修剪和不同形态氮素施肥对白桦幼苗生长及碳氮累积的影响

为了探讨修剪和不同形态氮素施肥对植物生长以及碳氮累积的影响效应,以1年生白桦容器苗为材料,以不修剪不施氮肥处理为对照,研究了不同强度(弱度和强度)修剪和不同形态氮素(无机氮和有机氮)施肥条件下幼苗的生长、氮质量分数和氮累积量、非结构性碳水化合物(NSC)含量和累积量的变化。结果表明:修剪和不同形态氮素施肥对幼苗生长和碳氮累积均有不同影响。修剪并不影响幼苗的生长,不影响幼苗地下部分的氮质量分数和氮累积,也不影响幼苗地上部分碳水化合物含量和累积量,但显著地降低了幼苗地上部分的氮质量分数和氮累积量,进而降低了全株幼苗的氮累积量,同时显著降低了幼苗地下部分的淀粉质量分数和累积量,从而导致幼苗地下部分NSC分配减少。施氮肥对幼苗的苗高和地径生长没有明显的促进作用,不影响幼苗地上和地下部分的氮质量分数,但显著地促进了幼苗生物量的增加,且施用无机氮和有机氮提高幼苗生物量的效果受修剪处理的影响。不修剪时,施无机氮更有利于提高幼苗生物量,而修剪时,施有机氮更有利于提高幼苗生物量。施氮肥使幼苗地上、地下部分以及全株氮累积量显著提高,施无机氮肥显著地降低了幼苗地上部分可溶性糖质量分数和累积量,但幼苗利用有机氮相对于无机氮节省了对地上部分NSC(主要是可溶性糖)的消耗。     

土壤含水量对刺槐光合能力和碳水化合物分配的影响

通过对盆栽的1年生刺槐（Robinia pseudoacacia）幼苗进行为期8周的适宜水分、中度和重度干旱3个土壤水分梯度(分别为田间持水量的(70±5)%、(50±5)%和(35±5)%)处理,研究不同土壤含水量对刺槐叶片光合能力及碳水化合物在不同器官中分配的影响。结果表明:1）随着土壤含水量减少,刺槐叶片的净光合速率及光合能力逐渐降低;2）叶、茎干和细根的生物量显著减少,粗根的生物量也表现出降低的趋势,但根苗比增大;3）叶片中可溶性糖含量保持不变,但淀粉含量显著减少,同时,茎干、粗根和细根中可溶性糖和淀粉含量均升高;4）可溶性糖和淀粉的总量在叶片和茎干中显著减少,在粗根和细根中也表现出下降的趋势。说明在干旱条件下,刺槐光合能力降低,有限的碳水化合物优先分配给非光合器官,特别是根系,引起根苗比的增大。     

六盘山4种典型林分林下草本细根生物量与土壤特性的关系

探究六盘山典型林分林下草本细根生物量分布及其与土壤特性的关系,为植物-土壤环境关系的理论研究和区域植被的可持续性管理提供科学依据。以六盘山国家级自然保护区4种典型林分（Ⅰ.辽东栎;Ⅱ.白桦;Ⅲ.华山松;Ⅳ.华北落叶松）为研究对象,采用根钻法测定林下浅层土(0~50 cm)中草本细根生物量、土壤含水量、土壤容重和土壤养分含量,并分析细根生物量与土壤特性的关系。结果表明,4种林分林下草本细根生物量主要集中在0~20 cm土层中,其中以林分Ⅲ林下草本植物细根生物量最多;土壤容重（0~20 cm）为林分Ⅰ最大,林分Ⅲ最低,表明土壤容重越小越利于细根生物量的积累;Pearson相关分析（未控制林分类型）和偏相关分析（控制林分类型）均表明,不同土层细根生物量主要与土壤容重、土壤含水量和土壤TP含量之间呈显著负相关(P<0.05),与土壤C∶N、N∶P之间呈现显著正相关(P<0.05)。六盘山林下草本细根生物量因林分类型而异,但主要分布在土壤表层（0~20 cm）,限制林下草本细根生物量积累的因素为土壤容重、土壤含水量、土壤TP含量、土壤C∶N、N∶P。适宜的土壤容重（0.87~1.10）、土壤含水量（14.50%~19.58%）和合适的土壤C∶N（约12∶1）、N∶P（约8∶1）及较低的土壤TP含量有利于林下草本细根生物量的积累,其中林分Ⅲ的林-草管理模式能够显著提高林下草本细根生物量,并且利于改善林下土壤理化特性,促进森林水养循环。     

土壤水分与养分对树木细根生物量及生产力的影响

树木细根是吸收水分和养分的重要器官,它的生长、死亡、分解在森林生态系统养分循环中起着重要作用。根系对水分和养分的吸收密切复杂地联系在一起,土壤水分和养分有效性对细根生长与发育影响不同,但细根生长的季节动态与土壤水分的季节动态分布规律一致,增加土壤水分显著增加细根生物量;而增加土壤养分对细根生长变化的影响较复杂,多数研究结果认为随土壤养分的增加,细根生物量增加或减少,低级根的根长和直径普遍增大,比根长减小。水肥耦合处理下的细根生物量显著大于灌溉和施肥处理下的细根生物量,并具有明显的季节规律性;水肥耦合会使细根根长密度增大;细根寿命暂时性缩短或延长等。在分析了不同树种在不同立地条件下细根生长规律及变化原因后,依据研究现状提出将来水肥耦合处理条件下树木根细的研究方向。参56     

白桦幼苗对不同光环境的形态适应性响应

[目的]森林光环境是影响森林树种生长发育和完成正常更新过程的重要因子。为了探求光照变化对白桦幼苗的影响,本研究选择林下和林外2种森林光环境。[方法]通过测定白桦幼苗植株的高、地径、地径比、比叶面积、叶面积比、生物量和生物量分配,调查白桦幼苗在形态特征上的光适应性,为白桦林更新、维护和恢复提供依据。[结果]结果表明林外环境的白桦幼苗较之林下环境的幼苗,其植株比叶面积,叶重比减小,但植株高度,地径,根生物量,茎生物量,叶生物量及总生物量显著增加。经过两个生长季,处于林内的白桦幼苗植株根重比下降,茎重比升高,冠根比增大,而林外的白桦幼苗无明显的变化。[结论]白桦幼苗的形态响应和生物量分配响应较强,对不同的森林光环境有较强的适应能力,在幼苗期喜光兼性耐阴,加之与辽东栎类似的光适应特征,白桦也可广泛用于华北山地林下更新造林作业。     

典型黑土区不同水土保持树种的非结构性碳水化合物特征及种间差异

  目的  探究典型黑土区主要水土保持树种的非结构性碳水化合物（NSC）在器官水平的分配规律及其种间差异,以期为水土保持植物的科学选择与培育提供理论依据。  方法  选取典型黑土区5种水土保持树种（小叶锦鸡儿、榆叶梅、白桦、糖槭和红皮云杉）作为研究对象,采集植物叶片、枝条、干材、树皮及树根,测定并比较各器官可溶性糖、淀粉及总NSC的含量。  结果  （1）NSC含量在树种和器官之间均差异显著（P < 0.05）。5种树种中叶和根的NSC含量较高,树干中可溶性糖含量最低,根中淀粉含量最高,叶片中含量最低。红皮云杉叶和枝的可溶性糖含量显著高于其他树种,糖槭干和根淀粉含量和NSC显著高于其他树种。（2）不同生活型树种的NSC及其组分的含量和分配也有明显差异,乔木叶片的可溶性糖和NSC含量高于灌木,乔木淀粉含量均表现为落叶树种大于常绿树种。（3）红皮云杉将更多的NSC分配到地上部分,榆叶梅将更多的NSC分配到地下部分。（4）落叶灌木将大多数的NSC分配到细根和中根上,乔木（红皮云杉）选择将细根作为根系储存NSC的主要组织。  结论  可溶性糖和淀粉在各器官中分配不同,叶和根分别是非结构性碳水化合物的合成与储存结构,乔木树的NSC分配利于叶片碳同化和光合作用。在5种树种中,红皮云杉、榆叶梅和糖槭均具有抗旱性,此外,红皮云杉还具有良好的耐寒性,可以更好地适应低温干旱的生长环境,因此红皮云杉、榆叶梅和糖槭是研究区域适应能力相对较强的水土保持树种。      

基于根系竞争的云杉幼苗细根内部异质性研究

以亚高山森林优势树种云杉幼苗为研究对象,通过模拟根系竞争试验,结合4种施肥处理,基于细根亚径级、根序分级等根系分类方法,从根系生物量分配及形态等方面探究树木细根在应对根系竞争时体现出的异质性规律。结果表明,云杉幼苗细根内部组分在亚径级、根序层次上均表现出显著的异质性规律;竞争区同非竞争区间0~0.5,0.5~1.0,1.0~2.0 mm细根亚径级生物量,1.0~2.0 mm细根亚径级长度和比表面积对根系竞争产生显著响应,而在0~0.5 mm细根亚径级内部,根系竞争对根系生物量、长度及表面积等指标产生影响的作用点主要集中于前两级根序上,特别是一级根上。根系竞争同土壤养分浓度间存在显著交互作用,在根系竞争研究中需单独分析土壤养分对试验结果的影响。     

兴安落叶松和白桦细根形态对环境变化的响应

目的细根是树木吸收养分和水分的主要器官,在陆地生态系统养分循环和能量流动中发挥着重要作用。尽管人们已经理解了细根对碳和养分循环的重要性,但是对细根在不同环境条件下的响应和适应机制仍需深入探索。本文通过比较同一树种在不同环境条件下细根形态的可塑性以及不同树种细根形态上的差异,了解环境因子和外生菌根侵染对细根形态特征的影响。方法以东北大兴安岭和小兴安岭多年冻土区（伊春冻土退化区、南翁河冻土退化敏感区、漠河永久冻土区）的优势树种兴安落叶松和白桦为研究对象,在植物生长季节采样,挖掘法获取完整根系,测定初级发育根（1、2级根）的细根直径,比根长,比表面积,组织密度,等形态特征和外生菌根侵染率。结果土壤有效氮、土壤全碳以及生长季月均温是影响细根形态特征的主要因素。在伊春冻土退化区、南翁河冻土退化敏感区、漠河永久冻土区条件下,兴安落叶松细根形态差异均不显著（P > 0.05）,外生菌根侵染率差异显著（P < 0.05）;白桦细根直径、比根长、比表面积和外生菌根侵染率差异显著（P < 0.05）,组织密度差异不显著（P > 0.05）,白桦细根直径在南翁河冻土退化敏感区最小,而比根长和比表面积最大。兴安落叶松和白桦两树种之间细根形态特征和外生菌根侵染率存在较大差异（P < 0.05）。兴安落叶松和白桦菌根侵染率与细根直径显著正相关（r = 0.64,P < 0.01;r = 0.61,P < 0.01）,与其他细根形态特征相关性不显著。结论土壤养分和生长季月均温是影响不同冻土区兴安落叶松和白桦细根形态的主要因素,兴安落叶松主要依赖外生菌根真菌适应环境变化,而白桦则是通过调整细根直径、比根长、比表面积以及外生菌根侵染率以响应环境空间异质性,外生菌根真菌的存在是兴安落叶松和白桦的重要替代性吸收策略。      

供氮水平对白桦幼苗生物量、碳氮含量与储量的影响

研究了不同供氮水平(1、4、8、16 mmol/L)对温室内沙培白桦幼苗根、茎、叶生物量、叶绿素含量、氮含量以及碳氮储量和器官分配的影响。结果表明,供氮水平对白桦幼苗不同器官干生物量、叶绿素含量、氮含量以及碳氮储量的影响不同。地上部分和地下部分生物量在高氮(16 mmol/L)条件下达最大;在N8水平下,叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b总量以及类胡萝卜素含量比低氮(N1)分别增加了99.2%、70.0%、89.5%和83.8%;幼苗根、茎、叶中的全氮含量在N8水平下达最大,但碳、氮储量由于受生物量影响,均是在高氮供应下达最大。总体来看,增加氮的供应有助于白桦幼苗的生长,生长末期幼苗大部分的营养分配到了根部。     

配方施肥对华北落叶松各器官非结构性碳水化合物特征的影响

探究配方施肥对华北落叶松针叶、枝条和细根的非结构性碳水化合物(NSC)的影响,为华北落叶松高效施肥技术提供参考依据。以32年生华北落叶松为研究对象,采用N、P、K三因素三水平正交设计L₉(3⁴),以不施肥为对照,研究配方施肥对华北落叶松针叶、枝条和细根的NSC及组分(可溶性糖、淀粉)含量的影响,分析华北落叶松各器官NSC及组分含量的相关关系。结果表明,1)华北落叶松针叶、枝条和细根非结构性碳水化合物含量随月份呈显著变化,基本均在10月达到峰值,且3个器官中NSC均以可溶性糖为主。2)各施肥处理对针叶、枝条和细根的NSC及组分含量的表现不同,其中针叶和细根的NSC含量分别在处理T4和T8较CK平均增幅最大,为29.65%、23%;而枝条的NSC含量和可溶性糖含量与CK的平均增幅相比表现为减少。3)相关性分析显示：针叶、枝条和细根的NSC含量与其可溶性糖含量和淀粉含量间均存在极显著正相关(P<0.01);细根NSC含量与针叶和枝条的可溶性糖含量均存在显著负相关(P<0.05)。4)N、P、K肥对华北落叶松各器官NSC及组分含量均有一定...     

干旱对4种苗木根系特征及各部分物质分配的影响

为了系统研究干旱对黄土高原主要造林树种根系特征及各部分物质分配的影响,通过人为控制土壤水分,按土壤田间持水量的70%、50%、35%设干旱处理水平(各水平均设7、14和21 d),观测2年生油松、刺槐、侧柏、沙棘苗木根生物量、地上部分生物量及细根(直径<2 mm)指标(表面积、根长、根尖数).结果表明:1)随着干旱胁迫...     

黄土高原子午岭天然柴松林细根垂直分布特征

为揭示柴松林的生理生态适应机制,采用土钻法对黄土高原子午岭林区天然柴松林细根垂直分布特征和土壤物理性质进行了研究。结果表明,柴松细根生物量、根长密度、根表面积和比根长都集中分布于0～20 cm土层,总体上均随土壤深度增加而减少。柴松林地最大细根生物量分布在10～20 cm土层,最大的根长密度、比根长和根表面积均分布在0～10 cm土层;最小比根长分布在20～30 cm土层,最小细根生物量、根长密度和根表面积均分布在60～70 cm土层。土壤含水量与柴松细根生物量、根长密度和根表面积相关性达显著水平,细根生物量与>5 mm和<0.25 mm的水稳性团聚体呈显著正相关关系。说明天然柴松细根分布特征受土壤环境因子的影响,同时也反映了细根功能的转变。     

墨西哥柏不同龄级根系形态特征与生物量关系研究（英文）

[目的]对引进的3个种源墨西哥柏苗木生物量及根系生长状况进行研究,为今后困难地造林提供技术支撑。[方法]以引进的3个种源3个龄级（1龄、2龄、3龄）墨西哥柏实生幼苗为研究对象,对其地上、地下部分生物量及根系形态特征、表面积、体积等方面进行研究。[结果]随龄级的增加,幼苗的株高和地径生长明显增加,不同种源苗木差异较大,且幼苗的根冠比、根系长度、表面积与体积呈上升趋势;2、3龄级幼苗整体稳定生长,中根、大根在总根系中所占比重增大,地下部分需要更多的光合产物,幼苗根系逐渐向中根和大根发育。[结论]地上生物量与根系形态各指标间存在相关性,根系形态与生物量关系密切。不同种源幼苗在相同的生长环境和时间内,积累生物量的能力不同。     

白桦、落叶松器官浸提液对1年生白桦、落叶松苗木生物量的影响

采用盆栽方法,研究了白桦、落叶松根、枝、叶浸提液对1年生白桦（Betula platyphylla）和落叶松（Larixgmelini）苗木生物量及其分配的影响.结果表明:质量浓度为0.05g/mL的落叶松枝浸提液处理,使白桦苗木总生物量提高24.0％ (p＜0.05),同时显著提高了白桦苗木根、叶的生物量积累、根质量...     

黄土高原土质边坡林木根系表观黏聚力空间异质性研究

To investigate the spatial variability of root additional cohesion on loess slope, this paper takes monospecific stands of Robinia pseudoacacia and Platycladus orientalis grown on slopes in the semiarid Loess Plateau of northern China as case study. Root distribution could be described by root area ratio (RAR). Root tensile strength was determined with laboratory mechanical tests. Finally, spatial variability of root additional cohesion was analyzed. The results showed that biomechanical characteristics of R. pseudoacacia roots were significantly different from P. orientalis roots. RAR and root additional cohesion were significantly different among species, slope locations and depth. The analyses of R. pseudoacacia and P. orientalis root spatial heterogeneity indicated that root reinforcement was not evenly distributed along slope in the Loess Plateau, which could provide a basic theory of afforestation mode in spatial distribution and hence control soil erosion and shallow landslide.      

黄土高原刺槐细根与土壤水分特征

在黄土高原甘肃省泾川县,采用根钻法对刺槐(Robinia pseudoacacia)林地的细根和土壤水分进行动态调查。结果表明:刺槐林地0～150cm土层是树木细根的主要分布层,有87%以上的细根表面积分布。刺槐细根表面积垂直分布与剖面土壤水分间呈显著正相关(p<0.05)。生长季内刺槐林地土壤含水量动态变化为10月>4月>6月>8月,刺槐细根表面积的动态变化为4月>6月>8月>10月。刺槐细根表面积动态与土壤含水量的季节动态不完全一致。总体上刺槐细根表面积季节动态与林地土壤含水量的相关性不显著。     

海南甘什岭热带低地雨林不同演替阶段根系的生物量特征

热带地区植物根系生物量的研究对预测气候变化条件下土壤碳库的变化和热带雨林次生演替地下生态学过程的认识具有重要意义。在海南三亚市甘什岭自然保护区内,选取4个植被恢复阶段（草本群落、灌木群落、40 年次生林和60 年次生林）,利用平均标准木机械布点法采集0～100 cm根系样品,研究根系生物量、不同根系径级组成结构以及地下垂直分布规律。研究结果表明:（1）甘什岭热带低地雨林不同演替阶段根系生物总量在5.23～28.98 t·hm?2,植被恢复演替（正向）显著地增加了根系生物量,其中草本至灌木阶段不显著;（2）木本植物群落根系生物量以粗根（>2 mm）为主,最高占其总生物量的89.76%,草本则以细根（≤2 mm）为主,占其总生物量的53.53%以上;随着甘什岭植被的恢复,粗根占根系生物量的比例逐渐增加,细根占根系生物量的比例逐渐减小。（3）甘什岭热带低地雨林近80%的根系生物量集中分布在 0～20 cm 土层中,随着土壤剖面深度的增加,根系生物量大幅度减少,草本群落生物量在土壤剖面中的垂直变化规律呈指数回归,其余各恢复演替阶段呈幂函数回归。（4）根系生物量模型中,树高、D2H（胸径的平方与树高的乘积）与根系生物量拟合最好,在实践应用中,可根据林木的树高和D2H估测甘什岭地区植被根系生物量。本研究结果为进一步研究甘什岭热带低地雨林植物群落地下碳素分配及土壤碳库变化奠定基础,还可为估算我国热带低地雨林地区植被根系生物量和生产力提供参考。