三种常见针叶树种的细根形态比较

细根(2 mm)具有复杂的分支结构,其形态和功能具有高度的种内和种间异质性,而细根形态特征的研究是全面认识其功能的基础。为了解物种水平上细根形态的变异特征,本文在我国不同气候区分别选取了马尾松Pinus massoniana、油松P.tabulaeformis和兴安落叶松Larix gmelinii三种代表本气候区的优势针叶树种为研究对象,对其1~5级细根的直径、根长、比根长和组织密度等形态特征进行了比较分析。结果表明,三个针叶树种1~5级细根形态变化具有明显的规律,根序与各根序的直径、根长和比根长均有显著的指数关系。三个树种的所有细根形态特征均表现出低级根序间(1~3级)的变异幅度小,高级根序间(3~5级)变异幅度大的特点。在同一根序内,不同树种间的细根平均直径、根长和比根长存在显著差异,而组织密度没有显著区别。其中亚热带树种马尾松的平均直径和根长均明显大于兴安落叶松(寒温带)和油松(温带),而落叶松和油松间没有显著差异。油松的比根长最大,与兴安落叶松和马尾松间存在显著差异,而落叶松和马尾松间没有显著差异。     

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。     

连作杨树细根根序形态及解剖结构

[目的]针对连作杨树人工林细根形态和解剖结构,从根序视角探讨连作杨树人工林细根生长的代际差异及其与人工林生产力衰退的联系,以期揭示连作杨树人工林衰退机制.[方法]分别在杨树人工林Ⅰ和Ⅱ代林分设立标准地,采用改良全根取样法获得杨树细根(＜2 mm)并按根序进行分级,制作1～5级细根各根序石蜡切片.根系扫描仪结合分析软件获得各根序细根长度、直径,光学显微镜观察各根序细根剖面直径、皮层厚度、维管柱(中柱)直径等参数,并计算比根长、根组织密度、根长密度、维根比等.LSD分析1～5级根序形态参数的差异显著性,One-way ANOVA分析同一根序在不同代数间形态指标参数的差异显著性.[结果]杨树细根生物量表现为随根序增加而减小,且连作Ⅱ代人工林细根生物量分配高于Ⅰ代林,尤其在1,2级根序中更为显著(P＜0.05);连作导致杨树1,2级细根平均长度减少而3～5级根长度增加;直径虽然在不同根序细根间差异并不显著,但Ⅱ代林显著高于Ⅰ代林;杨树细根表面积、比根长和根长密度总体表现为1,2级根显著高于3,4级根(P＜0.05),但比根长在Ⅱ代林中差异不显著;连作导致杨树1,2级根表面积和根长密度显著增大,但比根长显著减小(P＜0.05);细根解剖特征表明,横剖面宽度随根序逐渐增大,中柱面积占横剖面的比例随根序增加而增大,1,2级细根总体呈现初生结构的特征,从3级根开始出现木栓层且皮层开始脱落.[结论]杨树1～5级根序细根形态和功能存在显著差异,1,2级细根仅具初生结构,是杨树的吸收根,3级以上细根出现木栓层从而变为输导根.连作导致杨树细根形态发生显著变化,且低级细根生物量显著增加,表明连作导致杨树人工林对地下部分的生长投入增大,这与养分匮乏生境中植物光合产物最优分配理论相一致.伴随细根死亡和周转,连作杨树人工林细根生物量分配格局将影响人工林地上部分生产力的形成.     

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.     

杉木人工林细根不同根序形态和碳氮含量的比较

对莘口教学林场不同林龄杉木人工林细根各级根序的平均直径、比根长、比表面积、组织密度及碳氮含量差异进行分析。结果表明:随着根序级别的递增,3个林龄杉木细根的平均直径、组织密度和C含量及C/N均呈增加趋势,而比根长、比表面积和N含量均呈减小趋势;随着林龄的增加,杉木细根同一根序的比根长、比表面积与C含量和C/N呈凹型变化趋势,而平均直径和组织密度则呈凸型变化趋势,N含量没有明显的变化特征。可见,杉木细根不同根序间的形态和碳氮含量存在异质性,用根序分级方法可区分这种异质性,这可为今后杉木根系养分利用研究中细根的分级提供科学依据。     

林分密度对侧柏人工林细根形态的影响

以徐州林场50年生侧柏人工林为研究对象,采用挖掘法获取土壤根系样品,探究林分密度对侧柏人工林不同根序细根形态的影响。结果表明:细根的直径和根长随着根序上升而显著增大,而比根长则随着根序的上升而显著减小。低林分密度(1 679株/hm2)与中林分密度(2 250株/hm2)相比显著减小了表层土壤1、2级细根的平均直径和平均根长,亚表层土壤3级细根的根长,显著增大了亚表层土壤2级细根的平均比根长;高林分密度(3074株/hm2)比中林分密度显著增大了2级根的平均比根长。与高林分密度相比,低林分密度显著减小了表层土壤1、2级细根的平均直径,增大了亚表层土壤5级细根的平均直径。     

徐州云龙山侧柏林细根形态与分布规律研究

为了提高徐州市石灰岩山地侧柏人工林的生态和景观质量,该研究以云龙山侧柏人工林为对象,利用Win-RHIZO根系分析仪对2个样地不同土层深度细根的形态参数、比根长、根长密度和生物量进行了综合分析。结果表明：（1）细根直径随根序等级的升高而增加,细根长度、比根长、表面积表现为下降趋势,而细根体积表现为先减小后增加的趋势;（2）在不同立地条件下,细根长度、比根长、表面积和体积均表现为表层高于底层,东坡高于西坡的规律;（3）单位面积上细根的生物量随根序的升高而增加,而根长密度则明显下降;表土层中细根生物量和根长密度都要高于底层,东坡高于西坡。     

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。     

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。     

鲁中南山地3种灌木细根形态特征的比较分析

以鲁中南山地荆条、金银花、胡枝子等3种灌木为研究对象,调查了根系的形态参数,比较和分析了种类型树种间差异,以期为该区域适宜的灌木树种选择提供依据。结果表明:(1)树种间细根形态存在较大差异,荆条总根长、总表面积、总体积均明显高于金银花和胡枝子;(2)3个树种总根长、总表面积随着根序等级增加而减小,各级细根平均直径、总体积随着根序等级增加而变大;(3)3个树种比根长随着根序等级的增加而减小,组织密度随着根序等级的增加而逐渐变大。     

地下竞争对油松和云杉幼苗叶片和根系发育的影响

为研究地下竞争对油松（Pinus tabuliformis）和云杉（Picea asperata）幼苗叶片和根系形态的影响,以3年生油松和云杉幼苗为研究对象,采用整株取样法完整获取幼苗叶片和根系,进行形态指标分析,探究不同养分浓度水平下地下竞争对二者叶片和根系的影响。结果表明,地下竞争抑制油松叶片表面积、细根比表面积、小根和细根根长和表面积及各亚径级细根根长和表面积;地下竞争促进云杉叶片表面积的增加,抑制其小根根长、小根表面积、小根比根长、小根比表面积、细根表面积、1.0～2.0 mm细根根长及各亚径级细根表面积;低浓度下云杉小根根长、小根比根长、小根比表面积及1.0～2.0mm细根根长均显著高于高浓度。地下与地上竞争存在交互作用,且二者间的交互作用对油松和云杉的根系形态影响显著。相同浓度下,云杉叶片表面积、细根根长、细根比根长、细根比表面积及0～0.5 mm细根根长和表面积均显著高于油松,表明在相同竞争条件下,云杉的适应能力强于油松。地上与地下竞争在相同施肥浓度下的细根根长与细根表面积均差异不显著,表明地上与地下竞争对油松和云杉细根根长与细根表面积的影响同等重要,但云杉的细根比根长和...     

天然苦竹林竹鞭及根构特征研究

本文以崇阳县天然苦竹林为研究对象,通过标准地作业对苦竹竹鞭及根构特征进行了研究,结果表明:苦竹竹鞭及根系主要分布在0～20 cm土层中,且以2 a和3 a壮龄鞭段为主。年龄及土层均对鞭径与节间长影响不显著。壮龄鞭上着生壮芽和笋芽多,而老龄鞭上则着生死芽多。苦竹细根生物量、细根直径、细根长度以及细根比根长各根序的之间存在很大差异。根序、土层深度及季节影响细根生物量、细根直径、细根长度及细根比根长发生相应的变化。     

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。     

第2代杉木林土壤有机碳、全氮对细根分布及形态特征的影响

以20年生杉木人工林为研究对象,分析了杉木细根的生长分布情况及形态学特征.结果表明:第2代杉木人工林的土壤有机碳与全氮主要分布在0～30 cm土壤中,随着土壤深度的增加而明显减少;杉木细根生物量在不同土壤层次问差异显著,随土壤深度的增加而显著减少,主要分布在0～15 cm的表层土壤中,占总量的50.35%,15～30 cm层占30.04%,30～45 cm层占19.61%;细根表面积在不同层次土壤间差异不显著,主要分布在0～30 cm层中,为2.86m2·m-3,占总量的79.88%;随着土壤深度的增加,杉木细根比根长增加不明显;土壤有机碳含量与杉木细根生物量、比根长和根表面积密度之间相关性均不显著;土壤全氮含量与杉木细根生物量和根表面积密度之间存在明显的正相关,与细根比根长存在不太明显的负相关.     

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...     

福建柏人工林细根形态和功能异质性研究

以福建省安溪县白濑国有林场内福建柏人工林为研究对象,对其1-5级细根的形态、养分含量、呼吸进行了分析.结果表明:细根直径,根长,组织密度均随着序级升高而显著增加,比根长则显著降低；C含量以及C/N表现为随着序级升高而显著升高,N含量和比根呼吸随序级升高而显著降低.相关分析发现:细根形态中直径、根长、组织密度均与比根呼吸之间具有极显著负相关性,比根长与比根呼吸之间具有极显著正相关性；比根呼吸与C含量和C/N之间具有极显著的负相关性,与N含量之间具有显著的正相关性；直径、根长、组织密度与C含量和C/N均具有极显著的正相关性,与N含量具有极显著的负相关性,比根长与C含量和C/N具有极显著负相关性,与N含量具有极显著正相关性.     

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.     

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。     

水曲柳苗木根系形态和解剖结构对不同氮浓度的反应

采用温室沙培方法,在不同氮浓度处理下,研究1年生水曲柳苗木整株根系和前3级根形态,以及前3级根形态与解剖结构的关系,探讨不同氮浓度导致细根形态变化的原因。结果表明:1)随着氮浓度的增加,整株根系的总面积、总长度和比根长增加,但是总的平均直径减小,前3级根也具有相同的变化规律。根表面积和比根长从低氮到高氮增加与直径和根长的变化有关。2)氮浓度引起直径和根长变化与解剖特征变化有密切关系。低氮条件下直径增加与横切面皮层细胞直径和皮层厚度的增加有关,而高氮条件下皮层细胞直径减小和皮层厚度缩窄有关。在纵切面上,根长度从低氮到高氮增加可能与细胞数量增加有关。研究结果对解释施肥导致细根形态变化原因具有重要意义。     

胡桃楸、黄菠萝和水曲柳细根形态研究

研究了胡桃楸、黄菠萝和水曲柳一到五级根序之间的细根形态,以期了解温带树种细根形态各参数与根序的关系,为进一步研究细根形态与功能关系、研究细根寿命及周转提供科学依据。