全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
口 〔 , , 一
科尔沁沙地 种禾本科植物种子萌发特性比较 关
刘志民‘
’ ‘
李雪华‘ 李荣平‘ 蒋德明‘ 曹成有 ,
‘ 中国科学院沈阳应用生态研究所 , 沈阳 “ 东北大学生物系 , 沈阳
【摘要 在实验室条件下 , 观测了科尔沁沙地乌兰敖都地区禾本科植物当年新采种子的萌发特点 巧 种
植物中
,
披碱草
、
糙隐子草
、
冠芒草 、 大油芒
、
芦苇
、
虎尾草
、
野古草
、
狼尾草的发芽率超过 , 水稗草 、 牛
鞭草
、
虱子草 、 狗尾草的发芽率不足 一 开始发芽的植物有大油芒
、 画眉 、 芦苇
、
虎尾草
、
披碱草 、
冠芒草 、 毛马唐
、
糙隐子草 超过 基本不发芽的植物包括狗尾草
、 虱子草
、 牛鞭草 发芽持续期小于
的植物包括毛马唐
、
水稗草
、
芦苇 、 画眉草 、 大油芒 发芽持续期 一 的植物有披碱草 、 冠芒草 发芽
种子超过总发芽种子的 需要天数为虎尾草 , 芦苇 , 大油芒 , 披碱草 , 糙隐子草 , 野古草
,
冠芒草 , 狼尾草 与英国 地区相比 , 乌兰敖都地区一年生禾草发芽率低的所占比重更
大
, 发芽更为缓慢 乌兰敖都地区多年生禾草的发芽率差别很小 , 但发芽更为缓慢 杂草植物萌发的风险
分摊能力相对明显 , 因此抗干扰能力相对较强
关键词
文章编号
禾草 生活型 发芽率 杂草 干扰
一 一 一 中图分类号 文献标识码
一 ,
一
,
, ‘ , 邓 ‘ , 八妙 献 放召
, 以 , , 凡刀‘左呷 俪 ,哪
,
,
曰叫 ,茗 , 。 , ,。 应记招 又了 以 , 。 , , 月为政 。, 。
, 品曰塑 ,茗
,
以 , 。 一。介,
户到 且 , , 一
·
一
叫
一 ,
, ‘ 匀扑 而 比 , 八纭 绍〔 , , 阿 , 户户〕 的、
,
知对应少召刀 , 而
,
,刀 娜
。 , ,行, 以舫行 。尹召口
, 。 , , , 勿 血
,
,
, , ,恻 ‘和
‘
应 、,
, 皿偏 献初 儿 介人超勿 八书义
, 乃权 之, 加 八 , 刃 , ,故 , , ,心 肠
必 ‘ 汀 、 ‘沁 争冠山户吸。 , , 、 、
, 八之召 ,二 人双 , 尹 了 , , ,
以 访尹召口 , 介 八, 刀 山加
,
助军洒。 加、
, 明乞故 ,
一
。心 〔己击友禅泪
一 邓 , 。 ,及人之 敌 而月址才艺 , 了认 召讹 加 忆曰刀 , ,敌 , ,
”刀 边 。 户 、 口 ,二
杨 , 及 戚如 翻“勿
, 八 召、咖
, 乃飞明 八 ”之众 两 又之 。讨 助火才如产召习 而
,
〕 邓 , , “ 刀 护汹 加
, 、
, , 邓 匀 才 户祖口 , , , ,诬亡八‘
‘云为 去 之召之, 友在 , 邓 八, 血 吻 沙咖口犷左 加
,
孙 , , 超办理 厂 众人巧 「
, 叫
, ,
, 一 , ,
一
, , , , 王
引 言
植物萌发行为是植物生活史繁殖对策的重要方
面〔’ 对不同生态类群的植物种子 的萌发行为进
行比较对解释植被过程很有助益 ’, ’
,
,“
科尔沁沙地位于 中国北方农牧交错区 , 是半干
旱温带草原荒漠化典型地区 , 植被退化 、 生物多样性
丧失 、 杂草人侵等问题均很突出 禾本科植物是
科尔沁沙地 草原 植被的重要组成成分 乌兰敖都
地区共有各类植物 多种 , 其中 为禾本科
植物 这些禾本科植物在沙生 、 湿生 、撂荒地 、 盐
生演替系列中占有重要地位仁‘
, ’ 〕 然而 , 还未见有
关当地多种禾本科植物种子萌发的比较研究以及以
此解释植被演变过程的报道 作者观测 了科尔沁沙
‘ 中 国 科 学 院沈 阳应 用 生 态 研 究 所 知识 创 新 工 程 重 大项 目
加
一 和中国科学院沈阳应用生态研究所知识创
新工程面上创新课题 资助项 目
“ 通讯联系人
一 一 收稿 , 一 一 接受
期 刘志民等 科尔沁沙地 巧 种禾本科植物种子萌发特性 比较
地乌兰敖都地区 种禾本科植物的种子萌发特点 ,
旨在为当地的植被过程和植被格局研究奠定基础
研究地区与研究方法
实验用种子 年秋季采 自科尔沁沙地乌兰敖都地
区 采集后的种子在实验室风干 、 称重后装在纸袋中储藏于
暗处 主要参照 和 ’ 的方法做发芽实验 , 共
包括 巧 种植物 表 年 月底开始在东北大学生物
系进行 , 使用光温控制箱
、
玻璃培养皿和过滤纸做实验 白
天 光照时段 取 巧 , 温度采用 ℃ , 光照为 夜晚
表 萌发实验包括的植物种
伴 五 伴
黑暗时段 温度为 ℃ 日夜温度接近乌兰敖都 一 月
一 处的最大和最小地温 一旦胚根出现则认为已经萌
发
‘
发芽开始后 , 每天记数萌发种子数并将萌发种子移走 ,
同时每天加入蒸馏水以保证滤纸湿润 个重复 , 每个重复
粒种子 记数持续进行 , 至直到经过连续 不出现发芽
种子时终止 其后 , 从培养皿中取出未萌发种子检测活力
将未萌发种子放在 ℃水中浸泡 , 去掉种皮 , 将胚浸泡
在 ℃的 云 溶液中 , 粉红色的胚
记为有活力
,
每天的发芽率记为占所有有活力种子的百分
数 推算了标准误差 根据文献工
· , 一 ‘ 引用学名并确定植
物的生活型 和生态类群
,
植物种 生活型
几架
平均发芽率
皿
士
开始萌发时间
皿
野古草 、耐 、 勿 从血
虎尾草 以 、饭
糙隐子草 。“ ‘ , 。
披碱草 沪碗〕峥 赫 八
毛马唐 迈五云角 、 〔 必 。
水稗草 皿去动 , 五如 从叮吸才勿
画眉草 议弓八 “ 户勿、
牛鞭草 从脚二 二 刀少
冠芒草 户户, 护如 。 加卿
狼尾草 山纽。 ”乃 、 叮〕电吮爪乃
芦 苇 外 。 , 。 , ,
金狗尾草 及 , 、加。
狗尾草 反勿二 。 口自
大油芒 户 。介召口 沉 、
虱子草 朴视召 加心 、故 “ 、
一年生 多年生
萌发持续时段 开始发芽到发芽终止
, 浏
实验 , 未发芽
士
士
土
士
士
士
士
士
土
士
土
土
实验 , 颗发芽 〔
实验
, 未发芽 ,
结果与分析
发芽率及发芽时间
发芽率 以上的植物包括披碱草 匀‘
介 、 糙隐子草 ’ 岁 阿 、
冠芒 草 户〕 汤 , 、 大 油 芒 妙笼
户召口 话 、 芦苇 , , 八 、 虎尾
草 以 而
、 野古草 二 撇
、 狼
尾草 肠 阴 , 〕 八 发芽率 一 的
植物包括毛马唐 舍’ 故 。 ’ 括 发芽率
一 的植物包括金狗尾草 纽 脚 发芽
率 一 的植物包括 画眉草 行
〔〕口 发芽率小于 的植物 含基本未萌发植物
包 括 水 稗 草 及人 献俪 泪“敌
、 牛 鞭 草
和 虱子草 了
、 狗尾草 反 访厂叔 表
一 开始发芽的植物包括大油芒 、 画眉 、 芦
苇 、虎尾草 、披碱草 、 冠芒草 、 毛马唐和糙隐子草 一
开始发芽的植物包括 狠尾草 、 金狗尾草 、 水稗
草 、野古草 超过 基本不发芽的植物包括狗尾
草 、 虱子草 、 牛鞭草 表 发芽持续期 开始发芽到
发芽终止 小于 的植物包括毛马唐 、 水稗草
、 芦
苇 、 画眉草 、 大油芒 发芽持续期 一 的植物包
括野古草 、糙隐子草 、 狼尾草 、 金狗尾草 、 虎尾草 发
芽持续期 一 的植物包括披碱草 、 冠芒 草 表
种子萌发格局
发芽率超过 的 种植物的萌发格局为 虎
尾草 发芽种子超过总发芽种子的 , 发芽
种子接近总发芽种子的 芦苇 发芽种子超
过总发芽种子的 , 发芽种子接近总发芽种
子的 大油芒 发芽种子超过总发芽种子的
, 达到总发芽种子 的 披碱草 发芽
种子超过总发芽种子的 , 发芽种子接近总
发芽种子的 糙隐子草 发芽种子超过总发
芽种子的 , 达到总发芽种子的 狼尾草
发芽种子超过总发芽种子的 , 超过总
发 芽种子 的 野古草 发芽种子超过总发芽
应 用 生 态 学 报 卷
已月︺﹄已
一﹄、,,,︸︵岁︶。比﹂祠司﹁巨并低州
天数
图 发芽率超过 的 种植物的 日发芽率 最终发芽种子数为
】 一 一 、·
狼尾草 〔公白 。鳅 爪、 呀, , 口 野古草 。 , 刀 人泛 人脚 虎尾草 以勿。“ 芦苇 、 , 打 大油芒 争赶‘ 少婴 、
涌 二 。 糙隐子草 喇 。 朋 。、 叮 披碱草 动。沙。、 戒孟访“二 、、 冠芒草 只叮李 李洒口。 加、 下同
往汽尸
帅一犯
一三
︵岁︶的跳。﹄扫川月目
,一
熨圳找弼
匆 丽
天数
图 发芽率超过 的 种植物的发芽进程 最终发芽种子数为
、 一盖、又、 一 又 。 、
种子的 ‘殆 , 达到总发芽种子 的 冠芒草
发芽种子超过总发芽种子的 , 超过总
发芽种子的 〕 图
、 , 表
不同类群禾草的萌发特点
杂草植物以虎尾草发芽率为最高 , 开始发芽最
早 毛马唐发芽率中上 , 发芽持续时间短 金狗尾草 、
画眉草 、 水稗草 、 狗尾草
、 虱子草发芽率依次降低至
基本不发芽 草原植物糙隐子草 、 冠芒草发芽率均达
以上 , 内开始发 芽 , 发芽持续 时段 中至长
草甸植物野古草 、 大油芒
、
披碱草 、 狼尾草发芽率均
达到 以上 , 开始发芽时间 一 , 萌发持续时
段 一 , 但牛鞭草很不容易发芽 沼泽植物芦苇
发芽率高
, 开始发芽早 , 发芽持续时段短 表
讨 论
与英国 地 区禾草植物总体发芽特点
的比较
。 等 进行了英国 地区 种植
物 其中包括 种 年生禾草 , 种多年生禾草 新
采种子的萌发实验并发现大多数的禾草植物的发芽
率高 等的实验所包括的禾草植物与本实验
所包括的禾草植物完全不同属 在那一实验中 , 对于
一年生禾草植物 , 发芽率镇 的有 种 , 的
有 种 , 全部 种植物发芽率均在 一 内达到最
终发芽种子数的 对于多年生禾草植物 , 发芽
率毛 的有 种 , 的有 种 , 种植物发
芽率在 一 内达到最终发芽种子数的
,
种植物发 芽率在 后 达 到最 终 发 芽种 子 数 的
在本实验中 , 对于一年生禾草植物 , 发芽率镇
的有 种 , 的有 种 , 种植物发芽率在
一 内达到最终发芽数的 , 种植物 含未发
芽植物 发芽率在 后 达到最终发芽种子数的
对于多年生禾草植物 , 发芽率镇 的有
种 , 的有 种 , 种植物发芽率在 一 内达
到最终发芽种子数的 , 种植物 含未发芽植
物 发芽率在 后达到最终发芽种子数的
由此可见 , 与 地 区相 比 , 乌兰敖都地 区一
年生禾草植物发芽率低的占比重更大 , 发芽更为缓
慢 乌兰敖都地区的多年生禾草植物发芽率差别很
小 , 但发芽更为缓慢 的年均降雨量为
, 一 月降水量占全年降水量的 最冷月
月的 日平均最低气温是 ℃ , 最热月 月的 日平
期 刘志民等 科尔沁沙地 巧 种禾本科植物种子萌发特性比较
均最高气温是 ℃ ’ 乌兰敖都地 区的年降雨
量为 , 一 月降水量 占全年降水量的 ,
最冷月 月的旬平均最低气温是 一 ℃ , 最热月
月的旬平均最高气温是 ℃ 是否温带大陆性
半干旱区禾草植物的新采种子 比温带海洋性湿润区
禾草植物的新采种子发芽缓慢 或发芽持续期更绵
长 是值得进一步研究的问题
种子萌发特点与植被过程关系分析
在科尔沁沙地的乌兰敖都地 区
, 糙隐子草群落
是沙生演替系列的重要组成部分 芦苇群落 、 狼尾
草群落 、野古草群落 、 牛鞭草群落 、 杂类草群落 、糙隐
子草群落是湿生演替系列的重要组成部分 狗尾草
群落 、 虎尾草群落 、芦苇 、 狼尾草
、 牛鞭草在撂荒地演
替系列中地位突 出 虎尾草群落可分布在碱斑周
围 “
由实验结果可知 , 禾本科植物种子的萌发大致
有 种趋向 速萌型 发芽率高 , 发芽持续期短
缓萌型 发芽率低 , 发芽持续期长 中间型 或者发
芽率高 但发芽持续期长 或者发芽率低 , 发芽持续
期短 或者
一
与这两种类型相近 速萌型 的植物利于
先期优势的发挥 , 属风险投资型 缓萌型 的植物 利
于潜势的发挥 , 属风险分摊型 在本实验中 , 芦苇和
大油芒属于典型的速萌型植物 由于芦苇属于沼泽
植物 , 大油芒属于草甸植物 , 生境中土壤水分优越 ,
速萌方式适合于这两种植物繁衍
水稗草 、 牛鞭草 、 虱子草 、 狗尾草是典型的风险
分摊型植物 这几种植物除牛鞭草是草甸植物 , 其它
植物都是杂草植物 在受高度干扰的环境中 , 分摊风
险型对后代延续具有积极作用 植物种子萌发或通
过依赖降水或通过综合依赖各种要素分摊风险 例
如流沙上一年生植物 沙米 彻 沈户人
, 的单峰连续萌发格局降低 了同期发芽而又 因
降水量低后代在具备繁殖能力前就全部死亡 的风
险【‘’ 光照 、 土壤湿度 、 温度以及土壤深度等环境因
素对半灌木籽篙 。爪 必 夕破 “已 石 种子萌
发的共同调节增大了生长在流动沙丘上的籽篙幼苗
的生存机率
虎尾草 、糙隐子草 、 野古草 、 狼尾草属中间型 , 发
芽率很高 , 但发芽进程稍缓 实验表明 , 杂草植物 、
草原植物 、 草甸植物都可属于发芽率很高 , 但发芽进
程稍缓类植物 虎尾草因具有在雨季迅速发芽并迅
速完成生活史的能力而能在碱斑周围生长 , 并疑似
盐生植物 ‘ 披碱草和冠芒草是中间型的第 类 ,
发芽率很高 , 但发芽持续时间长
,
这两种植物分属
草甸和草原植物 杂草植物毛马唐也属 中间型 , 其
发芽特点是发芽率较高 , 发芽持续时间短 金狗尾
草也属中间型 , 其发芽特点是发芽率居中 , 发芽持续
时间也居中 画眉草也是 中间型 的一种 , 其发芽特
点是发芽率较低 , 发芽持续时间短 杂草植物萌发
时的风险分摊能力相对明显 , 因此抗干扰能力相对
较强
新采种子萌发 、 实验室观测中的问题
种子休眠有两 种类 型 内在休眠和强迫休眠
直立委陵菜 。 种子在经暖湿储藏一
段时间后胚才成熟 , 蓄 几心 。 , 碗 勿 种
子萌发需要冷藏 , 草地早熟禾 几双 豆、 种子
萌发需要光照刺激 , 大多数的豆科草本植物种皮不
透水 , 这些都是 内在休眠 的属性 强 迫休眠是指落
种时条件距萌发条件甚远 因而种子不能萌发现象
如一些植物种子需要高温萌发 , 而落种时的实际温
度偏低 , 以致种子不能萌发【‘
, ’ 〕 本实验所用种子
为新采种子 , 没有消除 内在休眠 如果有 在这种
情况下 , 萌发率高的植物的内在休眠表现 自然不强
在本实验中 , 发芽条件尽管简单 , 但与当地的适中条
件相近 , 发芽率低的植物内在休眠特性可能较明显
等 〕发现 , 很多植物的种子在 干藏了相 当一
段时间后发芽率提高 , 但也有一些植物的种子对干
藏反应轻微 , 甚至有少数植物 的种子在干藏后 发芽
率降低 新采种子的发芽格局与储藏 了相 当一段时
间的种子的发芽格局可能不同
实验室条件是均匀的发芽条件 , 尽管具有一般
性 , 但也不可能对每种植物都是最佳条件 已有文
献 报 道 了 各 种 因 素 对 种 子 萌 发 的 不 同 影
响 ’
, , “ , ’, ’“ 因此本实验反映的只是种子发芽格局
的最基本趋势 , 若要对不 同植物 的种子的发芽格局
进行更透彻的了解 , 尚需做不 同温度 、 不 同湿度 、 不
同光照和不同储藏方式等各方面的发芽实验
参考文献
一
白玉 光 ,
一 王 晓燕
,
,
祖 。 以 , 。 中国草地
, 一
一 曹新 孙
‘
, 喀
, 一
。
〕
,
中国科学院内蒙古宁夏综合考察队
, ,
,
知
,
,
, 以
, 、
且习 , 一
, 浏只 , 肠
应 用 生 态 学 报 卷
肠
‘ 一 黄振英 ,
一
胡正 海
,
康。八反 召山已欣望夕切白 任
·
。 八 句忆伏沈习 。 植物生态学
报 , 一
一 黄振英 , 汤
夕
,
, 介故 。产 占撇 ,
、 。 月 之及对 反 植物学报 一
,
,
一
蒋德明
一
刘志 民
, 一
寇振武
,
叫 ,
·
以 且 应用生态学报
,
一 〔
,
, 。 一 刘新 民 , 一 赵哈林 ,
一 赵 爱芬
印 一
记 段访 阮 、。 。。。 、 。、
, ,
一
刘 瑛 心 ,
, 、
川 一 刘 瑛 心 压 块 , 儿
、 , ,。 绷 肥
。 一 刘 瑛 心 一 , ,
,
,
一
刘志民 , 蒋德明 ,
一
高红瑛 ,
一 洲 」
。 。 以 , 月户户 及丫 应用生态学报
,
一 〔
一
南寅镐 , 魏 均
一
曹新孙 ,
,
即 一
, ’ 一
阮
一
宋松泉 ,
一
傅家瑞
〕 裙 植物学通报 ,
一
,
卯 一
·
乃 皿刀 ,
一
, , 皿 , 罗
户刃 人尹云材 〕心赵 刃 。 ,
厂应 饭用 , 一
一
王 宗灵 , 王 刚 ,
一
刘新 民
。
巧 尺已 中国沙漠 , 一
徐 岚 , 了、
一
南寅镐 、
一 一 曹新孙
,
, , ,
一 ,
作者简介 刘志 民 , 男 , 年生 , 博士 , 研究员 , 主要从事
干旱区恢复生态学研究 , 发表论文 多篇 , 主编专著 部
,
参编专著 部
一 , 一 飞
欢迎订阅 年《应用生态学报 》
应用生态学报 》 年创刊 是经国家科委批准 、 科学出版社出版的国内外公开发行的综合性学术刊
物 本刊宗旨是坚持理论联系实际的办刊方向 , 结合科研 、 教学 、 生产实际 , 报导生态科学诸领域在应用基础
研究方面具有创新的研究成果 , 交流基础研究和应用研究的最新信息 , 促进生态学研究 为国民经济建设服
务
本刊专门登载有关应用生态学 主要包括森林生态学 、 农业生态学 、 草地牧业生态学 、 渔业生态学 、 自然
资源生态学
、
全球生态学 、 污染生态学 、 生态工程学等 的综合性论文 、 创造性研究报告和研究简报等
本刊读者对象主要是从事生态学 、 地学 、林学 、 农学和环境科学研究 、教学 、 生产的科技工作者 , 有关专业
的大学生及经济管理和决策部门的工作者
本刊与数十家相关学报级期刊建立了长期交换关系 , 《中国科学引文索引 》、《中国生物学文摘 》、美国《生
物学文摘 》 、美国《化学文摘 》 、英国《生态学文摘 》 、 日本《科学技术文献速报 》 和俄罗
斯《文摘杂志 》 水 等十几种权威检索刊物均收录本刊的论文摘要 中英文 , 并被认定为《中国核心期刊
遴选 数据库 》和 中国科学引文数据库 》来源期刊
,
本刊的整体质量与水平 已达到新的高度 , 年荣获全
国优秀科技期刊三等奖和中国科学院优秀期刊二等奖 , 年荣获中国科学院优秀期刊三等奖 年荣
获中国科学院优秀期刊二等奖
本刊为月刊 , 开本 , 页 , 每月 日出版 , 期定价 元 , 全国各地邮政局 所 均可订阅 , 邮发代
号 一 错过订期也可直接向本刊编辑部邮购 , 个人订阅优惠 地址 辽宁省沈 阳市文化路
号 应用生态学报 》编辑部 电话 , 一 。 。