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。     

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。     

江南油杉细根生物量空间分布及其对土壤水分的响应

【目的】探明广西不同栽培区江南油杉细根生物量的空间分布共性及其对土壤水分的响应机制。【方法】以广西3个栽培区江南油杉人工幼林为研究对象,采用根系全株分层挖掘和根系形态结构分析法,定量分析江南油杉幼树不同径级细根生物量密度、根长密度和表面积密度的空间分布特征。【结果】1)江南油杉幼林期细根生物量在垂直方向上主要分布在0~90 cm土层中,且0~60 cm范围内的细根生物量占总量的81.83%,细根生物量随土层深度的增加呈升高—降低—再升高的趋势。细根生物量在水平方向上主要分布在距树干0~100 cm范围内,其中0~50 cm细根生物量占总量的87.40%。综合不同径级根长密度和根表面积密度分析结果表明,d <5 mm径级细根是江南油杉幼树占主导地位的吸收根系,其中0.5 mm≤d <2 mm径级细根在不同样地以及不同土层中的根长密度值最大,是决定江南油杉幼树根长密度分布特征的主要根系。2)江南油杉细根总生物量、根系长度、根表面积与土壤水分含量呈显著的相关性,表明江南油杉细根分布对土壤水分含量的响应敏感。【结论】江南油杉细根生物量垂直分布的"双峰"特征有利于根系对表层土壤水分在下渗过程中的二次吸收利用。0~60 cm土层是江南油杉幼树根系发挥生理功能的主要土层,可作为该树种水肥管理的重要区域。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

油松蒙古栎混交林细根生物量及养分现存量研究

应用固定样地调查生物量的方法,在辽宁省建平县干旱所南大山试验区进行了油松蒙古栎混交林细根生物量和养分现存量的研究。结果表明,混交林的细根生物量大于油松纯林,两树种混栽后蒙古栎能促进油松的细根生长,提高油松细根生物量在混交林中的比例;混交林细根在各土层中分布得比纯林更均匀、更合理,两树种根系生长协调;混交林细根N、P养分现存量分别是纯林的1.1倍和1.2倍,可见混交林细根具有比纯林更高的养分积累和周转能力;纯林和混交林人工林的各径级活细根和死细根养分现存量都随细根径级的增加而减少,说明≤2 mm径级的细根在细根的养分循环中起主导作用。     

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。     

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。     

祁连山青海云杉中龄林混交度对细根形态特征的影响

【目的】研究青藏高原东部祁连山地区青海云杉中龄林混交度对各土层细根生物量和形态特征的影响,以期为当地森林恢复和林分经营提供理论依据。【方法】选择混交度分别为0、0. 2、0. 4和0. 6的青海云杉天然中龄林样地,调查混交度对0～20和20～40 cm土层各树种细根生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的影响。【结果】混交度为0. 4的青海云杉林以10～25 cm径级(63. 72%)、24～32 m高度级(48. 72%)和16～20 m高度级(11. 18%)乔木占比最大,且均显著高于其他3个混交度的林分;青海云杉林总细根生物量密度主要分布在0～20 cm土层,占细根总量的68. 31%～83. 49%,其数值随混交度增大呈现先升后降趋势,混交度0. 4时最大,为616. 26 g·m~(-3); 20～40 cm土层总细根生物量密度随混交度增大而增大,在混交度0. 6时最大,为227. 17g·m~(-3);在0～20 cm土层,细根根长密度和根表面积密度表现为混交度0. 4混交度0. 2混交度0混交度0. 6,比根长和比表面积表现为混交度0. 4混交度0. 2混交度0. 6混交度0;在20～40 cm土层,根长密度、根表面积密度和比根长均表现为混交度0. 6混交度0. 4混交度0. 2混交度0,比表面积表现为混交度0. 6混交度0. 2混交度0. 4混交度0;随混交度增大,云杉对0～40 cm土层林分细根生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的贡献逐渐减小,而白桦对0～40 cm土层林分细根生物量密度、比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度的贡献持续增大;混交度对细根根长密度和根表面积密度的影响主要表现在0～1 mm径级细根上。【结论】与其他混交度林分相比,混交度为0. 4的青海云杉中龄林具有更合理的径级结构和高度级结构,异龄、复层的林分结构可以减小相邻植株间生态位竞争重叠范围,优化林分空间利用效率,提高群落稳定性,细根生物量密度及细根形态特征如比根长、比表面积、根表面积密度和根长密度达到最大。在未来青海云杉中龄林经营中,合理控制混交度在0. 4左右,可促进群落细根发育,利于森林持续健康发育。     

马尾松苦竹混交林根系分布格局

对马尾松苦竹混交林根系分布格局进行研究.结果表明:混交林根系垂直分布比较合理.水平上有重叠,但根系多相互交错,穿插延伸.低密度混交经营的马尾松细根在40～60 cm土层占细根总量的83.8%,而苦竹竹鞭及其构成的竹林地下吸收、输导、贮存系统主要分布在0～40 cm土层占96.0%,较合理地利用了不同土层的营养物质.混交林分中马尾松水平根幅8.9 m,但在0～40 cm土层主要为水平骨骼根,呈疏散框架扩展延伸,给苦竹鞭根的运行、穿插腾出了空间.而苦竹的竹根水平占据空间较小,一般在30 cm左右,鞭根稀少.马尾松利用疏林结构模式兼营苦竹的混交林分不仅形成合理的地上结构,而且地下结构也较合理.     

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。