三倍体毛白杨分枝格局对不同土壤供水水平的响应

【目的】研究不同土壤供水水平对三倍体毛白杨分枝格局及适应性的影响,为毛白杨人工林冠层管理提供理论依据。【方法】以2年生三倍体毛白杨人工林为研究对象,采用完全随机区组设计,分析充分灌溉(FI)、控水灌溉(CI)和不灌溉(CK) 3种处理下9株样树的分枝格局。【结果】1)不同土壤供水水平对一级枝条平均枝长和分枝角度有显著影响(P0.05),FI处理下一级枝条平均枝长最长(3.31 m)、分枝角度最大(59.81°); 2)不同处理对RD_(2∶1)有显著影响(P0.05),随着土壤供水量增加枝径比呈增大趋势,CK、CI和FI的RD_(2∶1)分别为0.39、0.39和0.51; 3)不同处理间毛白杨的总体分枝率和逐步分枝率均差异不显著(P0.05),FI处理下当年生新生枝条较多,CK处理下较少。【结论】在不同土壤供水水平下,毛白杨平均枝长、分枝角度、枝径比具有较强的可塑性和变异性,土壤水分充足时,毛白杨分枝数增多,一级枝条生长较快,分枝角度加大,总体分枝率较低。     

降雨和灌溉影响下毛白杨叶片的颗粒物滞纳特征变化及其生理特性响应规律

【目的】探究降雨和灌溉措施对毛白杨叶面颗粒物滞纳量的影响,分析降雨冲刷对叶片的生理性状的影响,为城市森林空气污染缓解能力提升技术的优化,以及树木生理活动与大气颗粒物污染交互作用研究提供参考。【方法】在3年生毛白杨林分中,选取充分滴灌(DIFI)和不灌溉(CK) 2个水分处理,每个处理中各选5株样树,每株样树选取2根冠层下部枝条,然后设置一根枝条遮雨、另一枝条不遮雨2种处理。试验期间进行叶片颗粒物滞纳量、叶片生理性状的测定。【结果】1) DIFI处理滞纳的所有类型和径级PM的质量均略高于CK处理(水溶性PM2.5-10除外),但均未达到显著差异(P0.05)。2)不遮雨时叶片上各类型和各径级PM(尤其是较大径级颗粒物)的长期累积滞纳量均略低于遮雨叶片,但未达到显著水平(P0.05)。3)遮雨和不遮雨处理中叶片上的蜡质层质量和蜡质层内PM质量在试验末期均显著降低(P0.01),但2个处理间却均无显著差异(P0.05)。4)试验中、末期,不遮雨叶片的气孔导度均显著低于遮雨叶片(P0.05),且试验末期不遮雨叶片的正午叶水势也更低(P=0.032)。经历降雨冲刷后(不遮雨处理),虽然叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)没有显著变化(P0.05),但P_n和WUE却一直呈降低趋势,而Tr则未一直出现该趋势。【结论】在叶片尺度上,灌溉对毛白杨颗粒物的滞纳能力影响较小,而降雨可一定程度上冲刷掉叶片上较大径级的颗粒物。叶面颗粒物的增多会显著提高毛白杨叶片的气孔导度,从而对其气体交换速率可能产生影响。     

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。     

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。     

青海高寒区4种人工林细根生物量及其养分储量变化特征

【目的】研究青海高寒区4种人工林的细根生物量及其养分储量时空变化特征,为该地区植被恢复和人工林经营提供理论依据。【方法】在青海高寒区选择白桦、青杨、华北落叶松和青海云杉4种典型人工纯林,2019年5—10月采集0～60 cm土层细根样品,测定细根生物量及其C、N、P含量,通过方差分析探究季节、树种和土层对细根生物量及其养分储量的影响。【结果】白桦、青杨、华北落叶松和青海云杉4种人工林0～60 cm土层的细根生物量分别为7.63、6.89、6.11和19.31 t·hm^-2,青海云杉林细根生物量显著高于其他林分(P<0.05)。各林分细根生物量季节差异显著(P<0.05),均表现为秋季>夏季>春季。细根生物量主要分布在表层土壤,0～20 cm土层占比超过68%,随土层加深呈指数型降低。阔叶林细根的养分含量高于针叶林,阔叶林生长表现出较高的养分需求。各林分细根C含量表现为秋季>夏季>春季,N、P含量总体表现为夏季显著低于春季和秋季(P<0.05)。细根C、N和P含量总体上随土层加深而减小。青海云杉林细根C、N、P储量在各季节均...     

小兴安岭4种森林类型细根生物量的时空格局

【目的】对原生林及其皆伐后自然演替形成的次生林和造林形成的人工林的细根生物量及土壤特性进行研究,分析不同更新方式对细根动态分布的影响、了解细根与土壤特性之间的互动效应,为阐明森林生态系统中碳和养分循环以及为该地区森林恢复和森林经营提供理论依据。【方法】以小兴安岭南坡典型阔叶红松林、皆伐后天然更新的白桦次生林、皆伐后栽植的红松人工林和兴安落叶松人工林为研究对象,于2013年5—9月用连续钻取土芯法采集细根(直径≤2 mm)和土壤,测定细根生物量的垂直分布与季节动态,分析生物量与土壤特性的相关性。【结果】典型阔叶红松林、红松人工林细根生物量均显著高于白桦次生林和兴安落叶松人工林(P0.05);各森林类型细根生物量的垂直分布存在显著差异(P0.05),细根主要集中在0～20 cm土层中,其中白桦次生林0～20 cm土层中细根生物量占其细根总生物量的比例最高(75.81%),典型阔叶红松林最低(62.73%);各森林类型细根生物量存在季节性波动,各森林类型活、死细根生物量均有2个峰值;4种森林类型的细根生物量与土壤温度的相关性不显著,除典型阔叶红松林外,其他3种森林类型的细根生物量与土壤含水率极显著正相关(P0.01),4种森林类型的细根生物量与土壤水解氮含量极显著正相关(P0.01),白桦次生林的细根生物量与土壤有效磷含量显著负相关(P0.05)。【结论】本地区的顶极群落——典型阔叶红松林和以典型阔叶红松林的建群种为主要组成树种的红松人工林细根生物量显著高于以先锋树种白桦和兴安落叶松为主要组成树种的白桦次生林和兴安落叶松人工林;细根生物量在土壤中的分布具有明显的不均匀性,主要集中在养分含量较高的土壤表层,处于演替顶极阶段的森林较处于演替早期的森林采取更精细的获取资源的策略,土壤下层细根占细根总生物量比例较高;细根生物量的季节变化与物候节律一致,细根生物量的高峰期出现在春末和初秋。     

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。     

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.     

基于激光雷达数据的塔里木河下游胡杨种群空间分布格局和种内竞争关系

【目的】分析胡杨种群在干旱区不同地下水埋深梯度下的空间分布格局及种内竞争强度变化,探究种群空间结构对干旱环境的响应特征。【方法】在塔里木河下游3个断面处离河道1 000 m的范围内等距离布设15个50 m×50 m天然胡杨林样地,利用地面激光雷达(TLS)获取树木三维结构数据,并通过聚集指数(R)、丛生指数(I)、点格局函数g(r)等空间分布指标以及竞争指数(CI),分析空间分布格局和种内竞争强度。【结果】1)R和I指数表明,在下游不同地下水埋深梯度下,胡杨种群空间分布格局整体上呈聚集分布。2)各样地内在0～25 m半径r距离获取的g(r)函数值分析表明,大部分样地胡杨在r<5 m距离内基本呈现聚集分布格局,在r>5 m距离呈随机分布格局。随着地下水埋深增加,树木聚集分布的距离r会缩小。3)点格局函数g₁₂(r)结果表明,不同龄级胡杨树分布格局存在差异,中龄树主要呈聚集分布,其他龄级树呈随机分布;中龄树与幼龄树、成熟树之间存在正关联性,表现出相互促进关系,而其他龄级树木之间未呈现显著关联性。4)平均CI指数随离河道距离增大呈递减趋势,单木CI随胸径增大...     

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。     

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。     

砂壤土下滴灌毛白杨幼林土壤水分运移规律与模拟

【目的】明确滴灌下林地土壤水分运移规律,以期为林分精准滴灌策略制定提供数据支撑和理论依据。【方法】以砂壤土下进行地表滴灌的2年生毛白杨人工林为研究对象,通过田间试验研究灌水及水分再分布过程中土壤水势(ψ_s)、湿润锋和含水率(θ)的动态变化规律,然后利用田间实测数据评估HYDRUS-2D/3D模拟土壤水分短期运动的精度和可行性,并运用验证后的模型对不同初始土壤含水率(θ_i)下的湿润锋运移进行模拟。【结果】灌溉过程中ψ_s、湿润锋水平和垂直运移距离、土壤湿润体内θ随灌水时长的变化可分别用Logistic函数(R~2=0.99)、对数(R~2=0.99)、幂函数(R~2=0.82)和多项式(R~2=0.99)函数描述;停灌时,湿润锋水平和垂直运移距离分别达到22.9和37.3 cm,湿润体内ψ_s和θ较灌溉开始时分别提高61.6%和30.9%,ψ_s在停灌后约120 h恢复至灌溉起始水平;湿润锋水平和垂直运移距离模拟值与实测值的平均偏差分别为1.3和4.5 cm,停灌时及水分再分布过程中HYDRUS-2D/3D模拟θ的平均RMSE和RMAE分别为0.021 cm~3·cm~(-3)和9.7%;利用HYDRUS-2D/3D模拟,得到试验地不同干旱程度时(土壤水分有效性的40%,60%,73%和80%)θ_i越高,湿润锋的水平和垂直运移均越大,且不同θ_i下的水平运移均略小于其垂直运移。【结论】HYDRUS-2D/3D可用于模拟砂壤土下地表滴灌毛白杨幼林的短期土壤水分动态。不同θ_i下湿润锋水平和垂直运移距离随灌溉时长的变化图,可为砂壤土上毛白杨及相似树种人工林的合理滴灌时长的确定提供参考。     

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。     

不同毛白杨无性系林分蓄积量的长期水氮耦合效应

【目的】研究不同田间持水量和纯氮施用量对毛白杨人工林单位面积上林分蓄积量的影响,确定毛白杨无性系最佳水氮组合方案。【方法】采用裂区试验设计在河北威县林地研究不同水氮耦合处理对不同无性系(BT17,B331,S86,1316)毛白杨林分蓄积量影响。【结果】1)无性系在不同纯氮施用量和田间持水量灌溉条件下单位面积上林分生长量有差异,S86无性系对高水肥处理响应较好,1316无性系响应较差。2)对杨树人工林进行水分灌溉管理措施时,应该设置田间持水量75%以上作为灌溉临界值同时灌溉临界值应考虑造林地区的环境条件、造林密度、林龄等因素。3)杨树人工林单位面积上纯氮施肥量范围是在100~400kg·hm^-2,且施肥量应当根据实验地区肥力等级状况进行酌量加减。【结论】在河北威县S86无性系是在田间持水量75%以上和每株施氮量160g的管理措施下能实现速生丰产的毛白杨无性系,建议在相近地区进行杨树人工林速生丰产林培育时候优先考虑。     

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。     

西鄂尔多斯半日花及霸王的水分利用

【目的】研究西鄂尔多斯荒漠珍稀濒危植物半日花及霸王对不同强度降水的利用模式,以期阐明植物的生长规律和分布趋势及其对降水变化的适应机制,为荒漠珍稀濒危植物保护提供参考。【方法】利用氢稳定同位素技术,分析比较3次不同强度降水后9天内,半日花、霸王植物(茎)水δD与其潜在水源(降水、土壤水、地下水)δD,定量阐明半日花、霸王对不同强度降水的利用率。【结果】1)8.6 mm降水后9天内,0~20 cm表层土壤含水量明显上升、土壤水δD降低,12.1 mm降水后9天内,0~40 cm土壤含水量和土壤水δD变化明显,79.6 mm降水后9天内,各层土壤含水量显著上升、土壤水δD降低;2)降水后9天内,半日花和霸王对大雨(20 mm)的利用率最高,分别为76.4%~98.5%和55.6%~74.3%;半日花对小雨(10 mm)的最高利用率为67.0%,对中雨的最高利用率为71.8%,表明半日花可充分吸收利用有限的水分,并最大限度地利用该地区大气降水,以更好地生存和生长;3)在3种不同降水强度下,半日花对降水的利用率皆显著高于其伴生植物霸王;4)在中等降水强度(10 mm降水量≤20 mm)条件下,霸王和半日花存在明显的竞争水分现象,在小降水强度(10 mm)条件下,霸王和半日花利用不同深度土壤水,无水分竞争现象;5)半日花的根系主要分布在0~40 cm土层中,细根在0~20和20~40 cm土层中分别占该层根系生物量的58%和37%;霸王根系主要分布在20~60 cm土层,其中细根(≤2 mm)在20~60 cm土层中分布最多(68.2%)。【结论】小雨(10 mm)对表层土壤水(0~20 cm)δD有影响,中雨(10 mm降水量≤20 mm)对0~40 cm土壤水δD有影响,大雨(20 mm)对各层土壤水δD均有明显影响;半日花对不同强度降水均能充分有效地利用,霸王对大雨有明显的响应,这2种植物的水分利用策略与其细根分布相一致。     

沙质土蓄水保肥栽培措施及其效果研究

采用掺壤土、施秸秆、根下铺塑料膜、置塑料袋和聚水抗旱栽植等措施，营造了毛白杨节水灌溉栽培试验林。造林后连续５ａ的试验结果表明：掺壤土和施秸秆使土壤蓄水性和保肥性明显提高；在根下铺塑料膜可截留下渗的水分和营养物质，使土壤剖面局部水分、养分含量显著增加，聚水抗旱栽培调节了地表水聚集动态，增加了根系周围土层水分的入渗，在一定程度上提高了土壤含水量。各项措施不同程度地改善了土壤蓄水性能；使降水利用率和灌溉效率明显提高。     

天然马尾松林细根生物量分布及其与土壤理化性质相关性研究

基于江西中部天然马尾松林不同生长阶段细根生物量及土壤性质的调查,分0~20 cm、20~40 cm土层探讨细根生物量的分布规律及其与土壤理化性质的相关关系。结果表明,不同龄组土壤细根总生物量大小表现为:过熟林幼龄林成熟林中龄林近熟林,同一土层不同龄组生物量之间无显著差异(P0.05),各龄组细根生物量主要集中在0~20 cm土层中。各土层不同龄组间土壤含水率均表现为成熟林显著大于幼龄林(P0.05),容重与土壤碳氮磷含量差异均不显著(P0.05),且碳氮磷大部分都储存在0~20 cm土层中。0~20 cm土层中,活细根生物量与土壤含水率、容重、有机碳、全氮含量相关性均达显著水平(P0.05),而死细根生物量与土壤理化性质之间的相关性均不显著(P0.05),细根总生物量与土壤含水率、容重相关性显著(P0.05),与全氮含量相关性达极显著水平(P0.01);20~40 cm土层中,活细根生物量与土壤理化性质之间相关性均不显著(P0.05),但全氮含量与细根总生物量相关性显著(P0.05),与死细根生物量相关性达极显著水平(P0.01);活细根总生物量、死细根总生物量及细根总生物量与全磷含量相关性在两土层中均不显著(P0.05)。     

择伐对阔叶红松林细根生物量及其时空分布的影响

以择伐40年后的阔叶红松林过伐林(以下简称为择伐林)和未砍伐的典型阔叶红松林(以下为原始林)为研究对象,探讨了择伐对细根生物量时空分布的影响。结果表明生长季原始林和择伐林死细根生物量、活细根生物量和总细根年平均生物量没有显著差异(P0.05);总细根生物量以及活细根在6月以及9月存在显著差异(P0.05),死细根在5月、7月以及8月存在显著差异(P0.05);原始林和择伐林的细根生物量随土层深度的增加逐渐减少,80%的活细根和75%以上的死细根分布在0 20 cm的土层中,其总细根生物量、活根和死根仅在3040 cm存在显著差异(P0.05);原始林和择伐林的不同直径级(2 5 mm和≤2 mm)的活细根的生物量比、死细根的生物量比以及总细根生物量比在相同土层内没有显著差异(P0.05)。     

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。