不同种源江南油杉幼林生长与土壤环境的差异性研究

通过对广西林科院老虎岭试验基地内4个种源江南油杉幼林生长量和土壤环境的进行研究,揭示了不同种源江南油杉幼林生长和土壤环境的差异,探讨了江南油杉幼林生长与土壤环境的关系。研究结果表明:4个种源江南油杉幼林间地径和苗高差异均不显著。0~20cm土层内不同种源间土壤pH值和全氮含量差异显著,20~40cm土层内不同种源间所有土壤指标均差异不显著。同一种源的不同土层间土壤理化性质、养分、微生物量差异较大。相关分析表明:江南油杉幼林地径与20~40cm土层内土壤全氮含量呈极显著正相关,江南油杉幼林苗高与20~40cm土层内土壤全磷含量呈极显著正相关。因此,在对老虎岭试验基地江南油杉幼林经营管理时,应注重20~40cm土层内全氮和全磷含量的增加,以促进江南油杉幼林健康快速的生长。     

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。     

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。     

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。     

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.     

林木细根生物量分布及其动态研究综述

林木根系对于林木生长具有重要作用，林木细根生物量是林木根系生物量的重要组成部分。从细根生物量的分布规律、生态因子对细根生物量分布的影响、抚育管理活动对细根生物量空间分布的影响以及根系生物量的动态变化等几方面阐述了目前国内外细根生物量分布及动态研究。     

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。     

林龄对思茅松人工林根系生物量的影响

[目的]以云南省普洱市主要植被思茅松人工林为研究对象,探讨不同林龄思茅松人工林根系生物量的大小分布及变化特征。[方法]分别在5、8、15、25、36年生思茅松人工林内,利用内径为8.5 cm的根钻分3层(0~10、10~20、20~30 cm)获取思茅松与其它物种的细根、粗根及死根生物量数据。[结果]表明:随着思茅松人工林林龄的增长,思茅松细根生物量呈减少的趋势,而其它物种细根生物量呈增加趋势,细根生物量最大出现在36年生思茅松人工林。不同林龄思茅松人工林的思茅松粗根和死根生物量之间无显著差异,而其它物种及林分的粗根生物量和根系生物量则随林龄增长而增加。思茅松人工林的细根生物量主要分布在土壤深度0~10 cm内,其中,思茅松、其它物种、林分细根生物量以及根系生物量随土层深度的增加呈减少趋势。林龄和土壤深度对思茅松与其它物种的细根生物量有显著影响,林龄与土壤深度的交叉作用对思茅松细根生物量有显著影响,林龄对死根生物量有显著影响,林龄、土壤深度及林龄与土壤深度的交叉作用对粗根与根系的生物量有显著影响。[结论]思茅松人工林随着林龄增长,群落结构与树种组成随之发生变化,从而对根系生物量产生较大影响。     

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。     

芽苗截根移植不同处理对江南油杉容器苗的影响

为了提高江南油杉(Keteleeria fortunei var.cyclolepis)容器育苗质量,以江南油杉芽苗为研究对象,研究不同处理的芽苗截根移植对江南油杉容器苗生长的影响。结果表明:不同处理的芽苗截根移植对江南油杉容器苗生长性状具有明显影响。C3S1处理(留根长4.0cm、蘸CPD生根剂500mg/L水溶液)的苗高生长最好,C1S4处理(留根长4.0cm、用清水蘸根)的保存率最好,C3S3处理(留根长4.0cm、蘸黄泥浆)的地上生物量、地下生物量和全株生物量最多;按苗木质量综合评比,C3S3处理、C3S1处理为江南油杉芽苗截根移植最佳处理。     

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。     

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。     

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.     

江南油杉人工林生长规律研究

【目的】研究了江南油杉人工林生长规律,以期为江南油杉人工林合理经营提供科学依据。【方法】在全面调查广西林科院老虎岭实验林场27年生江南油杉人工林基础上,在不同的3个标准样地内选择了12株平均木进行树干解析,深入分析其树高、胸径、单株材积生长规律及形数变化规律。并采用6种林木生长经验模型进行回归分析和比较,选出合适的生长模型。【结果】27年生江南油杉树高、胸径、材积的总生长量随着年龄的增加而增加,其中,树高生长总量为16.9 m,胸径生长总量为20.3 cm,材积生长总量为0.283 685 m^3。江南油杉胸高形数是随着年龄的增加先急剧增加,然后再缓慢下降,形数曲线呈反"J"型变化,胸高形数在第7年后小于1,第24年后曲线变化趋于平稳状态,保持在0.52左右。【结论】1)树高在6~14 a和18~24 a处于较高的增长水平,是江南油杉树高生长的速生期。胸径生长的速生期在6~16 a和18~27 a出现。树高和胸径的连年生长量随年龄的增加而增高增粗,树高的高生长期比胸径高生长期早2 a,树高与胸径的低生长期出现在同年。材积的第1个生长高峰期在1~14 a,在第26年后是材积的第2个生长高峰期。各龄阶胸高形数表明江南油杉的胸高形数大,树高尖削度小。2)通过比较分析6种生长模型对江南油杉胸径、树高和材积的实测值的拟合情况,苏玛克(Schumacher)模型可作为江南油杉树高和胸径生长模型,韦布尔(Weibull)模型可作为材积生长模型。经检验,预测值和实测值的残差及相对总误差均较小,模型精度较高,证明所选择的数学模型预测值与实际生长规律基本吻合。3)27年生江南油杉材积的连年生长量和平均生长量曲线经27 a生长仍未相交,说明江南油杉在27 a内尚未达到数量成熟。通过材积生长模型的推算结果,江南油杉材积年平均生长量与连年生长量相交于48~49 a间,即江南油杉数量成熟年龄为49 a,此时的江南油杉材积生长量为0.942 460 m^3。     

水曲柳人工林细根季节动态及其影响因素

2002年5-10月,采用连续钻取土芯法对帽儿山实验林场的水曲柳人工林细根(直径＜1 mm)生物量、比根长(SRL)和根长密度(RLD)的季节动态,以及它们与土壤N的有效性、土壤10 cm深处月均温度和含水量的关系进行研究.结果表明:水曲柳细根生物量在春季和秋季分别具有1个明显的高峰,但比根长和根长密度只有1个高峰.在春季和夏季,比根长和根长密度较高,显示细根直径较小,而秋季,这2个参数显著下降,表明细根直径次生增厚或组织密度增加.细根的季节变化与土壤N的有效性、土壤温度和土壤含水量有重要关系.其中细根生物量与土壤铵态氮含量显著相关;硝态氮含量、10 cm深处土壤的温度和土壤含水量与细根的生物量、比根长和根长密度的季节变化正相关,但均不显著(P＞0.05).4种因子的综合作用对水曲柳细根各参数的影响均达到了显著水平.不同季节细根生物量、比根长和根长密度的变化,显示出细根在生长季不同时期具有不同的生理生态功能.     

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。     

Impact factors on fine root seasonal dynamics in Fraxinus mandshurica plantations

Fine root turnover plays important roles in carbon allocation and nutrient cycling in forest ecosystems. Seasonal dynamics of fine roots is critical for understanding the processes of fine root turnover. From May to October 2002, soil core method was used for estimating the seasonal pattern of fine root (diameter < 1 mm) parameters (biomass, specific root length (SRL) and root length density (RLD)) in a Manchurian ash (Fraxinus mandshurica) plantation located at the Maoershan Experiment Station, Heilongjiang Province, northeast of China. The relationships of fine root biomass, SRL and RLD with available nitrogen in soil, average soil temperature per month in 10 cm depth and soil moisture content were analyzed. Seasonal variation of fine root biomass was significant (P < 0.05). The peak values of fine root biomass were observed both in spring and in autumn, but SRL and RLD were the highest in spring and lowest in autumn. Specific root length and root length density were higher in spring and summer, which means that fine root diameter was thinner. In autumn, both parameters decreased significantly due to secondary incrassation of fine root diameter or the increase of tissue density. Seasonal dynamics of fine roots was associated with available nitrogen in soil, soil temperature in 10 cm depth and moisture content. Fine root biomass has a significant relationship with available NH₄ ⁺-N in soil. Available NO₃ ⁻-N in soil, soil temperature in 10-cm depth and moisture content have a positive correlation with fine root biomass, SRL and RLD, although these correlations are not significant (P > 0.05). But the compound effects of soil available N, soil temperature and soil moisture content are significant to every root parameter. The variations of these three root parameters in different seasons show different physiological and ecological functions in different growing periods. Translated from Scientia Silvae Sinicae, 2006, 42(9): 7–12 [译自: 林业科学]     

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。     

两个金银花品种根系对土壤物理性状影响的对比研究

采用分层挖取根系方法调查两个金银花品种秧花、蒙花的根系分布,同时测定植被下不同深度土壤的水分含量、土壤容重、土壤孔隙度、土壤持水量等土壤物理性状指标。结果表明:秧花根系主要分布在0～20cm土壤中,占总根系生物量的97.9%以上;蒙花根系主要分布在0～30cm土壤中,占总根系生物量的99.0%以上。秧花的吸收根系分布对土壤水分具有一定影响,吸收根集中分布区域下层土壤含水量虽仍在增加,但增加的趋势有所减缓。吸收根集中分布深度的比较发现,蒙花明显大于秧花。研究结果表明,两金银花品种根系的分布对土壤物理性状均有一定影响,并与对照样地有一定差异。     

干旱胁迫对真桦根系形态及生物量分配的影响

通过人工控水土培方法,研究了干旱胁迫对真桦的根系形态、分级特征、苗高生长以及生物量分配的影响。结果表明,干旱胁迫显著影响真桦根系形态及构型,随着土壤含水量的降低,真桦根系质量和平均直径降低。轻度和中度干旱使真桦根系总长度、根系表面积、比根长降低;重度干旱下,直径小于0.5 mm的细根比例显著提高,根系总长度、根系表面积、比根长显著提高。随着土壤含水量的降低,真桦苗木的高生长受到抑制,生物量降低,根冠比明显提高。