全 文 ：中国矿区土壤种子库研究的必要性与挑战*
常摇 青1**摇 张大维1 摇 李摇 雪1 摇 彭摇 建2 摇 关爱农1 摇 刘晓斯1
( 1 中国农业大学观赏园艺与园林系, 北京 100193; 2 北京大学城市与环境学院, 北京 100871)
摘摇 要摇 土壤种子库是土壤及其表面凋落物中所有具生命活力的种子,可反映区域特有的生
物多样性特征,其多数存在于表层土壤.作为植被恢复生长的基础和潜在的绿化材料,表土和
土壤种子库是矿区不可再生的有限资源.土壤种子库研究是我国矿区土地复垦与生态重建领
域的热点之一.由于矿业生产的特殊性,矿区土壤种子库研究不能仅仅关注土壤种子库中种
子类型、数量及其与地表植被相互关系等常规静态内容,还需要借鉴特殊生境下土壤种子库
的研究成果,并结合矿区土地利用特征,在研究体系和思路上寻求突破.本文总结了矿区土壤
种子库研究的特殊性及相关研究进展,综述了特殊生境下土壤种子库的研究进展及启示,并
提出了我国矿区土壤种子库研究所面临的挑战,为强化我国矿区土壤种子库研究、提高我国
矿区土地复垦中表土及土壤种子库利用效率、加快植被恢复进程提供参考.
关键词摇 土壤种子库摇 表土摇 矿区摇 土地复垦摇 植被恢复
文章编号摇 1001-9332(2011)05-1343-08摇 中图分类号摇 F301. 24;X171. 4摇 文献标识码摇 A
Soil seed bank research of China mining areas: Necessity and challenges. CHANG Qing1,
ZHANG Da鄄wei1, LI Xue1, PENG Jian2, GUAN Ai鄄nong1, LIU Xiao鄄si1 ( 1Department of Orna鄄
mental Horticulture and Landscape Architecture, China Agricultural University, Beijing 100193, Chi鄄
na; 2College of Urban and Environmental Sciences, Peking University, Beijing 100871, China) .
鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2011,22(5): 1343-1350.
Abstract: Soil seed bank consists of all living seeds existed in soil and its surface litter, especially
in topsoil, and can reflect the characteristics of regional biodiversity. As the base of vegetation res鄄
toration and potential greening material, topsoil and its seed bank are the limited and non鄄renewable
resources in mining areas. The study of soil seed bank has become one of the hotspots in the re鄄
search field of vegetation restoration and land reclamation in China mining areas. Owing to the spe鄄
cial characteristics of mining industry, the soil seed bank study of mining areas should not only con鄄
cern with the seed species, quantities, and their relations with ground surface vegetation, but also
make use of the research results on the soil seed bank of other fragile habitats. Besides, a break鄄
through should be sought in the thinking ways and research approach. This paper analyzed the par鄄
ticularity of mining area爷 s soil seek bank research, summarized the research progress in the soil
seed bank of mining areas and other fragile habitats, and put forward the challenges we are facing
with. It was expected that this paper could help to reinforce the soil seed bank research of China
mining areas, and provide scientific guidelines for taking great advantage of the significant roles of
soil seed bank in land reclamation and vegetation restoration in the future.
Key words: soil seed bank; topsoil; mining area; land reclamation; vegetation restoration.
*国土资源部公益性行业科研项目(200911015鄄2)和国家自然科学
基金项目(41001112)资助.
**通讯作者. E鄄mail: changqing@ cau. edu. cn
2010鄄09鄄15 收稿,2011鄄02鄄21 接受.
摇 摇 土壤种子库指土壤及其表面凋落物中所有具生
命活力种子的总和[1],其种类组成、数量和分布状
况是植被种子传播的直接结果,同时也反映了生境
对种子储藏的影响[2] .土壤种子库在很大程度上代
表了当地乡土植被特有的遗传基因和变异特性,是
在植被恢复后保持原有生物多样性的最原始和有效
的方法[3-4] .目前,土壤种子库研究已成为国内外生
态学研究的热点之一[5-7],其对于退化生态系统的
植被恢复与重建具有重要的理论和实践意义[7-8] .
我国是矿业大国[9],矿区土地复垦和生态环境
治理对实现我国矿区可持续发展极为关键[9-11] . 我
应 用 生 态 学 报摇 2011 年 5 月摇 第 22 卷摇 第 5 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, May 2011,22(5): 1343-1350
国矿区土地复垦的两类典型技术体系(土地、土壤、
水资源、大气等环境要素的重建和利用技术,以及物
种、种群和群落等生物要素的恢复、再生技术等[10] )
均需要能够满足植被恢复的土壤资源,特别是性质
良好、富含有机质和植物种子库的表层土壤[12] . 有
关表土利用与土壤种子库的研究已成为我国矿区土
地复垦与植被重建领域优先关注的关键问题之
一[13-16] .然而,由于矿业开发活动的特殊性,与其他
区域相比,矿区土壤扰动具有显著的时空异质性特
征,且与矿业开采工艺流程密切相关[17-20],因此,矿
区土壤种子库研究不能仅停留在种子类型、数量与
地表植被相互关系等常规静态研究上,需要结合矿
区开采复垦工艺与土地利用特征,在土壤种子库研
究体系和思路上寻求突破. 本文通过分析矿区土壤
种子库特殊性及其潜在影响因素的基础上,一方面
总结了我国矿区土壤种子库研究进展与不足,另一
方面综述了其他特殊生境下土壤种子库的研究成
果,进而基于我国矿区广泛采用的表土利用管理程
序,提出了矿区土壤种子库动态研究框架体系与重
点研究内容,以期加强我国矿区土地复垦中土壤种
子库的研究与应用,并为提高矿区表土利用效率、加
快植被恢复进程提供科学依据.
1摇 矿区土壤种子库研究的重要性和特殊性
土壤种子库包含了大量的乡土植物种子,具有
当地特有的遗传基因和变异特性[4] . 与人工林相
比,由土壤种子库中种子萌发所形成的植被,其多样
性更接近于当地原有植被,更有利于向着原有植被
群落方向演替[2] .作为植被恢复后能够保持原有生
物多样性的最原始和有效的方法[3-4],土壤种子库
是矿区土地复垦中不可替代和不可再生的种质资
源.土壤种子库对外界扰动反应较敏感[21] . 由于矿
藏的不可移动性,矿山开采不仅占用、破坏和污染矿
区土地,同时引发了矿区土壤、水文和植被等生态系
统变化和环境污染[10],进而不可避免地对矿区土壤
种子库的形成、发展和演替特征等造成直接或间接
影响.
矿区开发活动呈阶段性,导致土壤种子库动态
性增强.受矿业开采工艺和生产周期等生产特点的
影响,矿区土地利用呈现明显的阶段性[22] . 矿山开
采和土地复垦中不同阶段的植被清除、表土剥离与
存放、土壤重构以及后期植被恢复重建等活动,不仅
极大地干扰了矿区植被生长节律(开花、结果、种子
散布和萌发),也改变了土壤理化性质和土壤生物
活性[23-24],从而使矿区土壤种子库的输入(种子雨
的形成和外界移入)与输出(土壤种子的移除、死亡
和萌发)条件等发生改变,其时间动态性较其他区
域明显增强.
矿区干扰因素复杂,导致土壤种子库空间异质
性显著.矿业开采中不同阶段的机械施工、采矿地塌
陷和表土剥离存放等均会造成矿区内不同地段土壤
与上下层土壤的混合、压实以及土壤水分、酸碱度和
微生物活性等土壤性状的变化[23-24],加之对地表植
被的破坏和清除,使矿区土壤中种子库的垂直和水
平空间分布格局变化显著.
矿区土壤性状变化与开采复垦工艺密切相关.
有关矿区土壤性状的监测研究表明,矿业开采所破
坏的土地,即使经过复垦,其土壤理化性质和生物特
性仍会发生明显变化,并且其变化程度与所采用的
复垦工艺和年限密切相关. 如经泥浆泵复垦工艺恢
复后的土壤比正常农田的表层质地偏粘,容重偏高,
土壤团粒结构含量偏低,不利于作物生长,直至复垦
后第 13 年,其土壤容重和团粒结构才基本接近正常
农田的水平[17];经表土剥离覆土后的耕地土壤肥力
基本保持不变[18],各类微生物菌群、数量、生物活性
强度均大于不覆土区[20] .我国目前相关研究主要集
中在对矿区土壤理化性质、微生物特性的影响,对土
壤种子库种类和特征的影响研究则少见报道.
2摇 中国矿区土壤种子库研究进展
2郾 1摇 基础研究进展
利用土壤种子库进行矿区土地复垦时,首先需
要了解矿区土壤种子库的基础生态学特性,确定矿
区土壤中是否存在适宜的物种,明确不同开采复垦
方式对这些种子寿命有何影响,以及这些种子萌发、
幼苗发育需要怎样的条件等,这样才能充分发挥矿
区土壤种子库的植被恢复潜力.
我国有关矿区土壤种子库的研究多集中在露天
煤矿排土场土壤种子库与不同植被恢复措施下土壤
种子库构成特征的静态监测方面[14-16,25],研究发
现:1)复垦排土场土壤中有活性种子存在[14],且多
以草本植物为主,其中,禾本科植物最多,菊科次
之[15-16,25] .新排表土多为黄土状母质,养分含量低,
种子数量少;随复垦时间的延长,土壤微环境改善,
加之外来种子不断侵入,土壤种子库组成种类增多、
数量增加,这些活性种子可为植被恢复提供物质基
础[14] . 2)未复垦的空旷区的存在有利于种子传播,
但因土壤微环境差,不利于种子萌发,种子库种类组
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成单一,幼苗生长较慢[14];进行工程覆土后种子萌
发率和物种多样性有所增加,但由于采用客土回填
干扰了土壤种子库的物种组成,导致工程覆土与天
然植被的物种相似性系数极低[16] . 3)复垦 10 a 后
的沙棘(Hippophae rhamnoides)、草地、刺槐(Robinia
pesudoacacia)林地,土壤种子库组成种类比新排土
区明显增多,但优势种有所不同,其中草地和沙棘林
以蒿占优势, 刺槐林以大籽蒿(Artemisia sieversiana)
占优势[14];沙棘林和刺槐林虽具较好的培肥效果,
但因后期枝叶繁茂、郁闭度大、光照较少,影响了林
下土壤种子库的形成和发育[15-16];刺槐鄄油松(Pinus
tabulaeformis)鄄柠条(Caragana korshinskii)混交林下
土壤种子库数量、组成种类增多,幼苗生长旺盛,被
认为是露天煤矿排土场土地复垦和生态重建的最佳
模式[15] . 4)不同恢复措施下土壤种子库的物种相似
性较低,外来入侵草本种发生较大变化[15-16,25],复
垦区地表植被与土壤种子库的关系仍是未来矿区土
壤种子库有待深入研究的内容.目前,关于不同开采
复垦工艺流程对土壤种子库种类、活性等特性的影
响以及期间土壤种子库的动态变化研究少见报道,
尚需深入研究.
2郾 2摇 应用研究进展
应用土壤种子库进行矿区植被恢复实践中,采
集土壤厚度、长期保存时土壤种子库的损耗、复垦中
覆土厚度以及覆土后土壤种子发芽率等,均是影响
土壤种子库实际应用效果的关键因素[4] . 目前,我
国学者主要针对复垦中覆土厚度、覆土后种子发芽
率[13,26-27]及其与植被恢复效果的关系[19,28]展开研
究.张志权等[13]和束文圣等[26]通过对广东省乐昌
铅锌矿区引入丢荒旱作地土壤种子库进行植被恢复
试验发现,如果仅仅是作为提供种子资源而引入土
壤种子库,覆土厚度为 1 cm 就已足够;如果要实现
矿区植被恢复效果,则需要铺放 8 cm 厚的表土;如
预先铺放一层阻隔层(如底土、淤泥等)再引入种子
库,将有助于土壤种子库中萌发幼苗的定居[27] . 刘
会平等[28]通过对不同覆土厚度的煤矸石充填复垦
区农作物生产力进行研究发现,以煤矸石充填为基
底、覆土较厚地块的小麦产量达 5770 kg·hm-2,覆
土较薄地块仅 4736 kg·hm-2;其中,覆土厚度 75 cm
以上地块的生产力水平接近对照地块,覆土厚度低
于 60 cm地块的土壤由于养分普遍偏低,限制了农
作物生长.洪坚平等[19]在研究山西阳泉三矿不同复
垦措施下矸石山土壤特性时发现,当覆土种植区内
覆土厚度大于 10 cm后,增加覆土厚度对土壤养分、
生理群微生物及其活性等影响不明显,而覆土厚度
10 cm左右、并种植豆科植物的薄层土是快速、有效
恢复矿区矸石山植被的方法之一. 以上研究结果说
明,采集表土的覆土厚度、土壤性状对土壤种子库萌
发、幼苗定居和植被恢复效果具有重要影响,但目前
相关研究相对零散,特别是长期保存时土壤种子库
的损耗(种子寿命)在我国矿区土壤种子库研究中
少见报道.
在植被恢复工程中,为提高种子萌发率及后期
植被恢复的效果,国内外学者提出了客土喷播[4]、
人造表土[9,29]等技术方法.其中,客土喷播技术在公
路边坡生态恢复方面的应用较多,一般认为含有植
物种子库的混合表土物喷播厚度达 3 ~ 10 cm 即可
满足土壤条件较差的各类土质或岩石质边坡植被恢
复的需要[30-31] .在我国矿区土地复垦中,客土喷播
技术应用刚刚起步,土层喷播厚度是今后我国矿区
土壤种子库应用研究中有待加强的重点内容[32] .
3摇 特殊生境下土壤种子库研究进展及启示
迄今为止,不同区域、不同植被类型的土壤种子
库几乎都被研究过[2,5-6,8] .其中,在那些退化或特殊
生境下开展的土壤种子库研究 (如干旱荒漠
区[33-34]、干旱区[35]、黄土丘陵沟壑区[36-37]、盐碱
地[38]、漫溢区[39-40]和废弃地[41]等),由于在水分、
土壤或植被等自然地理条件以及干扰因素上与矿区
具有一定的相似性,将对矿区土壤种子库的深入开
展有所启示.
3郾 1摇 土壤种子库的研究方法
3郾 1郾 1 种子库取样摇 取样是进行土壤种子库研究的
基础和关键[33],主要涉及取样方法、取样量大小和
取样时间三方面.土壤种子库野外取样方法主要有
随机法、样线法、小支撑多样点法[7],其中,样线法
在国内外研究中较常用[7,33] . 取样量的大小包括样
方数量、样方面积、土层深度[33],目前采集样方数量
的方法较固定,包括大数量的小样方法、小数量的大
样方法和大单位内子样方再分亚单位小样方法,其
中大数量的小样方法具有较高的可靠性[5];样方面
积大小包括 1 m伊1 m、10 cm伊10 cm、50 cm伊50 cm
等不同设定方法[7];取样深度一般分为 0 ~ 5 cm、
5 ~ 10 cm、10 ~ 15 cm 和 15 ~ 20 cm,目前大部分研
究多采用 10 cm 土层深度, 且再分 2 ~ 3 层
(0 ~ 5 cm、5 ~ 10 cm 或 0 ~ 2 cm、2 ~ 5 cm、5 ~
10 cm),沙地研究中土样深度可取至 30 cm[5,7] . 取
样时间对土壤种子库研究结果影响很大[7],需根据
54315 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 常摇 青等: 中国矿区土壤种子库研究的必要性与挑战摇 摇 摇 摇 摇 摇
研究目的选择合适的取样时间:若主要以持久种子
库为研究目标,采集土样应在种子萌发完成之后、成
熟和开始散布之前;若同时研究瞬时土壤种子库和
持久种子库,应在种子萌发之前完成采样[5,7,33] .
3郾 1郾 2 确定种子寿命摇 在荒漠、干旱等特殊生境下,
为了适应严酷的自然条件,土壤中很大部分种子处
于休眠状态,具有很强的植被恢复潜力[33] .因此,确
定这些休眠种子的寿命对于土壤种子库的植被保护
和恢复具有重要意义,也是土壤种子库研究的重要
内容之一[3] .
目前,确定种子寿命的方法主要有 3 种:1)埋
藏试验,在理论上可明确给定条件下种子寿命的上
限,结果差异主要来源于土壤类型、埋藏深度和干扰
程度,特别是后两个因素[3,33],一般认为埋藏于土壤
深层的种子比土壤表层的种子存活时间长[8] . 2)对
自然埋藏种子的研究[3,8],一般通过查阅那些群落
中已经不存在的、但以种子形式出现于土壤中的物
种记载,确定种子埋藏的确切时间,从而为种子寿命
提供直接证据;此外,埋藏在火山爆发后尘埃中或建
筑物下的种子,以及由于频繁刈割或使用除草剂而
阻止新种子输入的表土中的种子也可作为判断种子
寿命的直接证据. 3)土壤中种子分层分布研究,通
过比较地上植被与表层和深层土壤种子的物种组成
来估测种子寿命,这主要基于不同物种在土壤中分
布的指示作用[42],一般认为埋藏深的种子比埋藏浅
的种子产生得早,因此最直接的指标为深埋种子与
浅埋种子的比率[3] .
种子类型鉴定是土壤种子库研究的基础,目前
常用的方法有物理法(分为漂浮浓缩法和网筛分选
法)与种子萌发法,后者在 90%以上的种子库相关
研究中被采用[3,7,33] . 这几种种类鉴定方法较成熟,
应用普适性较强.
3郾 2摇 土壤种子库的时空格局
3郾 2郾 1 垂直分布格局摇 大量研究表明,不同地区、不
同植被类型的土壤种子库均具明显的垂直分布格
局[5-6,21,33,35],即随着土壤深度的增加,土壤中种子
数量和物种构成逐渐减少[5,33] . 种子库多集中在表
层(1 ~ 5 cm)土壤内,且绝大部分为短暂性种子,
5 cm以下土层内种子库密度相对较低,且多为持久
性种子[21,33,38],特别是在干旱荒漠区几乎很少有活
的种子存在[33] .土壤种子库垂直分布格局将决定土
壤种子库的采集深度(即采集土层厚度),也往往涉
及到土壤类型及其他因素(如水热条件变化、被动
物捕食或农业耕作等)对土壤中种子寿命的影响机
制[21,35] .
3郾 2郾 2 水平分布格局 摇 与垂直分布相比,目前专门
针对土壤种子库水平分布的研究报道不多,且主要
集中在干旱区、荒漠区和潮汐湿地[21] . 在干旱区和
荒漠区,受地表微环境和地形的影响,土壤种子库密
度从灌丛中心向外围开阔地域逐渐降低[35];有研究
认为,地上植被丛生有利于母株周围种子聚集[43],
并为种子发芽和幼苗生长提供有利条件[44];荒漠区
种子库密度还从沙丘坡底向坡顶逐渐减少,迎风坡
低于背风坡,流动沙丘低于固定沙丘[33] . 有关潮汐
湿地土壤种子库的研究表明,其种子库密度空间变
异略低于干旱沙地,在低洼的小地形下土壤种子库
聚集较多[45] .水分、光照、地形等地表微环境因素可
通过干扰种子扩散机制对土壤种子库水平分布产生
影响.
3郾 2郾 3 时间分布格局摇 土壤种子库的时间分布格局
依赖于种子库种子输入、输出和保存[5,21],一般可划
分为年份变化和季节变化,其动态变化过程可概括
为土壤种子库-幼苗-植被-种子雨循环的普遍化模
式[21] .目前针对土壤种子库年际变化特征的研究较
少.孙建华等[46]曾对阿拉善干旱荒漠区土壤种子库
进行连续观测,发现种子库密度存在较大的年际变
化,这可能与当地草地退化以及其他微环境因素变
化有关.土壤种子库季节动态变化过程中,有 2 个时
期的变化较大:种子雨散布结束后,种子库密度达到
最大,随后逐渐降低,直到种子萌发季节结束后,种
子库密度达最小[21,33,35] . 按照季节动态特征,
Thompson和 Grime[1]将英国北部的土壤种子库归纳
为 4 类:1)仅夏季存在,秋季到春末期间种子大量
萌发,土壤中很少或没有种子存在;2)仅在冬季存
在,土壤中春、夏、秋季很少或没有种子存在;3)一
年四季存在,但在秋末土壤中种子数量最大,之后大
部分种子很快萌发,只有少量种子休眠并进入持久
种子库;4)一年四季存在、但种子散布后仅有少量
种子发芽,大部分种子进入土壤持久种子库.长期观
测和研究土壤种子库动态变化规律,并结合其水平
和垂直空间格局特性,提高土壤中种子存活率和萌
发率,将有助于推动土壤种子库在植被恢复方面的
应用.
3郾 3摇 土壤种子库特征变化的影响因素
3郾 3郾 1 水分条件摇 有研究表明,0 ~ 5 cm土层的水分
含量直接影响种子的萌发数量[47] .水分不足会使土
地干旱并伴有盐碱化,从而对所在地植被及其土壤
种子库产生不良影响. 干旱条件下土壤种子库中的
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种子往往处于静止状态,一旦水分条件合适,种子即
可萌发,因此水分条件是影响土壤种子库变化的重
要因素[35] .对塔里木河下游荒漠河岸林及其土壤种
子库的研究发现,河水漫溢区土壤种子库物种数和
密度均比非漫溢区高,其总密度增加 3郾 94 倍,充足
的水分条件对土壤种子库物种多样性、丰富度和种
子萌发率等具积极影响[39] .
3郾 3郾 2 干扰因素 摇 土壤种子库对耕作、放牧和火烧
等外界扰动的反应较敏感[21] .耕作和放牧会使土壤
的垂直结构发生改变,从而影响土壤种子库的垂直
分布格局.通常土地耕作会将浅层种子掩埋,很少将
深层土壤中的种子翻动到表土;干扰程度大的耕地
上杂草种子更易被埋藏在较深层土壤中,被动物捕
食概率随之减小,从而增加农耕土壤内杂草种子的
寿命[33] . 刘建立等[48]对坝上草原耕地植被土壤种
子库的研究发现,浅耕处理土壤的种子物种丰富度
>自然恢复>深耕处理,而种子库密度则是自然恢复
>浅耕处理>深耕处理,说明适度耕作有利于土壤种
子库的种子萌动,可促进植被的恢复进程.由于动物
对地表和土壤表层种子的捕食,不同的放牧强度会
影响土壤种子库物种组成和禾草类植物种子的密
度[35,49] .有关研究表明,自由放牧更易使土壤种子
库密度和多样性下降[49],而大规模过量放牧亦会使
土壤种子库降低甚至消失,轮牧等适度放牧对土壤
种子库种子萌发有积极作用[47] .适度的火烧可打破
种子休眠、促进萌发[5,35],充分理解火烧频率、强度
和深度对土壤种子库种子的影响机制,将有助于通
过人为干扰控制种子活性,并将其应用于植被恢复.
土壤种子库的存在与土壤理化性质和地表植被
组成密切相关[35] .但至今种子库与地表植被的关系
尚未明确,这与种子库生物学特性、环境因素和研究
方法有关[5];土壤种子库特征与土壤理化性状关系
方面的相关研究也很少.
4摇 我国矿区土壤种子库研究面临的挑战
土壤种子库种类组成、数量和分布状况是种子
传播的直接后果,同时也反映了生境对种子储藏的
影响,多数土壤种子库存在于表土内[2-3] .地表植被
图 1摇 矿区表土和种子库研究体系
Fig. 1摇 Research frameworks of topsoil and seed bank in the mining area.
74315 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 常摇 青等: 中国矿区土壤种子库研究的必要性与挑战摇 摇 摇 摇 摇 摇
和土壤性状是影响土壤种子库特征的两大控制因
素.因此,借鉴特殊生境下土壤种子库研究成果,同
时结合矿区土地利用特征,开展矿区土壤种子库时
空格局动态及其干扰因素研究,明确土壤中持久种
子的寿命及打破其休眠的控制因素,通过长期观测
和研究矿区土壤种子库动态变化规律,了解长期保
存时土壤种子库的损耗状况,确定应用种子库进行
植被恢复时适宜的覆土厚度等,是今后矿区土壤种
子库研究的重点内容.
矿业开发过程造成的地表植被和肥沃表土层的
损失最显著[9-10] .表土往往被认为是矿区土地复垦
中不可再生的宝贵资源,如何在矿地开采、复垦后保
持土壤特征基本不变或更适宜植被繁育是土地复垦
的关键[11] .目前,为保证矿区土地复垦中后期植被
恢复技术的有效实施以及表土资源的有效利用,我
国学者提出了“分层剥离、交错回填冶 [50]、条带复垦
表土外移剥离法、梯田模式表土剥离法、生态预复垦
的表土剥离工艺等一系列的表土剥离-存放-管护
体系[11,23,51-52],这为我国矿区土壤种子库动态研究
提供了一个有效的框架体系.
针对矿区土壤种子库研究的特殊性,本文基于
表土利用管理程序构建了我国矿区土壤种子库研究
框架体系,可从数据库建立、影响因素和响应机制研
究以及复垦效益评价 3 个关键环节开展系列研究
(图 1): 1)土壤种子库是矿区乡土植物多样性的标
本,在矿区开采前需系统地研究区内种子数量、类
型、寿命及其时空分布格局,建立矿区原有持久种子
基本生物学特征数据库,作为后期研究与复垦模式
的参照标本. 2)土壤种子库是矿区植被恢复的潜在
材料,在矿区废弃地植被恢复过程中,需要深入研究
不同土壤重构技术下最适宜的覆土厚度,明确这些
技术对覆盖表土中种子库特征的潜在影响规律,有
条件的情况下进一步研制提高覆土种子库有效性的
技术与措施. 3)土壤种子库对外界环境较敏感,在
矿区开采过程中,需要从分析土壤特性、水热条件和
干扰等地表微环境因素与种子库特征的关系入手,
深入研究表土剥离、占用、存放等不同开矿工艺对土
壤种子库及其分布格局的影响机制,揭示影响种子
寿命、萌发的主要控制因子,为后期覆土与植被恢复
提供具体参考指标. 4)继续深入开展植被恢复中地
表植被与土壤种子库的关系研究,明确矿区表土利
用技术与植被恢复目标和现实恢复效果之间的关
系,制定评价表土利用复垦效果的技术指标体系.
参考文献
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作者简介 摇 常 摇 青,女,1978 年生,讲师. 主要从事园林 /景
观生态以及植被恢复与绿地规划设计研究,发表论文 10 篇.
E鄄mail: changqing@ cau. edu. cn
责任编辑摇 杨摇 弘
0531 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 22 卷