严重，区域生态安全受到严重威胁。因此，加强该区域恢复湿地健康评价及植被恢复调控研究十分紧迫。本研究以松嫩典型盐碱湿地扁秆藨草沼泽为研究对象，研究种子库特征在植被恢复演替中的变化规律，比较恢复湿地种子库与自然湿地间的差异，评价湿地自然恢复的效果,研究非目标种对恢复物种种子库动态的影响及机制,阐明清除优势种在促进湿地植物群落次生演替中的作用。最终为我国内陆盐碱湿地种子库研究提供可靠数据，促进干扰在湿地植被调控方面的应用，为湿地种子库植被恢复实践奠定理论基础。

本项目研究内容主要包括四个方面：(1)扁秆藨草恢复湿地土壤种子库特征；(2)遮阴对长芒稗和扁秆藨草种子萌发的影响；(3) 长芒稗和扁秆藨草对洪水的生态响应；(4) 土壤埋深和水深对扁秆藨草种苗更新的影响。研究表明，在自然湿地扁秆藨草种子库规模是长芒稗的18.42倍，而在恢复湿地长芒稗种子库大小是扁秆藨草的5.04倍。与自然湿地相比，扁秆藨草种子库密度在入侵湿地明显减少，但仍保留了一定量具有活力的种子(664.32±105.98m-2)，说明扁秆藨草具备通过种子库或水传播恢复的潜力。长芒稗土壤种子库密度在入侵湿地高达3345.9±520.3m-2，明显高于自然湿地种子库规模(P<0.01)，说明恢复湿地受长芒稗入侵影响严重。. 长芒稗的萌发比例在遮阴(53.96 ± 4.63% 和7.18 ± 1.05%)和黑暗环境(30 ± 8.35% 和 0.56 ± 0.37%)均高于扁秆藨草；遮阴环境能减缓洪水对长芒稗种子萌发的抑制作用，而遮阴增强了较深水位对扁秆藨草种子萌发的影响。这说明退化湿地返湿后长芒稗适应遮阴和洪水的能力要比扁秆藨草强，这可能是长芒稗占优势的重要原因。. 洪水时间和水深是影响长芒稗幼苗存活和生长的重要因子。播种后1天，4天和8天实施20cm洪水，没有幼苗存活。播种后1天，4天或8天实施10cm洪水，导致幼苗存活比例和幼苗生物量明显降低。播种后16天实施20cm洪水，部分长芒稗幼苗能够存活。长芒稗种子萌发16天后的幼苗靠逃避策略以躲避完全的淹水环境。5-20cm洪水对扁秆藨草的更新没有影响。因此，洪水可以用于控制长芒稗的更新。为了改善莫莫格湿地白鹤觅食生境，应考虑早期且持续的洪水。. 种子埋深和水深均是影响扁秆藨草种苗出土和生长的重要决定因子。当地表水位在5-10cm范围时，种子出苗比例在基质表面最高。在10cm水深下，种苗不能生长至水面以上。较浅埋深(0.5–1 cm)促进了幼苗的生长和球茎的形成。因此，可以利用种子进行扁秆藨草的恢复。幼苗成功建立依赖于适宜的埋藏深度和水深。扁秆藨草种子埋藏深度不同，应维持土壤湿润环境或采用洪水处理满足种子萌发对水分的需求。