马尾松细根与土壤养分含量研究

应用根钻法研究黔中12年生马尾松(Pinus massoniana)林下不同层次土壤(0～20 cm和20～40 cm)细根的分布情况及土壤养分含量的分布,并做了相关性分析.结果表明,马尾松细根单位面积生物量、根长密度及比根长在0～20 cm土层明显高于20～40 cm土层,在0～20 cm土层中单位面积根量是20～40 cm土层的3～6倍;土壤中养分含量也随着土壤深度的增加逐渐减少;马尾松根系生物量、根长密度及比根长与土壤中有效性养分存在显著正相关关系;细根生物量、根长密度与马尾松胸径呈显著正相关关系;养分含量对生物量、根长密度的综合影响存在显著线性相关性(R~2=0.903、0.917),土壤养分(0～20 cm、20～40 cm)对马尾松胸径存在显著或极显著线性相关关系(R~2=0.878、0.934),与树高线形相关性不明显.     

湘北四川桤木人工林根系空间分布特征

对湘北地区6年生四川桤木(Alnus cremastogyne)人工林不同径级根系生物量分布、根长、比根长、根长密度的空间分布特征进行研究。结果表明:四川桤木人工林大根、中根、小根、细根生物量分别占林分根系生物量总和的55%、22%、14%、9%;约66%的根系生物量集中在0～30cm土层;不同径级根系根长变化趋势是:细根小根大根中根,比根长的变化趋势是:细根小根中根大根;各径级根长密度变化趋势各不相同:垂直方向上,在0～60cm土层,大根的根长密度随土层深度的增加先增后降,中根、小根、细根的根长密度随土层深度的增加而减小,水平方向上,在0～80cm距离,大根的根长密度随距树干距离的增加而减小,细根的根长密度随距树干距离的增加而增大,中根、小根的根长密度在距树干0～60cm内逐渐减小,而在距树干60～80cm又略有增加。     

黄土丘陵区燕沟流域人工刺槐林的细根空间分布特征

对黄土丘陵区燕沟流域10年生人工刺槐林的细根生物量、比根长、根长密度和根面积指数的空间分布特征,以及这些根系参数与土壤物理因子(土壤含水量、土壤温度和土壤密度)的关系进行研究。结果表明:1)人工刺槐林细根在0～180cm土层中随深度呈层次性衰减(a,b,c,d,e);其中,细根生物量、根长密度和根面积指数等随深度变化均可用负指数函数描述,根系集中分布在0～60cm土层,峰值都在0～20cm土层,该土层3项指标分别占各自0～60cm土层总量的42.72%,44.44%和47.14%;比根长随深度增加衰减趋势较弱,在80～140cm土层中出现反复,其随土层深度的变化可用三次多项式描述。2)细根生物量、根长密度和根面积指数等均随距树干基部的距离增加而减小,比根长在0～40cm随距树干距离增加而增加,在40～80cm达到最大值,120～160cm内最少。3)根系分布受环境因子影响,其影响程度依次为:土壤温度>土壤含水量>土壤密度,建立根系参数与土壤物理因子的多元线性回归模型,模型均达到95%以上显著水平。     

林分密度对湿地松根系生物量及其分布的影响

为了确定湿地松中龄林的施肥位置和准确估测根系生物量,以湘北11年生5种造林密度湿地松为研究对象,采用全根分层挖掘法,对其根系生物量及其空间分布规律进行了研究。结果表明:湿地松根系发达,单株根系生物量随林分密度的增大而减小,林分根系生物量基本随林分密度的增大而增大。根桩和大根是构成根系的主体,合计占总根量的85.8%-89.4%。不同密度林分根系生物量随土层深度的增加而明显减小,63.1%以上的根系生物量集中分布在0-40 cm土层内,81.4%以上的根系(含根桩)生物量集中分布在距树干0-50 cm范围内,因此应在1/2株行距、20 cm深度的位置施肥最好;根系与树干相关性最大;建立的单株各径级根系生物量估测模型精度较高,可根据林木胸径、树高及林分密度估测根系生物量。     

退化红壤重建森林生态系统初期细根生物量及其动态变化研究

以江西泰和严重退化红壤地区重建的4种不同类型森林为对象,初步研究了细根生物量、分布特征、季节变化动态及其与土壤水分、温度的关系,结果表明:1)各重建模式的土壤细根现存生物量顺序为:针阔混交林>阔叶林>针叶林;2)细根垂直分布呈明显的层次性,主要分布在0～20cm土层内,占0～40cm土层内细根量的66.76%～80.64%;3)不同重建模式细根年生长动态呈单峰型,且季节变化较明显,在整个生长过程,针阔混交林的细根量大于阔叶纯林,针叶纯林细根量最少;4)土壤水分对细根生长变化的影响无明显规律;当土壤温度较低时,在0～20cm土层内随温度的升高而细根呈增加的趋势,20～40cm土层温度影响规律不明显。     

海南省枫木实验林场树木园树木根系分布特征

为更加科学地管理海南省枫木实验林场树木园,以海南省枫木实验林场的树木园树木根系为研究对象,采用样方挖掘法,调查不同土层深度的树木园土壤根系生物量密度,通过方差分析和拟合方程分析等方法,探究树木园树木根系分布特征。结果显示：在树木园0～≤100cm深的土层内,直径0～≤10mm根系的生物量密度为250.34 g/m3,且细根是树木园根系的主要组成部分（占比46.16%）。树木根系主要分布在0～<30cm深的土层中（占比73.50%）,且随土层加深,各径级根系的生物量密度均显著降低。树木园树木根系生物量密度最适回归方程为：ln (y)=7.14-0.04×d。结果表明：0～<30 cm深的土壤表层应是树木园水肥管理和管护的重点区域。     

蓝莓根系分布特性研究

通过对4个蓝莓品种根系分布特性的研究,结果表明：根径≤1mm的根系数量最多,〉5mm的根系最少。根系在0—30cm的土层中分布最为集中,在30～60cm的土层中迅速减少。在浅土层内分布根系的长度大,随着土层深度增加,细根长度迅速减小,只有夏普蓝在50—60cm土层内仍有细根分布,表明其抗旱性能高于其他品种。不同蓝莓品种的细根（根径〈3mm）生物量由大到小依次为夏普蓝、蓝雨、奥尼尔、海岸,分别占各自根系总生物量的89．6％、92．0％、88．8％、92．2％。     

干旱山区油松幼林根系分布特征研究

笔者以不同树龄油松为研究对象,采用剖面挖掘与分层取样法,研究了2年生、3年生、4年生、5年生、6年生油松的根系。结果表明,随着树龄增大,根系在垂直方向上,随着深度增加分布范围变大;水平分布范围随深度变化不明显。在垂直方向上,根生物量随着土层深度的增加先增大后减小,呈现倒V的变化趋势;随着树龄增大,油松根系生物量显著增大。在0 cm～10 cm土层内,很少有细根;而在30 cm以下的土层内,只有细根和近似细根的根。2年生、3年生油松幼苗的根生物量主要分布在0 cm～20 cm土层内,4年生、5年生、6年生油松根生物量主要分布于0 cm～30 cm土层内。其中,土壤质地条件是影响根系分布的一个重要因素。     

秦岭3种天然林细根分布特征及其与土壤理化性质的关系

【目的】研究秦岭3种天然林细根分布特征及其与土壤理化性质的关系,为秦岭地区生态治理和森林恢复提供科学依据。【方法】采用土柱法对秦岭辛家山林区云杉林、红桦林及云杉+红桦混交林3种天然林进行根系取样,分析细根生物量密度、细根根长密度、细根体积、细根比根长与土壤有机质含量、孔隙度、密度、硝态氮含量、铵态氮含量和湿度的关系。【结果】随土壤深度增加,3种天然林土壤的有机质含量、孔隙度、硝态氮含量、铵态氮含量和湿度均降低,但密度升高;随土壤深度增加,3种天然林各细根指标均降低,其中细根生物量主要集中在腐殖质层,各林分在腐殖质层的占比均大于69%;腐殖质层具有最高的细根根长密度、细根体积和细根比根长,分别是淀积层的3.76～4.85、2.63～3.80和1.26～1.67倍,分别是母质层的11.13～14.98、6.32～16.01和1.76～3.28倍;3种天然林中,混交林各土层的细根根长密度最高(平均值为0.45 cm·cm~(-3)),云杉林各土层的细根根长密度、细根体积和细根比根长最低(平均值分别为0.26 cm·cm~(-3)、0.88 mm~(-3)·cm~(-3)和0.60 cm·g~(-1));相关性分析表明,3种天然林分各细根指标与土壤的有机质含量、孔隙度、密度、硝态氮含量、铵态氮含量和湿度均呈极显著或显著相关,其中细根生物量密度、细根根长密度、细根体积与土壤有机质含量的正相关性最高(r值分别为0.813、0.795和0.784),与土壤密度的负相关性最高(r值分别为-0.715、-0.658和-0.683);主成分分析表明,影响细根分布的第一主成分因子包括土壤有机质含量、硝态氮含量、密度、孔隙度、湿度和铵态氮含量;通径分析表明,土壤有机质含量对细根生物量密度的直接正效应最高,土壤湿度的间接效应最高且主要是通过有机质含量的间接效应来实现。【结论】秦岭3种天然林的细根指标均随土壤深度增加而减少,土壤腐殖质层为细根集中分布层;3种天然林分中,混交林的细根发达程度最高,云杉林最低;根系分布受多种土壤因子影响,影响程度表现为有机质硝态氮密度孔隙度湿度铵态氮;土壤有机质含量直接影响细根生物量密度;土壤湿度主要通过土壤有机质的间接作用影响细根生物量密度。在对秦岭地区进行生态治理和森林恢复工作过程中,应综合考虑细根生物学特性,合理配置不同树种,注意森林土壤有机质的积累,从而起到维护森林生产力,增强森林生态系统功能的作用。     

不同密度水曲柳人工林细根生物量对邻近树木胸径和距离的响应

【目的】研究不同密度水曲柳人工林细根生物量对邻近树木胸径和距离的响应,为制定合理的水曲柳根系取样方案提供理论依据。【方法】在4种林分密度(Ⅰ:3 572株·hm~(-2),Ⅱ:3 128株·hm~(-2),Ⅲ:2 215株·hm~(-2),Ⅳ:1 468株·hm~(-2))的水曲柳人工林内,随机布点取样,测定0～10、10～20和20～30 cm土层吸收根(直径≤0.05 mm)和细根(直径≤2.0 mm)生物量及0～30 cm土层的吸收根总生物量和细根总生物量,并记录距取样点最近的1株和4株树的距离及胸径。采用线性回归分析,检验细根生物量与邻近树木距离和胸径的关系。【结果】0～30 cm土层吸收根和细根总生物量受林分密度影响显著,二者均在密度最小林分中最大;从林分密度Ⅰ～Ⅳ,吸收根占细根生物量的比例分别为61.6%、54.3%、52.9%和63.4%;在所有林分中,50%以上的细根和吸收根生物量分布在0～10 cm土层;在4种密度林分中,吸收根和细根总生物量与最近1株或4株树的距离均相关性不显著(P0.05),仅有密度Ⅲ林分10～20 cm土层细根生物量与最近4株树的平均距离显著正相关(P0.05);与细根总生物量相比,0～30 cm土层吸收根总生物量与邻近树木胸径之间呈现出更普遍的相关,但相关性显著水平与林分密度有关;密度Ⅰ林分吸收根和细根生物量均与最近1株树胸径显著正相关(均R~2 0.19),而密度Ⅱ林分吸收根和细根生物量均与最近4株树的平均胸径显著正相关(均R~2 0.21);密度Ⅲ林分中吸收根生物量与最近1株或4株树的胸径均显著相关(均R~2 0.16);而密度Ⅳ林分中吸收根和细根生物量与邻近树木胸径均不显著相关;在调查的3个土层中,细根和吸收根生物量与邻近树木胸径的相关性主要出现在0～10 cm土层,并呈现出与0～30 cm土层细根总生物量相似的规律。【结论】基于对不同密度水曲柳人工林细根生物量的研究结果,认为可在东北林区不同密度水曲柳人工林内灵活设置细根取样点,不必考虑与附近林木的距离,但需考虑邻近树木胸径大小的影响,在平均木周围设置取样点是可选途径。     

刺槐细根面积的动态变化研究

在陕北黄土丘陵沟壑区的安塞县,采用生长季内连续钻取土芯法进行根系调查取样,研究刺槐细根面积的动态变化,结果表明:东南坡与西北坡刺槐累积细根面积存在显著差异。西北坡刺槐累积细根面积大于东南坡,分别为东南坡的1.58倍(4月)、1.86倍(7月)和1.24倍(10月)。同时,东南坡与西北坡刺槐累积细根面积都表现出10月>4月>7月的动态变化。东南坡与西北坡刺槐细根面积在各土层所占比例具有一定的差异。但是,不同坡向刺槐细根垂直分布的动态变化趋势基本相同。无论在东南坡还是西北坡4月和10月约70%的细根分布在0～150cm土层,30%分布在160～250cm土层。7月约80%的细根分布在0～150cm土层,20%分布在160～250cm土层。不同月份间,刺槐细根面积在0～40cm土层所占比例变动较大,而40～150cm土层变动较小。刺槐细根面积垂直分布的动态变化与剖面土壤水分的动态变化相吻合。     

平欧杂种榛细根空间分布特征

[目的]探讨单作系统下平欧杂种榛根系空间分布特征,揭示影响细根(吸收根,0d≤2 mm)分布的关键土壤因子,为平欧杂种榛的地下水肥高效管理提供理论参考。[方法]采用田间分层挖掘法和根系形态结构分析系统,研究平欧杂种榛根系径级构成以及垂直与水平分布特征。[结果]表明:平欧杂种榛根系主要由细根构成,其中,细根表面积和细根长度分别占测定总根系的60.8%和93.2%,表明平欧杂种榛只有维持足够庞大的细根表面积和长度才能摄取更多的养分和水分以保障正常的生长需求。垂直方向上,平欧杂种榛根系生物量密度、表面积密度和根长密度均随土层深度的增加呈先升高后降低的趋势,各根系密度参数最大值均在10～20 cm土层。水平方向上,平欧杂种榛根系生物量密度、表面积密度和根长密度均表现为随距树干基部水平距离的增加而减小,且各根系密度参数在水平距离上差异显著。细根密度的空间分布特征表明,距树干基部水平距离0～150 cm以内的0～50 cm土层为细根表面积和根长密度的集中分布区,二者分别占测定总细根的54.16%和48.83%。相关分析表明:平欧杂种榛细根表面积密度和根长密度均与土壤含水量呈极显著正相关,表明细根分布对土壤水分的响应敏感,细根"逐水性"特征明显。[结论]在平欧杂种榛单作系统下,从节水节肥的角度考虑,距树干基部水平距离0～150 cm以内的0～50 cm土层可作为土壤水肥管理的重要区域。     

林分年龄对落叶松人工林细根生物量的影响

【目的】随着森林的发育过程,林木个体的生长和生物量分配,以及林分水平的结构和功能均发生了明显的变化。然而,细根生物量与林分年龄的联系,目前仍然了解有限。本研究以黑龙江省帽儿山地区兴安落叶松人工林为研究对象,比较了同一林分在19年和32年生时林分水平(单位面积)和单株水平细根生物量的垂直分布和季节动态,分析了影响细根生物量变化的林分与土壤因子,旨在明确林分年龄对细根生物量的影响和潜在的机制。【方法】在生长季内的5月、7月和9月,采用土钻法获取土壤0~30 cm深度细根并测定生物量,同时测定林分特征和土壤养分和水分含量。【结果】随林龄增加,落叶松人工林单位面积细根生物量显著下降,而单株细根生物量变化不显著;与19年生林分相比,32年生林分土壤表层(0~10 cm)细根生物量占总细根生物量的比例明显下降,土壤亚表层(10~20 cm)和底层(20~30 cm)细根生物量所占比例增加,呈现出细根向深层土壤增生的趋势。土壤表层(0~10cm)单位面积细根生物量随林分年龄的变化趋势与林分密度和胸高断面积、土壤铵态氮浓度变化有关,但是单株细根生物量受林分和土壤因子的影响均不显著。【结论】林分发育过程中,落叶松细根生物量降低,细根的资源吸收策略发生了明显的改变。     

渭北主要造林树种细根生长及分布与土壤密度关系

采用野外样地调查和盆栽试验的方法 ,研究了土壤密度对渭北主要造林树种细根生长及分布特征的影响。结果表明 ,在 0～ 10 0cm的深度内 ,不论是阴坡还是阳坡 ,油松林地的土壤密度均表现出随土层的加深逐渐增大的趋势 ;刺槐林地的土壤密度大于油松林地 ,且各土层间的差异不大。油松林地各土层土壤密度与不同径级根系长度存在显著的负相关关系。盆栽基质密度对不同树种苗木根系的生长和发育的影响虽各异 ,但在基质密度和孔隙度适中的条件下均生长良好 ,生物量达到最大。盆栽基质的密度对刺槐和油松根系的生长和发育的影响最显著 ;侧柏和山杏的细根生长发育受土壤密度的影响较小 ,其根系生物量在不同密度的基质中没有明显变化。     

水曲柳落叶松混交林中细根空间分布

采用根钻取样方法对年生水曲柳落叶松混交林中细根空间分布状况进行了研究。结果表明,水曲柳落叶松地下生物量的空间分配差异显著。在林分水平上,水曲柳的根生物量密度高于落叶松(分别为4442.3和2234.9g/m3)。两树种在相邻区域中分配的细根生物量较高,表明种间根系竞争较弱。落叶松行间的水曲柳细根生物量密度和根长密度均高于水曲柳行间的落叶松细根,表明水曲柳地下部分具有较强能力。根系的空间分布有利于混交林中水曲柳的生长。图1表4参19。     

不同林分密度马尾松人工林根系生物量及空间分布研究

以龙里林场17 a三种不同密度的马尾松人工林为研究对象,采用逐层全根挖掘法和土钻法对其平均标准木和林分行间根系生物量进行研究。结果表明:马尾松根系总生物量受密度影响显著,C(25.78 t·hm-2)>B(15.77 t·hm-2)>A(12.47 t·hm-2),占根系总生物量(根桩除外)的87.8%以上的根系分布于0~30 cm的土层中,不同径级根系中,以根桩和粗根所占比例最大。林分行间根系生物量受密度影响较大,除中根外,土层深度对小根和细根分布的影响达到显著水平。水平方向,不同径级根系生物量变化趋势各异,细根和小根生物量在距离树干约1 m处达到最高,根系总生物量主要集中在距离树干0.5 m的范围内。随着土层深度的增加,不同径级根系的生物量都呈现出逐渐降低的趋势,在10~20 cm土层中,根系生物量达到最大值。     

沙棘根系模糊聚类及生长分布规律的探讨

本文对黄土残塬沟壑区人工沙棘林单株根系进行了系统研究。结果表明:1.主根龄是影响沙棘单株根系间模糊聚类的决定性因素,幼龄期单株根系间极易聚合,随着主根龄增加,同龄单株根系间差异逐渐加大而较难聚合。2.用灰色Verhoulst模型对单株沙棘根量、根长的变化过程进行描述和预测,当主根龄达到17龄左右时,根系基本停止生长。3.沙棘根量、根长在土体中的垂直分布规律呈双曲函数关系,各实测值与计算值拟合非常贴切。4.沙棘根系密集层随主根龄的增加而加深,最终稳定在0-50cm左右,粗壮根系多集中在该层。文中还建立了沙棘根量与叶量的线性回归方程。     

坡耕地等高固氮植物篱复合经营系统根系分布格局研究

研究根系的数量、长度和生物量在植物篱 -桑树 -脐橙坡地复合经营系统中不同位置和层次的分布。结果表明 :植物篱树种新银合欢根系主要在植物篱带垂直分布 ,深度超过 1 0m ,分布于植物篱带的≥ 1mm粗根数量、根长密度和生物量分别占该树种粗根总数量、总长度和总生物量的 6 2 %、6 6 %和 86 % ;套种在植物篱中的桑树的根系沿植物篱带分布 ,≥ 1mm粗根数量、长度和生物量分别占粗根总数、总长度和总生物量的 5 0 %、4 9%和91% ;脐橙根系较浅 ,主要分布在作物种植带中间上下 0 6m的范围内 ,深度不足 0 6m ,分布于作物带中央上下 0 6m范围的≥ 1mm粗根数量、长度和生物量占总量的 83%、83%和 85 % ;新银合欢 <1mm细根主要在植物篱带及其两侧 0 6m内 ,分布于该范围的细根数量、长度和生物量分别占相应总量的 73%、79%和 72 % ;桑树 <1mm细根分布与新银合欢类似 ,分布于该范围的数量、长度和生物量分别占相应总量 70 %、85 %和 77% ;脐橙 <1mm细根主要分布在其植株周围 0 6m范围 ,其数量、长度和生物量分别占相应总量的 70 %、6 3%和 6 4 %。该农林复合经营系统中新银合欢植物篱和套种在其中的桑树根系分布重叠 ,有利于桑树充分利用新银合欢根系提供的养分 ;脐橙与新银合欢和桑树的根系在土壤剖面的水平     

杨树生物量结构与模型的研究

针对杨树这一主要造林树种，开展生物量结构和生物估测模式的研究，为深入研究杨树栽培技术、木材加工业等提供相关参数。试验结果表明，杨树生物量结构为：树头占23％－26％，树干占50％－52％，树根占22％－26％。树根生物量约有80％－90％分布在0－40cm土层内。杨树不同密度单株生物量和单位面积生物量不同，密度增大，单株生物量减少，单位面积生物量增加。本试验选取了5年生物杨不同部位生物量的估测模式。     

马尾松-细叶青冈混交林的生物量及其生产力结构

在25年生的马尾松林下套种1年生细叶青冈幼苗,经过16年的培育后形成了郁闭的针阔混交异龄林.采用分层平均标准木收获法对林分的生物量与生产力分配格局进行了研究,并以马尾松纯林作对照.结果表明:马尾松纯林及其混交林的林分总生物量分别为204.37 t·hm-2和245.94 t·hm-2;混交林中,由于马尾松处于主林层,其生物量占林分总生物量的81.80%;在林木总生物量组成中,干材生物量最大,在纯林中占总生物量的64.77%,在混交林中占60.17%,其它组分所占的比例依次为根(18.62%、16.95%)＞枝(8.99%、13.46%)＞皮(6.55%、6.37%)＞叶(1.07%、3.05%);生物量的空间结构在马尾松纯林和混交林之间存在明显差异,混交林中0～10 m高度的生物量分布比例为67.3%,明显大于马尾松纯林(53.7%);混交林中,叶片主要分布于2～11 m及17～22 m两个高度范围,而马尾松纯林则集中分布于15～23 m之间;混交林根系在土壤中呈哑铃型分布,表层土壤(0～20 cm)和深层土壤(＞60 cm)的生物量分别占根系总生物量的43.3%和28.2%;而在纯林中,根系生物量随土层深度的增加而增加,呈金字塔型分布;混交林林分的初级生产力为13.24 t·hm-2a-1,比纯林增加80.38%;混交林中林木各组分生产力大小为干>叶>枝>根>皮,纯林中表现为干>根>叶>枝>皮.