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。     

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。     

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。     

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％。     

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。     

华北低丘山区核桃-决明子复合模式的根系分布

采用分层挖掘法,对株行距为3 m×8 m的核桃-决明子复合模式中的根生物量、总根长密度、吸收根的根长密度和根系直径等进行了调查。结果表明：核桃单作的总根长密度比核桃间作的高7%左右,且在各个土层中吸收根的根长密度都高于核桃间作,而二者的总根生物量和根系直径则差异较小。决明子单作的根系直径比间作决明子的大27.73%,但二者的根长密度和根生物量则差异不大。在核桃-决明子复合模式中,核桃总根生物量和吸收根长均占复合模式总根量的一半以上,其中,在水平方向上,决明子在树行南侧2.5、4.0 m位置根系分布最多,而树行南北1.5 m范围内则较少;核桃根系则主要分布在树行两侧1.5 m范围内。垂直方向上,核桃在30~80 cm土层中的根生物量和吸收根长分别占其总量的64.79%和61.17%,而59.54%的决明子根系分布在0~20 cm土壤中。     

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。     

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。     

不同造林密度马尾松人工林的根系生物量

采用全根挖掘法和土钻法,分别测定5种造林密度20年生马尾松林分平均标准木的单木和行间根系生物量,结果表明:平均标准木单木根系总生物量随林分密度的增大而减少,不同级别根系生物量的排序为根桩>粗根>大根>中根>小根,其中根桩和粗根占根系生物量构成的90%以上.行间不同径级根系生物量的排序为中根>细根>小根.不同密度对中根、小根和细根生物量呈现出随密度增加而逐渐变小的趋势.5种密度马尾松林分的根系主要分布在0～30 cm的表层土壤中,占根系总生物量的82%以上.随着土层深度的增加,不同密度林分行间根系生物量逐渐减少.数学模型拟合的结果表明,平均标准木单木各级根系生物量与林分平均胸径、平均树高及密度有较强的相关性,除了小根以外,相关系数均达到0.8以上,林分行间各级根系生物量与林分密度也表现出较好的相关性.     

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。     

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。     

间种山毛豆对桉树根系空间分布的影响

以桉树(2 m×3 m)+山毛豆(Tephrosia candida)复合经营模式为研究对象,桉树纯林(2 m×3 m)为对照,根系生物量和根长密度为测定指标,采用根系区位全挖法和土钻样点法,探索了间种山毛豆对桉树根系空间分布的影响。结果显示:间种山毛豆有利于提高桉树细根和粗根在地下部分的比例,其中细根生物量提高幅度最大,比纯林桉树提高了1.99倍;间种山毛豆对桉树细根生物量空间分布影响显著,在垂直方向上,桉树细根生物量明显下沉,各土层大小排序为20～40 cm 0～20 cm 40～60 cm,在水平方向上,桉树细根生长明显外延,各区位细根生物量大小排序为区位2区位1区位3;间种山毛豆对0～20 cm深土层的桉树根系根长密度影响显著,其中纯林桉树细根根长密度是间种模式的1.4倍,粗根是间种模式的1.9倍,而2种模式下桉树根长密度最大值均出现在20～40 cm土层;在从桉树树兜往树行中间的水平方向上,间种模式和纯林桉树中细根和粗根的根长密度变化趋势均是单峰型曲线,其中细根根长密度峰值分别出现在1.00、1.25 m位置,粗根根长密度峰值分别出现在0.75、1.00 m位置。桉树人工林间种山毛豆能有效促进桉树根系生长,特别是细根生物量明显增加;同时桉树根系出现了生长下沉和外延现象,这可能是受地下根系生态位重叠产生的树种间竞争和促进作用影响造成。     

阿克苏地区中龄期苹果树的根系空间分布研究

采用剖面挖掘和分层取样法,利用WinRHIZO Pro2010a根系分析系统对新疆阿克苏地区苹果园漫灌条件下的中龄期(基径9 cm)红富士苹果树的吸收根(根径<2 mm)和输导根(根径≥2 mm)的空间分布状况进行了研究。结果表明,在水平方向的土壤中,苹果树吸收根与输导根根长密度与根表面积表现出"单峰型"的分布规律,吸收根根长密度和根表面积最大值出现在离树干水平距25～50 cm处的土壤内,输导根根长密度和根表面积最大值出现在离树干水平距0～25 cm处的土壤内,80%以上的根系分布在离树干水平距0～125 cm的土壤内。在垂直方向即土层中,苹果树的吸收根根长密度表现出"双峰型"的分布规律,吸收根根表面积与输导根的根长密度和根表面积都表现出"单峰型"的分布规律,80%以上的吸收根与输导根分布在0～80 cm的土层内。总之,距树干0～125 cm的土壤内及0～80 cm的土层是中龄期苹果树的重要分布区域,可作为拟定阿克苏地区苹果园中龄期苹果树田间水分、养分管理措施的理论依据。     

窄冠刺槐根系的研究

2006年10月用全挖法和分层分段挖掘法,研究了窄冠刺槐根系的分布特征、根系生物量以及不同密度林分根系空间分布特征.结果表明:窄冠刺槐个体根系水平分布在株间可达到6.6 m,在行间可达到5.0 m;主根可深达2 m以上,侧根垂直分布集中在10～40 cm土层内.窄冠刺槐根系生物量占全株生物量的16.82％,主根、侧根的生物量在根系生物量中分别占87.13％、12.87％.窄冠刺槐林分根系生物总量和根总长分别为6 160.2～10 940.55kg·hm-2和970.35～1 607.4 km·hm-2,并呈现出根系生物总量和根总长与林分密度成正相关的规律.在垂直方向上,林分根系中直径D<15 mm的根主要分布在地下0～20 cm土层内,而直径D≥15 mm的根主要分布在地下20～40 cm土层内;在水平方向上,直径D≥5 mm的根数量随距树干距离增加而减少,而直径D<1 mm的根数量则随距树干距离增大而增大,主要集中分布在距树干0.5～1.5 m范围内.     

铁尾矿坝沙棘、桑树人工林生物量分配及根系分布研究

以铁尾矿区沙棘-桑树人工混交林为研究对象,对混交林内各层次、器官生物量以及生长期内沙棘、桑树根系分布状况进行了研究.结果表明:单位面积生物量比较为乔木层＞枯枝落叶层＞革本层.其中地被层凋落物生物量占到整个人工林总生物量的17.巧%,尚无灌木层.桑树、沙棘各器官单位面积生物量比较均为:根＞枝＞干＞叶.桑树单株生物量大于沙棘,但林分内沙棘密度高于桑树,因而单位面积沙棘生物量高于桑树.沙棘根冠比为0.72,桑树的根冠比为0.62.从单株根系生物量看,在0-40cm土层内桑树大于沙棘;40-80cm土层内沙棘大于桑树;80-100.m土层内桑树又高于沙棘.从根系分布密度来看,沙棘＜1mm细根主要分布在根桩附近0-60cm土层,60cm以下明显减少;桑树＜1mm细根在0-20cm土层内分布密度最大,20-80cm土层内较为均匀.在80.m以下才开始明显减少.桑树和沙棘存在协作与竞争共存的关系.     

桤木生物量及根系分布规律

采用全部、分层挖取法,研究洞庭湖区9年生桤木人工林的生物量及根系分布规律。结果表明：桤木单株生物量为44.39ks／株,各器官生物量大小排序为树干〉树根〉树枝〉树皮〉树叶;林分总生物量为96.06/hm^2;林分净生产力为10.67/（hm^2·年）。桤木根系发达,根深60～80cm;根系中以根桩和粗根的生物量所占的比例最大,两者之和占根系总生物量的84.27％。在垂直分布上,根系主要分布在0～40cm的土层中,其生物量占根系总生物量的84.51％。在水平分布上,根系主要分布在离树桩0～50cm的范围内,其生物量占根系总生物量的84.49％;特别是粗根,其生物量占根系总生物量的29.47％;茵根的生物量占根系总生物量的0.39％,主要分布在离树桩50～100cm的范围内,该区域根系的生物量占茵根总生物量的70.97％。     

辽东山区水源涵养林根系分布特征研究

为揭示辽东山区水源涵养林根系分布特征,采用根钻法以及Win RHIZO根系分析系统测定辽东山区水源涵养林地落叶松林、红松林、天然林、灌木林0～60 cm不同土层的根系条数、长度和表面积。各样地在0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层,根系密度依次为灌木林天然林红松林落叶松林;根质量密度依次为红松林落叶松林天然林灌木林;根表面积密度分布特征所有样地都表现为灌木林大于乔木林。     

两种常绿绿化树种的根系生长规律研究

以不同立地环境中的香樟、桂花为试验对象,通过挖取南向1 m×1 m×1 m的土壤剖面观察其根系的分布状况。根据观测及对比分析的结果表明:香樟根系主要分布于距树干5 m以内0～60 cm深的土层中,在距树干1 m处,89.6%及以上的须根分布0～60 cm深的土层中;桂花的根系可延伸至距树干3 m以外,在距树干1 m处,64.5%及以上的须根分布于0～30 cm深的土层中。通过试验研究,发现植物根系的分布不仅受到土壤质地的影响,同时与土壤的积水与否有密切相关。     

根箱法原位分析黄梁木幼苗移栽后的根系生长

【目的】利用活动式根箱在土壤栽培条件下原位动态观察和分析黄梁木移栽后根系的形态和分布变化，解答黄梁木是如何构建根系网络及其根系形态和分布是否存在独特特征的两大问题，以期为黄梁木的水肥管理提供理论依据。【方法】将6个月苗龄的黄梁木实生苗移栽于装有赤红壤的活动式根箱，每10 d利用扫描仪获取0～15、15～30和30～45 cm土层根系生长图像，借助根系分析软件WinRHIZO和Image J分析移栽后40 d内这3个土层的根长、根表面积、根体积、根直径、根分支数和根分支角度等指标，并计算根直径、根深宽比、根分支数和分支角度的动态变化率以及根分支数和分支角度的相关性，最后模拟移栽后黄梁木根系生长变化。【结果】在移栽后40 d内，黄梁木的根长、根表面积、根体积、根直径和根分支数均随时间变化不断增加，根系伸长速率达到21.4 cm·d~(-1)；黄梁木70%的根长、根表面积、根体积和根分支数分布15～30 cm和30～45 cm土层；黄梁木根系总长、根表面积和根体积主要由直径≤1.5 mm的细根贡献，特别是直径≤1.5 mm根系长度占根系总长的百分比大于96%；根系横向伸展速率为0.77～1.5 cm·d~(-1)，纵向伸长速率达2.6 cm·d~(-1);15～30 cm土层单条二级根产生的三级根数量显著大于0～15 cm和30～45 cm土层的，最大值达58条·二级根-1；二级根和三级根分支角度在60°～80°之间；二级根和三级根的分支角度随着时间变化而不断增大，且二级根和三级根的分支数和分支角度均呈极显著正相关关系（P 0.01），相关系数均大于0.8。【结论】本研究的活动式根箱及相关方法较好地实现了土壤栽培条件下黄梁木根系生长的动态原位观察和分析。黄梁木综合运用不断伸长根系和扩大分支角度两种策略，在移栽后的短时间内长出大量细根，迅速在15～45 cm土层建成较发达的根系网络，形成较强的水分和养分吸收能力。为保障黄梁木移栽后快速生长，建议在15～45 cm土层追肥。