土壤种子库与植物生态修复研究进展

孙其颖，张鹏弘，周雨*，何丰，薛婷婷*

摘要：土壤种子库和植物生态修复是生态学和环境科学领域的一个重要研究方向。本文综述了土壤种子库和植物生态修复的研究进展，重点讲述了近年来关于土壤种子库和植物生态修复的研究成果和研究方向，探讨了土壤种子库与植物生态修复的关系，为生态修复和环境保护的进一步深入提出了未来研究的方向和建议。

关键词：土壤种子库；植物生态修复；研究进展

引言

土壤种子库是指土壤中保存的种子，包括种子的数量与种类。植物生态修复是指通过植物的生长和代谢作用来修复受到破坏的生态系统。近年来，土壤种子库和植物生态修复的研究受到了广泛的关注，研究者们在这一领域取得了很多进展，对于社会发展与生存等都有着重要意义。本文将综述土壤种子库和植物生态修复的研究进展，探讨它们之间的关系，为将来的研究提供一些有益的途径。

一、土壤种子库的研究进展

土壤种子库由一定时期土壤表层和土壤中的活性种子总和构成，是植物种群、群落更新与恢复的物质基础[1]。近年来，研究者发现土壤种子库与植物多样性、生态系统稳定性等密切相关，土壤种子库中长眠种子具有重要的遗传学意义，由不同世代、不同年月和不同基因型的以及具有不同比例的种子构成的[2]。

（一）土壤种子库与生态系统稳定性的关系

土壤种子库被认为是潜在的恢复资源，地面上的植物群落遭到破坏后，土壤种子库发挥作用，种子萌发对植物进行补充。赵贽鹏[3]研究的青藏高原土壤种子库的机理作用中可知，在退化的生态系统中，经过自然演替生态系统可以逐渐得到恢复。种子经过扩散传播到不同地区，对维持生态系统稳定性很重要，可以使植物再生，增加地上植物物种组成或进行植被补充。研究表明，土壤种子库对维持生态系统的稳定性起着重要作用。土壤种子库中保存的种子可以在环境变化时迅速发芽生长，保持生态系统的稳定性。

（二） 土壤种子库与植物多样性的关系

植被恢复的潜力与其土壤种子库种子密度和物种多样性水平密切相关[4]。而土壤种子库被认为是植物种群基因多样性的潜在提供者。群中的繁殖个体来源于不同的种子生群，所以种子库可以作为遗传多样性的重要储蓄库[2]。种子寿命和休眠时间越长，生态学上积累的的变异就越多，遗传变异的潜力就越大[5]。土壤种子库是地上植物群落组成和更新的重要物质来源，自然因素直接或间接影响土壤环境，进而影响土壤种子库的组成结构变化。根据杨跃军等人的研究[6]，种子传播在不同生态系统中有不同的方法，植被种类的多样性以及种子传播方式的多样性，决定了土壤种子库组成的复杂性。土壤种子库中保存的种子越多，植物多样性越高。

（三） 调控土壤种子库实现生态修复的目标

现在国家对生态环境的保护越来越重视，生态文明理念深入人心。植物的种子是植物更新的源储存库[7],土壤中保存的种子可反应地被植物一定时间内的状况，是生态系统恢复中不可或缺的重要资源。根据我国学者对矿区等地土壤种子库的研究中可知，采用的修复技术是环境因子的重建和生物因素的恢复再生技术等[8]。土壤种子库对于地表植被群落的结构和功能具有显著影响，利用土壤种子库进行废生态系统的恢复与重建是一个主要途径。近年来研究者们通过调控土壤种子库，实现对生态系统的修复和重建。

二、植物生态修复的研究进展

植物生态修复是指通过植物的生长和代谢作用来修复受到破坏的生态系统。近年来，研究者们在植物生态修复领域取得了很多进展。

（一） 适宜的植物物种

适宜的植物物种对植物生态修复的效果起着重要作用。在不同的土地环境中选择不同的适宜场地条件的植物种群，充分考虑植物对环境的适应性，可以形成较稳定的生态系统。如在边坡植被中[9],选取抗逆性较强的乡土树种，具有更强的抗逆性与适生性，能在一定时间内给环境带来生态效益。乔木、灌木、草本、藤本多层次、多物种结合，有利于形成相对稳定的植物生态系统。

（二）植物生长的环境因素

植物生长的环境因素对植物生态修复的效果也有重要影响。土壤中的温度、水分、pH值等因素对植物的有非常重要的因素，种子在适宜的温度水分下才可以发芽，在适合的矿物质元素下才能正常生长，否则会导致植物不能完成代谢循环 [10]。植物的生长环境十分重要，好的适宜环境促进植物生长，使植物生态系统更加稳定，对于生态修复效果有重要意义。

（三）植物与微生物的相互作用

植物与微生物之间存在着复杂的相互作用关系。微生物可以促进植物的生长和发育，提高植物对环境的适应能力，从而促进生态系统的修复。卢明镇等[11]研究发现，在养分缺乏的生态系统中，植物共生体菌根植物通过与丛枝菌根形成互惠关系来克服这一困难，即通过真菌菌丝从土壤中获取水分和养分，增强生态系统的生产力，使生态系统更加稳定，促进生态系统的修复。

三、土壤种子库与植物生态修复的关系

土壤种子库和植物生态修复是密切相关的。土壤种子库中保存的种子可以为植物生态修复提供物质基础。同时，植物生态修复也可以影响土壤种子库的组成和功能。土壤种子库不仅能够实现对原生植被的恢复，而且对于一些消失在地上植被群落中的物种也有恢复效果。吴婷婷

[12]对图们江下游湿地土壤种子库及及其在湿地植被生态恢复过程中的应用潜力进行了研究，明确土壤种子库的适宜环境条件，通过增加土壤种子库的多样性、提高土壤肥力等方法达到提高地上植被多样性，有效恢复和增加地区的植物密度，形成良好的结构稳定的生态系统促进植物生态修复的效果。

四、结论

土壤种子库和植物生态修复是生态学和环境科学领域的一个重要研究方向，随着对其相关领域的研究推进，生态环境修复及保护的重要性越来越被人们所重视。由于土壤种子库中不同种子在土壤中的休眠期不一样或较长，对现有退化的生境具有潜在的重要性，它可以作为植物生态修复的种源，而且对植物多样性的保护有着重要的意义。但对于土壤种子库和植物生态修复的研究缺乏系统性，它们和很多因素都是相互联系相互作用的，未来的研究应该进一步深入探讨土壤种子库和植物生态修复的关系，开展更加系统和深入的研究，为生态修复和环境保护提供更加有效的科学支撑。

参考文献：

[1]沈有信,赵春燕.中国土壤种子库研究进展与挑战【J】.应用生态学报,2009,20(02):467-473.

[2]袁莉,周自宗,王震洪.土壤种子库的研究现状与进展综述【J】.生态科学,2008,No.75(03):186-192.

[3]赵赟鹏.土壤种子库在青藏高原高寒草地生态系统恢复中的作用机理研究【D】.兰州大学,2021(03).

[4]王雅芳,李国旗,石云,刘星,谢博勋,解盛.贺兰山低山区土壤种子库与地上植被关系分析【J】.草地学报,2023,31(01):166-172.

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[12]吴婷婷.图们江下游湿地土壤种子库特征及植被恢复潜力研究【D】.延边大学,2017(01).

基金项目：创新创业训练计划（2023cxxl2069，2023cxxl2068，S202310377086，S202310377091）；安徽省高校人文社科研究一般项目(编号: SK2021B12)；滁州学院科研启动金项目（2020qd33，2021qd05）。