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。     

不同森林抚育强度对栎类天然次生林细根特征的影响

为探寻栎类天然次生林细根形态和生物量等生长动态特征对不同森林抚育强度的响应,采用近自然森林抚育作业法对栎类天然次生中幼龄林进行抚育,并设置轻度(21%)、中度(35%)和重度(54%)3个抚育强度处理水平以及对照样地,抚育2年后进行样地调查,研究不同抚育强度条件下林地表层(0~20 cm)细根形态结构特征参数和生物量等指标的变化规律。结果表明:基于细根结构特征参数和Bray-Curtis相异距离的不同抚育强度样地PCo A排序图,能很好地描述不同抚育强度样地之间的细根生长发育差异特征;随着抚育强度的增加,0~20 cm土层活细根和死细根根长密度、细根表面积密度、细根平均直径和细根体积密度均不同程度增加,且在不同抚育强度之间呈现显著的差异(P0.05);随着抚育强度的增加,0~10 cm土层活细根生物量密度和总细根生物量密度均快速增加;相比于10~20 cm土层,森林抚育对0~10 cm细根生长的影响更为明显,强度抚育条件下的0~10 cm土层细根生物量密度比对照增加了136.72%,而10~20cm土层细根生物量密度比对照增加了105.68%。     

窄冠刺槐根系的研究

2006年10月用全挖法和分层分段挖掘法,研究了窄冠刺槐根系的分布特征、根系生物量以及不同密度林分根系空间分布特征.结果表明:窄冠刺槐个体根系水平分布在株间可达到6.6 m,在行间可达到5.0 m;主根可深达2 m以上,侧根垂直分布集中在10～40 cm土层内.窄冠刺槐根系生物量占全株生物量的16.82％,主根、侧根的生物量在根系生物量中分别占87.13％、12.87％.窄冠刺槐林分根系生物总量和根总长分别为6 160.2～10 940.55kg·hm-2和970.35～1 607.4 km·hm-2,并呈现出根系生物总量和根总长与林分密度成正相关的规律.在垂直方向上,林分根系中直径D<15 mm的根主要分布在地下0～20 cm土层内,而直径D≥15 mm的根主要分布在地下20～40 cm土层内;在水平方向上,直径D≥5 mm的根数量随距树干距离增加而减少,而直径D<1 mm的根数量则随距树干距离增大而增大,主要集中分布在距树干0.5～1.5 m范围内.     

新疆三工河流域柽柳群落细根生产与周转对土壤有机碳的贡献

在2010年整个生长季内,采用土钻法和内生长法,对新疆干旱区柽柳细根生物量、季节动态、分解与周转进行了研究。结果表明:柽柳群落土壤含水量随着土层深度的增加而增加。10~20cm土层土壤有机碳储量最大,随后随着土壤深度的增加,有机碳含量逐渐降低。方差分析表明:不同土层有机碳含量差异显著。细根生物量的月平均值为54.51g·m–2,群落细根生产量为58.64g·m–2。细根生物量呈明显的季节变化趋势,即5—9月逐渐增加,9月达到最大值,9—10月逐渐下降;在土壤剖面垂直变化上,细根生物量随土层深度的增加呈先增加后降低的趋势,0~10、10~20、20~30、30~40、40~50、50~60cm各土层细根生物量所占比例分别为19.53%、30.05%、26.41%、12.01%、7.33%、4.67%。双因素方差分析表明:不同取样时间、不同土层之间的活细跟生物量、死细根生物量均差异极显著。柽柳群落细根年分解量、年死亡量、净生产力分别为17.41、33.75、83.60g·m-2·a-1,年周转率为1.98次·a-1,通过细根死亡进入土壤中的有机碳为(42.68±5.40)g·m–2·a–1,占土壤有机碳含量的2.12%。这表明,尽管柽柳群落通过细根周转进入土壤中的有机碳仅占现存土壤有机碳的一小部分,但从较长的时间尺度来看,柽柳群落细根对干旱区生态系统地下有机碳的补充具有重要作用。     

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.     

吉林省辽河河岸植被缓冲带土壤氮、磷分布规律研究

采用野外调查与室内分析相结合的方法,对吉林省辽河河岸缓冲带不同植被类型、与河岸不同距离、不同深度土壤的氮、磷含量进行了测定与分析,探讨距离河岸100 m范围内植被缓冲带土壤pH及氮、磷的分布规律。结果表明：植被类型对土壤全氮含量的影响主要集中在0～40 cm土层深度,随土层加深影响逐渐减弱,在0～20 cm土层深度,针阔混交林土壤全氮含量最高,在20～40 cm土层深度,针阔混交林与农田土壤全氮含量最高。在紧邻河岸处,农田土壤全氮含量最高;在距河岸25 m处,针阔混交林与农田土壤全氮含量相对较高;在距河岸50 m处与100 m处,农田土壤全氮含量最高。全磷含量在0～20 cm土层深度,阔叶林土壤最高;在20～60 cm土层深度,针阔混交林与农田土壤最高。在紧邻河岸处,农田土壤全磷含量最高;在距河岸25 m处,针阔混交林与农田土壤全磷含量相对较高;在距河岸50 m处与100 m处,农田土壤全磷含量最高。不同植被下土壤均呈中性或微碱性,土壤pH在0～20 cm土层深度,阔叶林最高;在20～60 cm土层深度,农田与阔叶林最高。对不同植被类型土壤pH与氮、磷含量进行聚类分析,共分成7类,其中...     

配置模式和树种组成对北京典型城市森林树木细根形态的影响

采用挖掘取样法对北京市典型城市森林中针+阔+草、针+灌+草、阔+灌+草和灌+草4类植物配置模式以及油松混交林和绦柳混交林中细根形态特征进行研究,分析细根形态特征与土壤养分间的关系。结果表明:1)北京市城市森林林分细根以表层分布较多,0~20 cm土层中的细根生物量占细根总量的70%以上。2)配置模式对土壤中细根有显著影响,乔+灌+草配置在0~20 cm土层中细根较多,灌+草配置在20~40 cm土层中细根较多;3)阔叶乔木对0~20 cm土壤中细根贡献较大,而针叶树对20~40 cm土壤中细根贡献较高;在针叶树骨干树种背景下,灌木比乔木对土壤细根的贡献更高。4)混交林细根较纯林显著发达,且细根分布更合理。5)树种组成对细根产生显著影响,其中,丁香对细根的贡献率在5种油松混交林中最高,榆叶梅对细根的贡献率在3种绦柳混交林中最高。因此,从根系分解及其对土壤有机质和养分归还角度来看,科学确定树种组成及其配置模式对改良城市森林土壤、促进城市森林健康有积极的作用。     

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     

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。     

兴安落叶松细根生物量与垂直分布特征

采用根钻法研究了3种不同地形条件下兴安落叶松天然林细根现存量的垂直分布特征,并对0~40cm土层的细根(≤2 mm)现存生物量和死亡量的垂直分布进行比较。结果表明:平原区细根现存量排序近熟林(13.37 t/hm2)中龄林(10.80 t/hm2)幼龄林(5.03 t/hm2),丘陵区近熟林(13.71 t/hm2)幼龄林(5.69 t/hm2),山地地区近熟林(16.02 t/hm2)中龄林(13.23 t/hm2)。细根的现存量主要集中在0~10 cm土层中,在各林分中占细根总现存量的比率都超过40%,其中平原区幼龄林细根含量最高,可达到50%根生物量。平原区幼龄林随着土壤深度的增加呈幂函数降低;建立的土层深度与细根生物量模型Y=69.235x-1.724达到极显著水平(R2=0.97),丘陵区和山地地区均符合指数曲线函数。     

新疆150团农田防护林胁地效应研究

通过在试验示范区布设试验,采集数据,对新疆150团农田防护林胁地效应进行研究,结果表明:根胁地对棉田的影响范围为10～12m;在棉花耕作层范围内,随着测点由靠近林带向棉田中部延伸,土壤含水率逐步增高;东、西、南、北4个方向林带对棉花产量都有明显影响,减产幅度在28.0%～68.2%,减产幅度最大的为南侧林带。提出了胁地解决对策:(1)解决农田防护林灌溉问题;(2)开挖断根沟;(3)机械深翻;(4)胁地范围内适宜作物搭配。林带虽对农作物产生明显的影响,只要采取一定的技术措施或在胁地范围内种植苜蓿等耐阴饲草及作物,可将损失降低到最低程度。     

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.     

Comparison of minirhizotron and soil core methods for quantifying root biomass in a temperate alley cropping system

A study was carried out in southern Indiana, USA with the objective of comparing soil core sampling and the minirhizotron technique in quantifying fine root biomass and root distribution patterns in an alley cropping system with black walnut (Juglans nigra L.), northern red oak (Quercus rubra L.) and maize (Zea mays L.). Spatial variation in tree rooting pattern was investigated prior to planting maize. Tree fine root biomass was quantified at distances of 0, 1.1, 2.3, 3.5, and 4.3 m where 0 m represents the tree row and 4.3 m represents the middle of the alley. Root samples were collected to a depth of 90 cm using a hydraulic auger. Maize rooting pattern was determined 65 days after planting to the same depth. Using plexiglass access tubes installed near the actual soil core locations and a minirhizotron camera root images were recorded on a VHS tape. These images were later analyzed using a raster based GIS software (ERDAS-IMAGINE). Regression analysis revealed significant relationships between root surface area measurements from minirhizotron observations and fine root biomass data from soil coring for all species. Predicted fine root biomass data were also in close agreement with actual fine root biomass for all species examined. Maize root biomass was slightly, but not significantly, underestimated by the minirhizotron technique in the top 30 cm soil layer. No significant underestimation or overestimation of root biomass in surface or deeper soil layers was observed for the tree species. The results indicate that minirhizotron can be used in quantifying fine root biomass if site and species specific predictive models can be developed. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

利用Minirhizotron技术监测火炬松新根生长动态

利用Minirhizotron技术 ,研究了位于美国路易斯安那州的 19年生的火炬松新根生长动态。结果表明 ,火炬松新根的根量密度随时间呈增长趋势 ,在生长季末的 1、2月份达到最大。经过林地土壤干旱处理 (通过建立穿透雨隔离系统 ,阻止雨水到达地面 )的树木的根量密度自 9.3cm处 ,随土壤深度增加呈下降趋势 ,未经干旱处理的树木在离土表 80　 10 0cm深处仍有较高的根量密度 ,达 3.4 8　5 .12条·m- 1,是经干旱处理树木对应土壤层次中根量密度的 10多倍。火炬松从 3月份开始发生新根 ,随后迅速增加 ,至 6月份发生最多 ,然后缓慢减少 ,5　 7月的新根发生数占总量的 4 1.8% ,大部分新根发生在离土表 30cm以内的土壤中。 11个月的干旱处理显著地降低火炬松的根量密度 (1 1条·m- 1,未经干旱处理的为 3 2 7条·m- 1)和新根发生数 (5 7条·株- 1,未经干旱处理的为 15 6条·株 - 1) ,干旱处理还可导致新根推迟 1 0　 1.5个月发生。 5a前在土表撒施化肥似乎对新根的发生和生长没有明显影响     

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～...     

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。     

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.