岷江干旱河谷-山地森林交错区典型人工林细根生物量及其碳储量特征

细根在森林生态系统的物质循环和能量流动中具有十分重要的和不可替代的作用.为了解岷江干旱河谷-山地森林交错带人工林生态系统功能,研究了该区青冈人工林(QF)、人工混交林(BF)、粗枝云杉人工林(SF)、沙棘灌木林(HP)和刺槐人工林(RP)五种典型森林群落细根的生物量及其碳储量特征.不同森林群落细根生物量和碳储量均随着土壤深度增加而降低,并与土壤发育程度和树种有关;细根主要分布土壤表层0～20 cm范围内,平均占细根总量的87%,大于20 cm细根也有分布,仅占细根总量的13%;QF、BF、SF、HP和RP细根的生物量分别为3 820 kg·hm-2、2 036 kg·hm-2、1 855 kg·hm-2、1 816 kg·hm-2和1 144 kg·hm-2,碳储量分别为1.91MgC·hm-2、1.02 MgC·hm-2、0.93 MgC·hm-2、0.91 Mgc·hm-2和0.57 MgC·hm-2.     

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,0 < d ≤ 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     

淮北相山8个树种叶片的生态解剖特征

对淮北相山杂灌丛和混交林中8个树种叶片的生态解剖特征进行研究.结果表明,优势种叶片解剖可塑性显著大于亚优势种.叶片厚度、维管束厚度、海绵组织厚度、气孔密度、木质部韧皮部厚度比、栅栏组织厚度和栅栏组织海绵组织厚度比(S/P)等性状,在物种或生境之间的变异较大,称为关键解剖性状.与杂灌丛群落的阳生叶相比,混交林叶片表现出阴生特点:表皮及角质层薄,叶片较薄,栅栏组织不发达,S/P较大,输导组织相对不发达.8个树种叶片对其生境表现出多样化的适应方式,大致可分为3类:阳性旱生植物、耐荫性中生植物和阳性中生植物.演替早期植被中优势种多为阳性植物.     

凋落物分解与细根生长的相互作用

本文综述了细根在凋落物层的觅食行为与策略,细根生长与凋落物数量、质量及分解过程的关系,细根生长与凋落物分解的相互作用机制及影响因素等以期为理解森林生态系统中细根对凋落物分解的作用机制以及凋落物分解对细根生长的影响提供依据。一方面,凋落物的数量和质量影响细根生长,地上凋落物的数量影响细根的觅食行为,并驱动细根在凋落物层的生长动态,凋落物质量的差异也对细根的生长产生影响,不同性质的地上凋落物对细根的生长是促进还是阻碍主要取决于分解过程中所产生的养分以及多酚含量的正平衡或负平衡;另一方面,生长进入凋落物层的细根通过根际激发效应、养分吸收以及共生真菌等作用综合影响凋落物的分解过程,生活的细根对凋落物分解的激发效应主要表现在根系分泌物控制微生物群落的活力及组成,进而加速或抑制凋落物分解;N的有效性是影响凋落物分解的重要因素,处于分解后期的凋落物层中生长的细根,通过吸收凋落物表面矿化形成的大量无机N,避免过量的N对微生物群落及其生境的不利影响;根系的共生伙伴——菌根真菌也对凋落物的分解产生重要影响,这与真菌类型及其分泌的酶和有机酸有关。未来该领域应注重全球变化背景下细根生长对凋落物分解作用机制以及细根的分支结构与其获取凋落物层养分功能的联系等方面的研究。     

3个树种幼苗细根不同根序形态特征及其与生物量分配关系比较

刨花楠、山樱花、福建柏3个树种1年生幼苗为材料,对根、茎、叶生物量及不同根序细根的平均直径(D)、比根长(SRL)、根表面积(SSA)和根组织密度(RTD)等形态指标进行测定、比较、分析其不同根系细根形态特征差异,并对其根序形态特征与生物量分配关系进行分析。结果显示:(1)同一等级细根的SRL、SSA和RTD等形态指标在同一树种间变动较大;同一根序细根在不同树种之间及同一树种在不同根级之间的细根D、SRL、SSA及RTD等形态指标也存在差异。(2)不同树种幼苗的不同根序细根的D、SRL、SSA和RTD等形态指标与幼苗生物量分配关系表现不同。刨花楠与福建柏幼苗生物量分配与其2、3级细根关系密切,而福建山樱花幼苗生物量分配则主要与其1、3级细根关系紧密。研究结果表明,不同树种幼苗不同根系细根的D、SRL、SSA及RTD等形态指标存在差异,其对生物量分配的影响也各有不同。     

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。     

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。