Các đặc tính hình thái hạt giống liên quan đến sự mất hạt do xói mòn nước tại Cao nguyên Địa mạch

SpringerPlus - Tập 2 - Trang 1-6 - 2013
Juying Jiao1,2, Luyan Han2, Yanfeng Jia2, Dong Lei1, Ning Wang2, Linyu Li2
1Institute of Soil and Water Conservation, Northwest A&F University, Yangling, Shaanxi, China
2Institute of Soil and Water Conservation, Chinese Academy of Sciences and Ministry of Water Resources, Yangling, Shaanxi, China

Tóm tắt

Vai trò của xói mòn nước trong việc mất hạt giống và sự thiết lập cũng như phân bố thực vật vẫn chưa được rõ ràng tại Cao nguyên Địa mạch Trung Quốc, nơi chịu ảnh hưởng nghiêm trọng của xói mòn đất. Độ nhạy cảm của 16 loài thực vật bản địa đối với việc bị loại bỏ do xói mòn nước từ các sườn đất địa mạch đã được xác định thông qua các thí nghiệm mô phỏng mưa. Các thí nghiệm được thực hiện trên các sườn có độ dốc 10°, 15°, 20° và 25° trong thời gian 60 phút với cường độ lần lượt là 50mm/h, 100mm/h và 150mm/h. Tỷ lệ loại bỏ hạt tổng cộng tăng rõ rệt theo cường độ mưa nhưng không thay đổi rõ rệt với độ dốc của sườn, và các phản ứng khác nhau giữa các loài. Các đặc điểm hình thái ảnh hưởng đến sự mất hạt của các loài khác nhau là khá khác biệt. Các thí nghiệm của chúng tôi cho thấy rằng sự loại bỏ hạt từ một số loài chủ yếu do trọng lượng hạt, một số loài chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi hình dạng hạt, một số bị ảnh hưởng bởi các bộ phận bổ sung, một số bởi cấu trúc bề mặt, và một số khác là kết quả của các tác động tổng hợp của các đặc điểm hình thái khác nhau, trong khi hạt giống có khả năng tiết ra nhầy không dễ bị di chuyển bởi xói mòn nước. Chúng tôi lập luận rằng sự loại bỏ hạt trong quá trình xói mòn nước có thể ảnh hưởng rõ rệt đến việc phân bố lại và lắng đọng hạt giống, từ đó ảnh hưởng đến thành phần loài và phân bố không gian của thực vật.

Từ khóa

#xói mòn nước #mất hạt giống #Cao nguyên Địa mạch #đặc điểm hình thái hạt giống #phân bố thực vật

Tài liệu tham khảo

Chambers JC, MacMahon JA: A day in the life of a seed: movements and fates of seeds and their implications for natural and managed systems. Annual Review of Ecology and Systematics 1994, 25: 263-292. 10.1146/annurev.es.25.110194.001403 García-Fayos P, Garcia-Ventoso B, Worni M, Cerdà A: Limitations to plant establishment on eroded slopes in Southeastern Spain. Journal of Vegetation Science 2000,11(1):77-86. 10.2307/3236778 García-Fayos P, Recatala MT, Cerdà A, Calvo A: Seed population dynamics on badland slopes in SE Spain. Journal of Vegetation Sciences 1995,6(5):691-696. 10.2307/3236439 Aerts R, Maes W, November E, Behailu M, Poesen J, Deckers J, Hermy M, Muys B: Surface runoff and seed trapping efficiency of shrubs in a regenerating semiarid woodland in northern Ethiopia. Catena 2006,65(1):61-70. 10.1016/j.catena.2005.09.004 Alcántara JM, Rey PJ, Valera F, Sanchez-Lafuente AM: Factors shaping the seedfall pattern of a bird-dispersed plant. Ecology 2000,81(7):1937-1950. Howe HF: Seed dispersal by birds and mammals: implications for seedling demography. K S Bawa, M Hadley, eds 1990, 191-218. "Reproductive ecology of tropical forest plants", Unesco, Paris Wang BC, Smith TB: Closing the seed dispersal loop. Trends in Ecology and Evolution 2002,17(8):379-385. 10.1016/S0169-5347(02)02541-7 Hampe A: Extensive hydrochory uncouples spatiotemporal patterns of seedfall and seedling recruitment in a 'bird-dispersed' riparian tree. Journal of Ecology 2004,92(5):797-807. 10.1111/j.0022-0477.2004.00918.x García-Fayos A, Cerdà A: Seed losses by surface wash in degraded Mediterranean environments. Catena 1997,29(1):73-83. 10.1016/S0341-8162(96)00055-0 Cerdà A, García-Fayos P: The influence of seed size and shape on their removal by water erosion. Catena 2002,48(4):293-301. 10.1016/S0341-8162(02)00027-9 Cerdà A, García-Fayos P: The influence of slope angle on sediment, water and seed losses on badland landscapes. Geomorphology 1997,18(2):77-90. 10.1016/S0169-555X(96)00019-0 Rey F, Isselin-Nondedeu F, Bédécarrats A: Vegetation dynamics on sediment deposits upstream of bioengineering works in mountainous marly gullies in a Mediterranean climate (Southern Alps, France). Plant and Soil 2005, 278: 149-58. 10.1007/s11104-005-8422-3 Isselin-Nondedeu F, Bédécarrats A: Soil microtopographies shaped by plants and cattle facilitate seed bank formation on alpine ski trails. Ecological Engineering 2007,30(3):278-285. 10.1016/j.ecoleng.2007.01.013 Isselin-Nondedeu F, Rey F, Bédécarrats A: Contributions of vegetation cover and cattle hoof prints towards seed runoff control on ski pistes. Ecological Engineering 2006,27(3):193-201. 10.1016/j.ecoleng.2006.02.006 García-Fayos P, Bochet E, Cerdà A: Seed removal susceptibility through soil erosion shapes vegetation composition. Plant and Soil 2010,334(9):289-297. DOI 10.1007/s11104-010-0382-6 Poesen J: Transport of rock fragments by rill flow--a field study. Catena Supplement 1987, 8: 35-54. Jiao JY, Zhang ZG, Bai WJ, Jia YF, Wang N: Species composition and classification of natural vegetation in the abandoned lands of the hilly-gullied region of North Shaanxi Province (in Chinese with English abstract). Acta Ecologica Sinica 2008,28(7):2981-2997. Huang ZY, Gutterman Y, Hu ZH, Zhang XS: Seed germination in Artemisia sphaerocephala. The structure and function of the mucilagious achene (in Chinese with English abstract). Acta Phytoecologica Sinica 2001,25(1):22-28. Wang N: Effects of slope-gully erosion environment on the propagule and seedling establishment- A case study in Zhifanggou An'sai on the Loess Plateau (in Chinese with English abstract). Thesis for Masters Degree Northwest A & F University 2008, 77. Lei MD: Vegetation in Shaanxi (in Chinese). Science Press, Beijing 1999. Xu QF, Dong KH, Shi SR, Liu R, Zhang XM, Li SH: The flora characteristics of grazing Botriochloa ischaemum shrub grassland (in Chinese with English abstract). Acta Agrestia Sinica 2004,12(2):136-139.