作者:
MichaelaZeiter a b, Juliane Preukschas a b, Andreas Stampfli a b
单位:
a: School of Agricultural, Forest and Food Sciences, Bern University of Applied Sciences, Länggasse 85, CH-3052 Zollikofen, Switzerland
b: Institute of Plant Sciences, University of Bern, Altenbergrain 21, CH-3013 Bern, Switzerland
Highlights
(1) 在瑞士干草草甸的生产力反映了土地使用的集约化。
(2) 种子雨的密度和物种多样性随着生产力的增加而增加。
(3) 种子雨中的平均种子大小随着生产力的降低而降低。
(4) 随着生产力的增加,表层土壤中持久性种子的比例和具有持久性种子的物种的比例下降。
Abstract
半天然干草草甸土地利用的集约化导致了物种多样性的减少。这通常被认为是由于在生产力提高的条件下,由于对光的高度竞争而导致植物物种的建立减少。在草地上进行的播种试验发现了可靠的证据,表明多样性也可能受到种子可用性的限制,这意味着影响种子生产和持久性的过程可能对生态系统的功能很重要。到目前为止,土地利用集约化对种子雨和种子在土壤中的持久性的影响还不清楚。
我们在瑞士选择了6对采用传统后期刈割制度的广泛管理(Festuco-Brometea)和集中管理(Arrhenatheretalia)草地,覆盖的年生产力梯度在176-1211 gm−2。在6个样地(约150 m2)中,利用8个89 cm2的种子陷阱或表土样本估算了每个草地群落的种子雨和种子库。于2010年春季建立种子诱捕器,暴露3个月后与土壤芯同时收集种子。我们在一个寒冷的框架中应用了8个月的出苗方法来估计有活力的种子的密度。
随着群落生产力反映土地利用集约化,种子雨的密度和物种丰富度增加,而平均种子大小减小,表层土壤中持久性种子和具有持久性种子的物种比例下降。在广泛管理的半天然草地上,种子的限制更强,这可以解释这样的草地并不总是比更集中管理的草地物种更丰富的事实。
Fig. 1.Positive correlation between frequency sum of typical species of Molinio-Arrhenatheretea grasslands (Ellenberg, 1996) and community productivity (phytomass of the first harvest) across extensively (circles) and intensively managed (triangles) grasslands.
Fig. 2.Relationship between community productivity (phytomass of the first harvest) and seed rain, i.e. (a) seed density, (b) species richness, and (c) mean seeds mass.
Fig. 3.Relationship between community productivity (phytomass of the first harvest) and topsoil seed bank, i.e. (a) seed density, (b) species richness, (c) proportion of persistent seeds, and (d) proportion of species with persistent seeds.
Conclusion
在生产力梯度的下端,较低的种子密度表明群落的物种丰富度在广泛管理的草地比在集中管理的草地更少的种子。这解释了为什么物种丰富度与草地的土地使用强度没有负相关。对这一预期的测试需要将土壤中种子密度的测量与种子添加实验相结合,以估计相应群落的建树率。对于未经管理的老田,高产植物群落的物种丰富度较低也可能是由于萌发受到抑制,而不是由于土壤中种子密度较低或种子库中物种丰富度较低。到目前为止,与影响幼苗招募的其他因素相比,土壤中天然种子有效性的相对重要性的大量证据来自单一地点。需要沿着环境或土地使用梯度进行多地点研究,以更普遍地阐明天然种子的可用性、扩散限制和生物相互作用在造成草地多样性模式中的相对作用。