黄土高原不同水分生态区刺槐细根垂直分布的差异

以生长在陕西黄土高原半干旱气候区安塞县和半湿润气候区长武县的刺槐人工林为研究对象,采用土钻法获取根样,研究不同气候区刺槐细根的垂直分布特征.结果表明:两地刺槐细根分布差异较大,安塞县刺槐细根平均分布深度为250 cm,长武为200 cm;安塞阴、阳坡立地上刺槐细根表面积特征值分别是长武的5.06和8.29倍.无论是在阴坡还是阳坡立地上,安塞刺槐细根表面积特征值均在土壤表层0～20 cm处达到最大值,且随土层加深逐渐减小;长武刺槐细根表面积特征值峰值出现在较深的土层,阴、阳坡均在60 cm左右.安塞刺槐细根约80%分布于0～150 cm土层中,长武集中在0～100 cm土层.此外,两地刺槐细根表面积特征值阴坡大于阳坡.水分条件不同是造成这种差异的主要原因.模型S＝AhB(C Dh Eh2 Fh3)可以较好地拟合两地刺槐细根的垂直分布特征,安塞县不同立地的拟合决定系数R2均在0.94以上,长武县在0.80以上.     

黄土高原不同气候区刺槐细根表面积的差异

以生长在黄土高原半干旱气候区陕西省安塞县和半湿润气候区甘肃省泾川县的刺槐人工林为研究对象,采用土钻法获取根样和土样,研究不同气候区刺槐细根表面积垂直分布、季节动态及其与林地土壤水分的相关性。结果表明:安塞和泾川刺槐细根垂直分布深度、细根表面积数量和季节动态均有一定的差异。0～200cm和0～150cm土层分别为安塞和泾川刺槐细根表面积的主要分布层,分别有86.5%和87.6%的细根表面积分布。2007年生长季内,泾川和安塞刺槐细根表面积的峰值分别出现在4月和6月,但6月份安塞与泾川刺槐的累积细根表面积差异不显著。与泾川刺槐细根表面积特征相比,安塞刺槐细根表面积表现为,减小单位土体内细根表面积数量,增大细根垂直分布深度,以维持树木生长所需要的细根表面积总量。     

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。     

干旱阳坡不同方位土壤和空气温湿度研究

利用空气温湿度自动监测仪对大兴安岭地区干旱阳坡土壤和空气的温湿度进行了测定,结果表明:土壤月最高温度和月较差在生长季表现为西南坡南坡东南坡,空气温度的高低总体呈现出南坡西南坡东南坡,不同土层之间土壤含水量差异也较小,空气平均湿度的高低呈现出东南坡西南坡南坡,各项因子表明东南坡较利于植被恢复。     

树盘覆盖对油茶细根生长动态和垂直分布的影响

为研究不同覆盖处理对油茶细根时空分布动态的影响,采用微根管(minirhizotron)动态监测技术,以‘长林4号’油茶林为试材,设置了黑地膜、油茶壳、花生秆+稻草、生态膜以及对照(无覆盖)5种处理,对林地0～40 cm土壤剖面的油茶细根进行了为期1 a的观测。结果表明:3月和6—7月为油茶细根的生长高峰期,油茶细根根长密度和根表面积密度在黑地膜处理下于3月出现最大值,而在花生秆+稻草处理下于7月出现最大值。花生秆+稻草处理增加了总根尖数、总根长以及根总表面积在10～20 cm土层和20～30 cm土层的比例,生态膜处理增大了细根现存量分布在0～10 cm土层比例。花生秆+稻草处理显著增大油茶细根现存量的作用均体现在每个土层中,生态膜处理对0～10 cm土层的细根现存量促进作用相对其它土层较大,而黑地膜处理对10～40 cm土层的细根现存量有较大的促进作用。0～10 cm土层中的油茶细根直径经4种覆盖处理下都较对照处理有所减小。3月和6—7月是油茶细根生长旺期,花生秆+稻草处理对油茶细根现存量的促进作用最佳,黑地膜次之。     

黄土高原刺槐人工林根系分布与土壤水分的关系

对黄土高原丘陵沟壑区4种典型立地下刺槐人工林根系分布与土壤水分的关系进行了研究.结果表明:阴坡、半阴坡的细根(直径≤1 mm)在400 cm土层中的分布较为均匀,半阳坡和阳坡的细根集中分布在0~100 cm土层中,在200~400 cm土层中分布较少;各立地输导根(直径>1 mm)在分布深度上存在差异,阴坡和半阴坡输导根分布较深,阳坡输导根分布均较浅,半阳坡分布较阳坡为深;各立地下刺槐根系的水平分布均较广,水平根单向延伸最大均在8 m左右.不同立地条件下土壤水分状况的差异是各立地根系尤其是细根分布差异的主要原因之一;各立地细根分布范围对土壤水分变化有较大影响,同时根系分布也会影响到土壤水分的季节变化.     

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.     

半枫荷早期生长与林地不同坡向关系的探讨

通过对试验地5年生半枫荷8种坡向的幼树生长量调查,经方差分析,并进行了新复极差测验,结果表明:半枫荷北坡的平均树高为4.6m,极显著高于西北坡的3.40m、西坡的3.395m、东南坡的3.39m、西南坡的3.32 m和南坡的3.28 m;北坡的平均胸径为6.04cm,极显著大于东南坡的4.49cm、南坡的4.40cm、西南坡的4.48cm;北坡的平均保存率率为93.23%,极显著高于西坡的88.6%、东南坡的88.55%、西南坡的86.68%、南坡的86.45%,东北坡的平均保存率为92.28%、东坡的平均保存率为92.25%,极显著高于西南坡的86.68%和南坡的86.45%。经分析对比,半枫荷8种坡向造林其北坡的胸径和树高生长量最大,保存率也最高。     

滴灌栽培杨树人工林细根空间分布特征

[目的]为探究滴灌条件下杨树人工林细根的空间分布特征,对大兴区林场滴灌栽培的5年生欧美107杨的细根分布进行研究。[方法]采用根钻法分别在株间、对角和行间方向距树干0.2、0.5、1.0、1.5 m处取样,取样深度为60 cm,每10 cm为1个土层。[结果]滴灌条件下,在不同方向的不同树干距离和土层深度,杨树人工林的细根生物量和根长表现出相似的分布特征,其分布受树干距离、土层及其交互作用的影响显著(P0.05)。滴灌条件下,株间方向的细根总长为12.7 cm,分别是对角和行间方向细根长的1.82倍和2.32倍,上述3个方向取样位点细根总长为25.2 cm,其中的86.4%在滴灌形成的湿润带范围内;0 40 cm土层的细根长占0 60 cm土层细根总长的84.5%。各方向的细根水平分布特征不同,株间方向细根长在距树干0.5 m处最大,为4.2 cm,占该方向细根总长的33.1%,且与其他树干距离处差异显著(P0.05);对角和行间方向细根长在距树干0.2 m处最大,分别为2.7、2.3 cm,占各自方向细根总长的38.1%和41.8%。各方向的细根垂直分布特征不同,株间方向细根长在0 10 cm土层最大,为3.7 cm,占该方向细根总长的29.1%,且与其他土层差异显著(P0.05);对角和行间方向细根长均在10 20 cm土层最大,分别为2.0、1.7 cm,占各自方向细根总长的27.9%和31.0%,与其他土层细根长差异显著(P0.05)。[结论]滴灌条件下,杨树人工林细根的空间分布特征可以采用细根生物量或细根长任一指标来表述。滴灌后形成的连续湿润带导致土壤水分条件的差异使细根在不同方向的水平分布和垂直分布特征不同,细根分布表现为株间对角行间,细根主要分布在湿润带范围内且在0 40 cm土层相对集中分布。依据滴灌栽培杨树人工林细根的水平和垂直分布规律,每次滴灌后应保证水分侧渗到距离树干至少50 cm的范围,下渗的深度至少达到40 cm深,以满足杨树人工林正常生长对水分的需求。本研究结果和结论为确定精准的单次有效灌溉量提供理论依据,从而实现既节水又确保林木正常生长的双重目标。     

伐根嫁接杨树林根系分布特征

通过对比研究大兴区的伐根嫁接杨树林分和与其地下和地上部分分别相同的植苗造林杨树林分,得出伐根嫁接杨树林根系的特殊分布特征。采用全挖法获取杨树总根量和根型,采用土柱法获取吸收根(细根≤2mm,粗根210mm)。结果表明:伐根嫁接林根系总干重分别是相同地下和地上部分植苗造林的1.83倍和7.38倍;其根系数量多且粗壮,为水平斜生根型,而植苗造林林分为水平根型;伐根嫁接林总细根量和总粗根量分别比两个植苗造林林分提高了86.27%和224.65%,59.06%和65.86%;与植苗造林相比,伐根嫁接林表层的吸收根垂直和水平分布都表现异常,垂直分布中0～10cm土层的细根分布较多,10～20cm土层的分布较少;水平分布中株间0～20cm土层的分布异常多。该结论为伐根嫁接杨树林的生长优势提供了进一步的微观解释。     

入侵物种紫茎泽兰对桉树人工林土壤氮素的影响

分析了不同分布区域及密度紫茎泽兰对桉树林土壤全氮、水解氮含量的影响。结果表明：（1）阴坡样地的全氮和水解氮含量均高于阳坡样地,且阳、阴坡样地中未入侵区全氮和水解氮含量均高于其它3个区;（2）在不同入侵程度的同一土层下阳、阴坡样地全氮、扮解氮含量在表层土I层或I～Ⅱ层均表现为：低密度区〉中密度区〉高密度区〉未入侵区;（3）在Ⅲ～V层（土层30cm）左右阳、阴坡样地的全氮和水解氮含量均为：高密度区〉低密度区,其余土层低密度区全氮和水解氮含量最高;（4）随着土层的加深3个区与未入侵区全氮和水解氮含量相比是有所不同的,且无明显规律性。     

四川省纳溪区孝顺竹林生态系统碳储量及其空间分配格局

利用标准样方法研究了孝顺竹林生态系统碳含量、碳储量及其空其间分配格局。结果表明:孝顺竹林乔木层各器官碳含量介于0.4893 g.g-1~0.5222 g.g-1之间,从高到低排序依次为竹秆(0.5222 g.g-1)竹根(0.5177 g.g-1)竹蔸(0.5041 g.g-1)竹叶(0.4967 g.g-1)竹枝(0.4893 g.g-1);土壤层碳含量随深度增加而降低,0~20 cm为0.0104 g.g-1,20 cm~40 cm为0.0046 g.g-1;生态系统各组分碳含量表现为乔木层(0.5148 g.g-1)枯落物层(0.4837 g.g-1)土壤层(0.0076 g.g-1);孝顺竹林生态系统碳储量为44.8599 t.hm-2,空间分布序列为土壤层(41.2518 t.hm-2)乔木层(3.5965 t.hm-2)枯落物层(0.0116 t.hm-2),分别占91.95%,8.02%和0.03%。     

亚热带日本落叶松中、幼龄林土壤有机碳密度和分配特征

本文基于32块样地土壤数据,对亚热带日本落叶松中、幼龄林的土壤有机碳密度及其分配特征进行了分析,结果发现:(1)中龄林的有机碳含量、有机碳密度明显高于幼龄林;(2)混交林的有机碳含量、有机碳密度明显高于纯林;(3)0~80 cm的土壤有机碳密度为172.25 t/hm2。有机碳主要集中在表土层0~20 cm处,此表土层有机碳密度分别是土层20~40 cm、40~80 cm的175.21%、129.52%。在土层相同的情况下,随着土壤深度的增加,其土壤有机碳密度呈下降趋势;(4)与适宜亚热带地区生长的造林树种——杉木相比,日本落叶松林的土壤有机碳含量、土壤有机碳密度均明显高于20年生杉木人工林,说明日本落叶松林土壤的固碳能力大于杉木人工林,从侧面也反映了同样作为亚热带地区的造林树种,日本落叶松林要优于杉木人工林。     

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。     

岷江上游干旱河谷油松刺槐混交林研究

经过连续6a对岷江上游干旱河谷油松刺槐混交林分的土壤水分、养分、理化性质及林冠结构和效益研究,结果表明:(1)混交林土壤0~40 cm平均含水量比油松纯林增加0.91 g·kg-1、比刺槐纯林增加0.55 g·kg-1;(2)混交林18年后土壤容重比油松纯林减少0.13 g·cm-3、比刺槐纯林土壤容重减少0.10 g·cm-3;(3)混交林土壤有机质比纯林增加0.54 mg.kg-1~1.48 mg·kg-1、土壤碳酸钙含量比纯林减少0.43 mg·kg-1~1.09 mg.kg-1、土壤有效氮比纯林增加6.4 mg·kg-1~19.4 mg·kg-1、土壤有效磷比纯林增加0.36 mg·kg-1~1.37 mg·kg-1、土壤有效钾比纯林减少6.90 mg·kg-1~23.90 mg·kg-1,土壤CEC含量比纯林增加0.23 mg·100 g-1~0.85 mg·100 g-1;(4)混交林林冠面积、林冠厚度、林冠水分截留率分别比纯林提高47.83%~78.95%、40.63%~73.08%、6.15%~8.32%,枯落物饱和持水量是纯林的1.62倍~4.22倍;(5)混交林中油松的树高、胸径比纯林分别提高24.7%和27.35%,混交林年均利润是纯林的7.12倍。     

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。     

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。