干旱区枣棉复合系统细根空间分布特征及种间地下竞争关系

【目的】探明枣棉复合系统种间互作关系,为该农林复合系统资源的最优利用提供参考。【方法】以干旱绿洲区典型的枣棉复合系统为研究对象,采用剖面法分层取样获得植物根系,将直径2mm以下的根系作为细根,通过扫描根系,用图像分析软件DT-SCAN分析枣树和棉花细根在水平和垂直方向上的根长密度、根质量密度,研究该系统内枣树和棉花细根生物量的空间分布特征及种间地下部的竞争关系。【结果】水平方向上,枣树细根主要集中在树体周围0.1~0.3m,该区域内的细根根长密度占总细根根长密度的62.3%;棉花细根根长密度在距枣树树干中心0.3~0.5m处达到最大,占总细根根长密度的35.8%。垂直方向上,棉花细根主要集中在0~0.3m的土层内,占其细根生物量的67.2%,棉花细根根长密度随土壤层深度的增加而呈负指数趋势变化;枣树细根根长密度主要集中在0.1~0.4m土层内,占其细根生物量的63.3%。在土壤垂向0~0.1m、0.5~0.6m土层内,棉花对枣树的竞争作用占绝对优势。单作枣树的平均枣吊长度、平均枣吊茎粗、叶绿素含量均高于间作,而棉花恰与枣树相反,各项指标均表现为间作大于单作。【结论】3年生枣树与1年生棉花间作,存在种间竞争关系,在水平方向0.1~0.3m、垂直方向0.3~0.5m土层内,二者地下部种间竞争最为激烈,且棉花竞争能力强于枣树,为优势种。     

核桃-小麦复合系统中细根的分布及形态变异研究

【目的】研究核桃(Juglans regia)-小麦(Triticum aestivum)复合系统中细根的分布格局及形态变异,为种间关系研究及农林复合系统的合理设计提供依据。【方法】以核桃、小麦单作为对照,采用根钻法取样,用WinRHIZO根系分析系统对根系形态进行分析,比较核桃小麦复合系统与单作系统中植物细根的空间分布和形态差异。【结果】①复合系统中核桃细根根长的垂直分布重心深度为35.49 cm,比核桃单作（29.97 cm）下移了5.52 cm;水平径向的分布重心为距树干基部0.91 m,比核桃单作（0.99 m）向树干基部靠近了0.08 m。复合系统中小麦根长的分布重心深度为18.46 cm,比小麦单作（26.04 cm）上移了7.58 cm。②复合系统中核桃细根的平均根长密度为83.6 cm/dm³,比核桃单作（135.6 cm/dm³）降低了38%;复合系统中小麦根长密度为1.74 cm/cm³,比小麦单作（1.22 cm/cm³）增加了42%。③复合系统中核桃细根的平均比根长在0～30 cm土层为5 149.34 cm/g,大于核桃单作（3 624.68 cm/g）,而在30～100 cm土层为2 626.59 cm/g,小于核桃单作（3 906.9 cm/g）;复合系统中小麦比根长在0～50 cm土层为10 019.5 cm/g,小于小麦单作（11 811.7 cm/g）;在50～100 cm土层为14 328.9 cm/g,大于小麦单作（13 389.6 cm/g）。【结论】复合系统中0～30 cm土层及水平径向距树干基部1.5～2.0 m是根系竞争最剧烈的区域,为了适应复合系统的地下竞争,核桃和小麦在生长过程中对细根的空间分布及形态产生了可塑性反应。     

核桃-小麦复合系统中细根的分布及形态变异研究

【目的】研究核桃(Juglans regia)-小麦(Triticum aestivum)复合系统中细根的分布格局及形态变异,为种间关系研究及农林复合系统的合理设计提供依据。【方法】以核桃、小麦单作为对照,采用根钻法取样,用WinRHIZO根系分析系统对根系形态进行分析,比较核桃-小麦复合系统与单作系统中植物细根的空间分布和形态差异。【结果】①复合系统中核桃细根根长的垂直分布重心深度为35.49 cm,比核桃单作(29.97 cm)下移了5.52 cm;水平径向的分布重心为距树干基部0.91 m,比核桃单作(0.99 m)向树干基部靠近了0.08 m。复合系统中小麦根长的分布重心深度为18.46 cm,比小麦单作(26.04 cm)上移了7.58 cm。②复合系统中核桃细根的平均根长密度为83.6 cm/dm3,比核桃单作(135.6 cm/dm3)降低了38%;复合系统中小麦根长密度为1.74 cm/cm3,比小麦单作(1.22cm/cm3)增加了42%。③复合系统中核桃细根的平均比根长在0~30 cm土层为5 149.34 cm/g,大于核桃单作(3 624.68 cm/g),而在30~100 cm土层为2 626.59 cm/g,小于核桃单作(3 906.9 cm/g);复合系统中小麦比根长在0~50 cm土层为10 019.5 cm/g,小于小麦单作(11 811.7 cm/g);在50~100 cm土层为14 328.9 cm/g,大于小麦单作(13 389.6 cm/g)。【结论】复合系统中0~30 cm土层及水平径向距树干基部1.5~2.0 m是根系竞争最剧烈的区域,为了适应复合系统的地下竞争,核桃和小麦在生长过程中对细根的空间分布及形态产生了可塑性反应。     

宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨?小麦复合系统的细根分布及形态特征

  目的  探讨宽窄行栽植模式下毛白杨?小麦复合系统中的细根根长密度(FRLD)分布及形态特征,为优化该系统的集约栽培措施提供了理论依据。  方法  在宽窄行栽植模式下的4年生三倍体毛白杨?小麦复合系统中,于小麦收获后,采取根钻法在3株平均标准木周围进行根系取样,取样位点为窄行距树75 cm、树行距树75 cm、宽行距树100、200、300、400 cm,取样深度为80 cm,共取得根样288个。对所有样品进行形态扫描和烘干称质量,得到不同深度、位点处的毛白杨和小麦细根的分布及形态数据。  结果  垂直方向上,毛白杨和小麦的细根均主要聚集在0 ~ 20 cm的浅土层,其中FRLD分别占总根长密度的68%和45%。毛白杨（R2 = 0.679 3,P < 0.05）和小麦（R2 = 0.922 9,P < 0.05）细根均随土层指数递减;两个物种的FRLD在浅土层没有显著差异（P > 0.05）,在深土层中则表现出小麦的FRLD显著高于毛白杨的特征（P < 0.05）。水平方向上,毛白杨细根主要聚集在窄行的浅土层中,而小麦细根则在宽行中大量分布。二维根系分布结果显示,毛白杨和小麦有各自的细根密集分布区域且总体上互不干涉。毛白杨的平均细根直径显著高于小麦（P < 0.05）,其比根长则显著低于小麦（P < 0.05）。  结论  在宽窄行栽植模式下的三倍体毛白杨?小麦复合系统中,毛白杨和小麦的细根分布产生了空间分离,密集分布区域重叠较少;此外,为了更有效地吸收土壤资源以占据竞争优势,小麦会生产更多吸收效率更高的细根。以上结果可为优化该栽植模式下农林复合系统的集约经营技术提供理论支撑。      

不同草本层三倍体毛白杨细根及草根的空间分布及季节变化

以退耕还林后2种不同草本层(自然草、黑麦草)模式下的4年生三倍体毛白杨幼林为研究对象,利用土柱法对林地细根和草根按照0~10 cm(上层)、10~20 cm(中层)、20~30 cm(下层)3个土壤层次,2个径级(0~1 mm,1~2 mm)进行每月1次、为期1 a的草根和细根生长及死亡的生物量研究。结果表明:2种模式林地内,2个径级活细根的生物量,基本为上层中层下层,黑麦草林地在上、中、下层变化趋势均比自然草林地明显,0~1 mm细根上层有明显的年变化趋势,峰值出现在5月和9月,谷值分别出现在8月和7月;2个径级死细根的生物量,0~1 mm径级为上层中层下层,1~2 mm径级则全年均为中层下层上层,黑麦草林地变化同样比自然草林地明显。2种模式内3层0~1 mm、1~2 mm活细根与死细根生物量的比值为5∶1。2种模式草根的生物量上层峰值也都出现在5月和9月,与0~1 mm细根上层相同,谷值则出现在8月。草根的年平均生物量,黑麦草仅在上层和中层分布,每层的自然草根系生物量都比黑麦草根系生物量大得多,上层是黑麦草的3.6倍,中层是黑麦草根系的4.6倍。人工种植的黑麦草林地细根生物量(0.614 t/hm~2)较自然草林地生物量(0.465 t/hm~2)高,但细根和草根合在一起后,自然草林地比黑麦草林地高。在自然草林地内,草根占据了0~2 mm根系生物量的53.4%,可见,就0~1 mm的根系来说,在造林初期,生物量在自然条件下要比人为干扰环境下大得多。     

黄河冲积平原杨树人工林细根空间分布特征

采用改良全根调查方法,于生长季节末期对黄河冲积平原3a、6a、9a三个林龄的中菏1号杨树(Populus deltoites cv.‘Zhonghe-1’)人工林根系空间分布特征进行了调查,并对直径小于2 mm的细根生物量、比根长、根长密度、表面积、体积进行测定分析.结果表明:在垂直方向上,各林龄杨树人工林细根生物量、根长密度、根尖数、细根表面积、细根体积总体上随土壤深度增加而逐渐减小,林龄之间、土层之间差异明显.细根在水平方向上的分布较为均匀,但林龄之间、以及距树干不同距离仍表现出明显差异.杨树人工林细根空间分布规律为林地土壤改良和培肥提供了依据.     

板栗细根的空间分布格局及季节动态

为探明板栗Castanea mollissima细根的空间分布和季节变化,以河北省迁西县北京林业大学经济林（板栗）育种与栽培实践基地6年生板栗树为研究对象,生长季内（4-10月）,采用连续根钻法（内径为8 cm）,分别在距树干50 cm和100 cm设取样点,各个样点处垂直方向分3层（0~20,20~40和40~60 cm）钻取土芯。研究了板栗细根根长密度和根质量密度的月动态变化及空间分布特征。结果表明:在生长过程中板栗细根季节变化差异显著（P < 0.05）,板栗细根根长密度月平均为1 274.9 m·m-3,在6月和10月有2个生长高峰,相比前1个月分别增加了203.0 m·m-3和524.6 m·m-3。细根根质量密度月平均值为184.7 g·m-3,有2个生长阶段（4-6月和9-10月）,10月增长较多,与9月相比增长了39.5 g·m-3。在垂直方向上,20~40 cm土层中细根根长密度和根质量密度最大且季节变化最显著（P < 0.05）。水平方向上,距树干100 cm处根长密度和根质量密度大于距树干50 cm处。整体研究表明:板栗细根的空间分布和季节变化不仅受土壤垂直格局影响,还与树种生长规律密切相关。     

水杉人工林细根形态及生物量分布规律

[目的]研究水杉人工林细根形态和生物量分布特征,为水杉人工林管理提供数据支持。[方法]利用根钻法,对水杉细根的形态参数(直径、长度、比根长、比表面积)和生物量进行测定。[结果]随着细根根序等级的增加,水杉细根直径和细根平均长度呈现增加趋势;一级细根的比根长和比表面积远大于高级根;水杉细根主要集中在距树干1.5 m范围内;在垂直分布上,绝大部分的细根分布在0~20 cm土层;表层以小直径细根为主,而土壤深层以大直径细根为主。[结论]该研究可为细根生态过程研究及人工林管理提供数据支持。     

禾本科草坪草种间竞争研究

在盆栽条件下,采用添加系列试验法对禾本科的结缕草(Zoysia japonica Steud.)、狗牙根[Cynodon dactylon (L.)Pets.]和多年生黑麦草(Lolium perenne L.)的种间关系进行研究,运用De Wit的相对总生物量(Relative yield total,RYT)和相对...     

极端干旱区胡杨细根的垂直分布和季节动态

以额济纳胡杨天然林为研究对象,用Minirhizotron方法对胡杨细根的垂直分布和季节动态进行了研究。研究结果表明: 1)总体上,0~20cm土层中胡杨细根的根长密度和根表面积密度最大,且与其他各层存在显著差异(P<0.05); 2)在生长季,0~40cm土层胡杨细根的生长率和生死之比均大于40~80cm土层; 3)胡杨细根的根长密度、根表面积密度和生长率均表现出单峰的季节变化趋势;死亡率在生长季呈逐渐增大的趋势;生死之比在生长季呈现出逐渐减小的季节变化趋势,而且仅在末期小于1,说明胡杨细根的季节动态是一个以生长占优势的生死交织的过程; 4)生长率和死亡率均与土壤温度存在极显著正相关性(P<0.01);生长率与土壤含水量存在极显著正相关性(P<0.01),而死亡率与土壤含水量的相关性均不显著(P>0.05)。      

宽窄行栽植模式下三倍体毛白杨吸水根系的空间分布与模拟

研究三倍体毛白杨Populus tomentosa吸水根系空间分布特征是建立三倍体毛白杨根系吸水模型的基础。采用根钻法对宽窄行栽植模式下毛白杨吸水根系的空间分布特征进行了研究。结果表明：垂直方向上,宽、窄行内的吸水根系均在0 ～ 60 cm递减,但在60 ～ 80 cm又有小幅度增加;且根系主要分布区域都在0 ～ 20 cm土层内,根长密度分别达到0.080 cm·cm^-3和0.074 cm·cm^-3,约占各自系统总根量的44.14%和48.71%;相同水平方向0 ～ 100 cm范围内宽行各土层的根长密度较窄行相应土层均有大幅度增加,增加量分别为35.45%,36.76%,71.67%和72.27%。水平方向上,宽行20 ～ 200 cm内毛白杨根长密度呈指数递减分布;吸水根系主要集中分布在20～80 cm内,该区域总根长密度为0.250 cm·cm^-3,约占系统总根量的49.20%;窄行内吸水根系的水平分布不规律,各土层不同带距间根长密度差异不显著。对窄行拟合了一维根长密度分布函数,决定系数为0.288;对宽行拟合了二维根长密度分布函数,复相关系数达到0.538。研究结果将为进一步探索毛白杨速生丰产林根区的土壤水分动态以及土壤?鄄植物?鄄大气连续体（SPAC）系统中的水分传输机制提供基础资料和理论支持。图5表2参12     

5种温带森林生态系统细根的时间动态及其影响因子

细根(直径≤ 2 mm)的生长和死亡动态及其影响因子是森林生态系统能量流动和物质循环的重要研究内容,但因受到研究方法的限制而了解甚少。于2010年5-10月采用微根管技术对东北东部山区5种温带森林生态系统的细根生长量(FRP)和死亡量(FRM)进行了动态跟踪测定,并同步测定了土壤温度(Ts)、土壤湿度(Ms)、叶面积指数(LAI)等相关因子。结果表明: 不同林型和取样时间的FRP和FRM均差异显著(P < 0.001)。杨桦林、硬阔叶林、兴安落叶松林、红松林、蒙古栎林的FRP和FRM分别为:(13.34±0.90) μm·cm^-2·d^-1(平均值±标准误)和(5.02±0.36) μm·cm^-2·d^-1、(13.04±0.82) μm·cm^-2·d^-1 和(6.85±0.32) μm·cm^-2·d^-1、(8.74±1.44) μm·cm^-2·d^-1和(5.05±0.61) μm·cm^-2·d^-1、(8.02±2.27) μm·cm^-2·d^-1和(3.88±0.35) μm·cm^-2·d^-1、(7.59±0.82) μm·cm^-2·d^-1和(3.88±0.61) μm·cm^-2·d^-1。所有林型生长季期间FRP的时间变化均呈现明显的单峰型,但峰值出现的时间却因林型而异。FRM随生长季的进程而逐渐增加,杨桦林和硬阔叶林FRM在8月初出现峰值,而红松林、兴安落叶松林和蒙古栎林的FRM峰值均出现在生长季末期。Ts、Ms和LAI对FRP和FRM均存在显著的正效应(P < 0.05),3个因子的综合作用对各个林型FRP和FRM变异性的解释率分别达68%和53%以上,表明这些温带森林生态系统细根生长和死亡的时间动态主要受土壤温湿度和叶面积变化的联合影响。     

幼龄期红枣吸收根系空间分布特征

【目的】研究新疆阿克苏地区幼龄期（3cm地径）红枣吸收根系空间分布特征,为干旱区高效节水灌溉提供理论依据。【方法】采用剖面挖掘和分层取样法,利用WinRHIZO Pr02010a根系分析系统分析漫灌条件下有效吸收根（根径〈2mm）的空间分布特征。【结果】在水平方向上,幼龄期红枣根长密度呈抛物线型分布,93．09％以上根系分布在距树干水平距离0-150cm处,分布密集区为0-50cm,最大值出现在0-25cm;在垂直方向上,幼龄期红枣根长密度呈指数型分布,94．07％以上的根系分布在土层深度0-50cm处,根系分布密集区为0-20cm,最大值卅现在10-20cm。【结论】距离树干水平距离0-150cm和垂直方向0-50cm的土层是幼龄期红枣根系分布较密集的区域,也是田间水肥管理的重要区域。     

寄主龄期和温度对长尾潜蝇茧蜂和切割潜蝇茧蜂种间竞争的影响

结果表明,长尾潜蝇茧蜂对高龄幼虫有明显的竞争优势,以2龄、3龄幼虫作为寄主时,混合接蜂的长尾潜蝇茧蜂的寄生率显著高于切割潜蝇茧蜂;以1龄幼虫作为寄主,切割潜蝇茧蜂的寄生率显著高于长尾潜蝇茧蜂.与其单独接蜂相比,长尾潜蝇茧蜂寄生率没有变化,而切割潜蝇茧蜂寄生率明显下降.温度对2种寄生蜂的寄生有显著影响,在25、30℃下长尾潜蝇茧蜂的寄生率明显高于切割潜蝇茧蜂,在20或35℃条件下这2种蜂的寄生率没有差异.     

土壤水分与养分对树木细根生物量及生产力的影响

树木细根是吸收水分和养分的重要器官,它的生长、死亡、分解在森林生态系统养分循环中起着重要作用。根系对水分和养分的吸收密切复杂地联系在一起,土壤水分和养分有效性对细根生长与发育影响不同,但细根生长的季节动态与土壤水分的季节动态分布规律一致,增加土壤水分显著增加细根生物量;而增加土壤养分对细根生长变化的影响较复杂,多数研究结果认为随土壤养分的增加,细根生物量增加或减少,低级根的根长和直径普遍增大,比根长减小。水肥耦合处理下的细根生物量显著大于灌溉和施肥处理下的细根生物量,并具有明显的季节规律性;水肥耦合会使细根根长密度增大;细根寿命暂时性缩短或延长等。在分析了不同树种在不同立地条件下细根生长规律及变化原因后,依据研究现状提出将来水肥耦合处理条件下树木根细的研究方向。参56