高寒沙地中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿细根分解动态特征

【目的】分析青海共和盆地1990年种植的中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿人工灌丛的细根分解状况,探讨不同径级细根分解规律、元素释放规律及其影响因素,评价2种锦鸡儿人工灌丛在共和盆地的长期适应性,为长期研究高寒沙地土壤碳循环和养分循环规律提供理论依据。【方法】利用埋袋法,比较不同径级(0~0.5、0.5~1和1~2 mm)细根经历489天分解期后的质量损失率和元素(C、N、P和K)释放率,研究分解速率与初始元素含量的相关性,总结2种锦鸡儿细根分解动态特征;运用非线性指数衰减模型拟合估算细根分解系数及分解50%和95%所需时间。【结果】2种锦鸡儿细根在前60天均快速分解,各径级细根质量残留率为53.28%~66.34%,122~367天进入缓慢分解阶段,367~420天分解速率缓慢上升,420天后细根质量显著下降,残留率为39.94%~58.20%;树种、径级和分解时间对细根质量损失率影响显著;中间锦鸡儿0~0.5、0.5~1和1~2 mm细根质量损失95%所需时间分别为17.18、14.96和12.57年,柠条锦鸡儿所需时间分别为27.35、26.41和14.77年;分解489天后,中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿细根C分别释放了56.34%~79.70%和44.37%~87.39%,N分别释放了62.73%~83.43%和54.41%~88.63%,树种、径级和分解时间的两两交互对元素释放率影响不显著。【结论】中间锦鸡儿各径级细根的分解速率和元素累积释放率均大于柠条锦鸡儿,即中间锦鸡儿的细根,尤其是1~2 mm细根向土壤中释放化学元素(C、N、P和K)的速率更快,更有利于土壤有机碳循环和养分循环,对高寒沙地土壤改良效益更显著。在高寒沙地应当选择中间锦鸡儿作为防风固沙、改良土壤的典型树种。     

三峡库区马尾松根和叶片的生态化学计量特征

[目的]对马尾松根系和叶片养分(C、N、P、K、Ca、Mg)进行研究,探讨生长季和非生长季根系和叶片的化学计量学特征和养分分配特征,以及根和叶片养分的相关性。[方法]本研究分别在2014年7月和11月,利用土柱法采集根样和高枝剪采集枝条第二节上的健康叶样,然后再进行室内测试分析。[结果]表明:(1)非生长季与生长季相比,根C养分含量、C:N和N:P比值均下降,N、P、K、Ca、Mg养分含量含量均增加。(2)根C养分含量随直径增大而增加,N、P、K、Ca、Mg养分含量随直径增大而减小。(3)径级、取样时间以及两者交互作用对根系C、N、P、K、Ca、Mg养分含量和C、N、P养分化学计量比存在极显著影响(P0.01),同时取样时间对粗根C、N养分含量以及C:N比无显著影响。(4)细根(2 mm)C和N元素含量存在极显著的负相关关系,N和P元素含量存在极显著的正相关关系,同时C:N比值和N:P比值变异分别由各自两元素含量共同决定;粗根(2 3 mm)C、N计量比值和N:P比值变异分别主要由N元素含量和P元素含量决定;(5)从地上叶到地下根,C、N、P、K养分含量呈减少趋势,Ca、Mg养分含量呈增加趋势。同时,根和叶片养分含量相关性较弱,除C、K养分之外。[结论]马尾松根系养分含量与叶片养分的关系较弱,且分别对各养分的相对需求量不同;与生长季相比,非生长季马尾松根系N、P、K、Ca、Mg含量显著增加;C、N元素和N、P元素的耦合关系只出现在细根中。     

三峡库区马尾松细根分解及其养分释放

[目的]为认识马尾松细根对土壤养分库的贡献,[方法]本研究以三峡库区秭归县九岭头林场马尾松为研究对象,采用埋袋法进行细根分解实验,探讨0.5 mm、0.5 1 mm和1 2 mm细根的分解动态和养分释放(C、N、P、K、Ca、Mg)。[结果]结果表明:(1)细根分解368 d后,0.5 mm、0.5 1 mm和1 2 mm细根干重残留率分别为66.0%、72.0%和74.33%,且细根分解速率随直径增加而减小;(2)细根分解速率与土壤温度呈显著正相关关系(p0.05),与土壤湿度呈正相关关系(p0.05);(3)细根C、K和Mg元素迁移模式表现为释放,Ca元素表现为富集;(4)细根N、P元素在不同径级细根中迁移模式不同,0.5 mm细根N、P元素表现为释放,0.5 2 mm细根N、P元素在分解过程中出现富集阶段。[结论]马尾松细根分解与土壤温度和直径大小显著相关,其中分解与温度呈正相关,与直径呈负相关;在细根分解过程中,马尾松细根不同直径大小的不同养分元素的表现状态不一致,或富集,或释放。     

油松蒙古栎混交林细根生物量及养分现存量研究

应用固定样地调查生物量的方法,在辽宁省建平县干旱所南大山试验区进行了油松蒙古栎混交林细根生物量和养分现存量的研究。结果表明,混交林的细根生物量大于油松纯林,两树种混栽后蒙古栎能促进油松的细根生长,提高油松细根生物量在混交林中的比例;混交林细根在各土层中分布得比纯林更均匀、更合理,两树种根系生长协调;混交林细根N、P养分现存量分别是纯林的1.1倍和1.2倍,可见混交林细根具有比纯林更高的养分积累和周转能力;纯林和混交林人工林的各径级活细根和死细根养分现存量都随细根径级的增加而减少,说明≤2 mm径级的细根在细根的养分循环中起主导作用。     

西藏色季拉山冷杉林木根系营养元素的特征分析

西藏色季拉山急尖长苞冷杉根系的养分总含量在不同方向的大小顺序为:南＞西＞东＞北,其中N、K、Fe、Mn等元素的含量差异显著;不同粗度级的根系,养分含量差异较大,养分总含量大小顺序为细根＞中根＞粗根,细根的总养分含量是粗根的1.46倍,其中N、Mg、Fe、Mn元素的规律性较强;随根系长度的增加,养分总含量也在增加,特别是在细根中,这种趋势尤为明显;单株林木根系养分贮量受生物量的大小和养分含量的高低影响,养分贮量的分布顺序是中根＞粗根＞细根,各元素在根系中的贮量大小依次为:N＞K＞Mg＞Ca＞Mn＞P＞Cu＞Na＞Fe＞Zn,贮量范围在1.13～165.21 g之间.单位面积冷杉林木根系中大量元素贮量与华山松、锐齿栎和油松相比,只有N元素贮量高于华山松,Mg元素贮量高于华山松和油松,其它元素均低于这些树种.     

桤木幼林生物量与养分元素的积累特征

通过对林龄1-4年的桤木幼树生物量调查、器官中养分元素N、P、K、Ca、Mg和微量元素Fe、Zn的含量测定及积累量的分析,探讨桤木不同林龄植株的生物量和器官中养分元素分布与积累特征。结果表明,桤木平均木生物量及器官叶、枝、干、根的生物量与年龄呈正相关,生物量增长速率随林龄增加呈下降趋势;各器官生物量构成中,仅干的生物量占单株总生物量的比例随着年龄增加呈上升趋势。桤木器官中养分元素含量NCaKMgPFeZn;N、P、K元素在叶中含量较高,Ca、Mg、Fe元素在根中含量较高。养分元素N、P、K、Ca、Mg、Zn积累量在干中最高,Fe元素积累量在根中最高。桤木林龄1-4年当年养分元素(N、P、K、Ca、Mg)年净积累量分别为17.07 g/株、40.79 g/株、95.82 g/株和106.71 g/株,微量元素(Fe、Zn)当年净积累量分别为335.04 mg/株、577.26 mg/株、1 267 mg/株和1 525.27 mg/株。     

贵州西部光皮桦天然次生林生物循环特征

以贵州西部林龄10 a的光皮桦天然次生林为研究对象,对林分养分元素积累与分配及生物循环特征进行了研究,结果表明:光皮桦天然次生林各组分营养元素含量总的序列是草本层树叶凋落物层灌木层枝根干,乔木层中各元素含量为NKP;营养元素(N、P、K)总积累量为512.04 kg/hm~2,乔木层、林下层植被、凋落物层分别占46.12%、32.66%和21.22%,乔木层养分积累量较低;养分年吸收量、归还量、留存量分别为94.52、74.80、19.72 kg/(hm~2·a),循环系数、利用系数和周转时间分别为0.79、0.40和3.16 a,循环速率依次为NKP。该林分循环速率快,周转期短,利于土壤肥力维持,利于林地生产力的发展,在生产实践中合理经营和管理光皮桦林分,对森林生态系统的营养循环及维持和改善林地土壤肥力有着积极的意义。     

干旱胁迫下小叶锦鸡儿幼苗C、N、P分配规律及化学计量特征

[目的]探究干旱胁迫对小叶锦鸡儿幼苗C、N、P分配及化学计量的影响,为小叶锦鸡儿幼苗水分管理提供理论依据。[方法]采用盆栽控水法,设置适宜水分、轻度、中度和重度胁迫处理,测定干旱胁迫下2年生小叶锦鸡儿幼苗叶片、茎、粗根和细根C、N、P含量及比值,分析C、N、P化学计量分布格局和变异特征。[结果]与适宜水分处理相比,干旱胁迫导致小叶锦鸡儿幼苗C含量在叶片中减少,在粗根和细根中增加;N含量在粗根中减少,在细根中增加;P含量在叶片中先降低再升高,在细根中先升高再降低,最后均保持稳定。C:N和C:P在粗根和细根中增加,C:P在茎中降低;N:P在叶片中先降低后保持稳定,在茎、粗根和细根中降低。各元素含量的变异系数为PNC,C含量变异系数在细根中最大,在茎中最小;N和P含量以及C:N、C:P和N:P变异系数在粗根中最大,在叶片中最小。[结论]小叶锦鸡儿生长受P限制,而干旱胁迫导致受N限制作用增强,增加了细根C、N分配,提高了N、P利用效率;叶片保持N、P稳定性较强,而茎和根系反应更敏感。     

不同林龄杉木林乔木层的养分积累分配特征

为弄清不同林龄杉木人工林的养分积累分配特征,为人工林丰产的经营管理提供科学依据。利用会同杉木林7、11、16、20和25年生时测定的林分乔木层生物量和杉木体内养分含量数据,对7、11、16、20和25年生不同林龄杉木林乔木层的养分积累分配特征进行研究。结果表明:N、P、K、Ca、Mg在同一林龄杉木各器官中的含量均为:树叶>枝>皮>根>干。不同林龄时,同一营养元素在相同器官的含量不一样。林分11年生以前,各器官养分含量随林龄增加而增加,11年生以后则随林龄增加而下降。积累在乔木层的各元素量多少排序是:N>Ca>K>Mg>P,各养分元素积累量随着林龄增加而增加。养分积累量在不同器官分配上:叶>枝>皮>干>根。各器官养分积累量随着林龄的增加而增加,其养分积累增加的速率,皮>干>根>枝>叶。各器官的养分积累量分配比例随林龄变化而变化。研究显示:不同林龄的林分乔木层养分积累和分配主要受不同林龄时生产量、不同器官的生产量和杉木体内养分含量控制,而且杉木生长规律和不同生育阶段对养分的需求也影响养分积累和分配过程。     

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。     

退耕还林地三倍体毛白杨与黑麦草复合模式细根和草根的分解动态

在天全县的退耕还林地中,对三倍体毛白杨+黑麦草模式细根和草根的分解及其N、P、K、Ca、Mg养分释放动态进行研究.细根φ0～1 mm、φ1～2 mm、φ0～2 mm及草根的第1年干质量损失率分别为73.97%、69.80%、73.44%和79.53%,应用对数方程模拟细根和草根的分解过程,拟合程度较好(R2＞0.9,P＜0.01),分解50%所需的时间分别为210、252、243和185 d.细根分解过程中,P、K、Mg的含量下降,N、Ca的含量增加.草根分解过程中,养分元素的含量都呈现出不规则的波动变化,整体上没有明显的规律性.在细根分解过程中,P、K、Mg的养分释放率与其干质量损失率的变化趋势相似,分解前期增加较快,随后上升趋于平缓,而N、Ca的养分释放率增加整体比较平缓,元素分解速率均以P最快,其次是K、Mg,而N、Ca最慢;而草根分解过程中N、P、K、Ca、Mg的养分释放率初期增加都比较快,随后趋于平缓,并且元素分解速率呈现不规则变化,其中Ca分解率最慢,其他元素的分解率相近.由于细根和草根在垂直分布上的差异,整个生态系统中,土壤上下层地下凋落物的主要种类也有所不同,因而有利于三倍体毛白杨+黑麦草生态系统的可持续发展.     

巨桉幼树器官组织中养分元素的分布与积累特点

通过对造林1 a~3 a巨桉幼树的器官生物量调查、器官组织中大量元素N、P、K、Ca、Mg和微量元素Fe、Zn的含量测定及其积累量的分析结果表明:大量元素总含量在各器官中的分布为干韧皮部、叶枝、根干木质部,微量元素主要富集于叶和根器官中;单株木器官中大量元素的累积量排序为叶枝干韧皮部根或干木质部干木质部或根,各养分元素积累量的规律不受林龄的影响,大量营养元素依次为CaNKMgP;微量元素累积量FeZn;林龄1 a~3 a巨桉平均单株木大量元素累积总量分别是12.45 g·株-1、136.19 g·株-1和420.23g·株-1;各养分元素的年净积累量以Ca为最大,N、K养分元素次之,Mg元素较少,P元素最小。     

榆林沙地樟子松人工林土壤养分变化特征

为深入了解沙地樟子松人工林的衰退机制,选择榆林市4种不同林龄(40、33、27、20年)樟子松人工林为研究对象,采用典型取样法对土壤有机质、碱解N、速效P、速效K及土壤pH值进行试验研究,分析土壤养分在不同时间和空间的变化规律。结果表明,(1)沙地樟子松人工林土壤各养分元素含量均随着土层深度的增加呈现下降趋势;(2)土壤中各养分元素含量与有机质呈显著的正相关关系;(3)土壤pH值呈微碱性,都随着林龄的增加而减小,随着土层深度的增加而增大,但差异不显著;(4)土壤速效K和速效P含量在27年达到最高,碱解N在33年达到最高。     

退耕还林地三倍体毛白杨与黑麦草复合模式细根和草根的分解动态

在天全县的退耕还林地中，对三倍体毛白杨＋黑麦草模式细根和草根的分解及其N、P、K、Ca、Mg养分释放动态进行研究。细根Ф0～1mm、Ф1～2mm、Ф0～2mm及草根的第1年干质量损失率分别为73．97％、69．80％、73．44％和79．53％，应用对数方程模拟细根和草根的分解过程，拟合程度较好（R^2〉0．9，P〈0．01），分解50％所需的时间分别为210、252、243和185d。细根分解过程中，P、K、Mg的含量下降，N、Ca的含量增加。草根分解过程中，养分元素的含量都呈现出不规则的波动变化，整体上没有明显的规律性。在细根分解过程中，P、K、Mg的养分释放率与其干质量损失率的变化趋势相似，分解前期增加较快，随后上升趋于平缓，而N、Ca的养分释放率增加整体比较平缓，元素分解速率均以P最快，其次是K、Mg，而N、Ca最慢；而草根分解过程中N、P、K、Ca、Mg的养分释放率初期增加都比较快，随后趋于平缓，并且元素分解速率呈现不规则变化，其中Ca分解率最慢，其他元素的分解率相近。由于细根和草根在垂直分布上的差异，整个生态系统中，土壤上下层地下凋落物的主要种类也有所不同，因而有利于三倍体毛白杨＋黑麦草生态系统的可持续发展。     

杨树刺槐混交林细根养分动态研究

对两树种细根在北京市潮白河沿河沙地加拿大杨 (2 7a生 )刺槐 (2 2a生 )混交林中的分解情况进行了研究 ,从细根养分循环角度探索了两树种混交协调生长的机理。结果表明 :(1)加拿大杨和刺槐林木细根的分解特点不同 ,杨树细根在分解前期的N、Ca、Mg元素浓度逐渐升高 ,P、K元素浓度则逐渐降低。刺槐细根分解过程中N、P、K元素浓度逐渐降低 ,杨树刺槐混交林细根混合分解中各元素含量变化介于两树种细根单独分解之间 ;(2 )细根的N、K、Mg年归还量以刺槐纯根最大 ,两树种混根次之 ,杨树纯根最小 ;(3)混交林中N素归还量的增加有利于改善杨树的N素状况 ,杨树细根的P素归还量大于刺槐细根 ,有利于改善刺槐的P素营养 ,混交林杨树与刺槐在细根N、P养分方面形成协调互补的关系     

京北山区板栗林生态系统养分元素含量特征分析

对北京北部山区板栗林生态系统5种主要养分元素N、P、K、Ca和Mg的含量测定的结果表明：地上各部分中不同养分元素在不同器官中的含量特点各不相同;但在根系中含量特征相同,即不同养分元素的含量均随着根系直径的增大而降低,且在根干中的含量最低。板栗林现存生物量5种养分元素贮存量为315．38kg/hm^2,在干中的贮存量最大,占养分总贮存量的36．75％,各器官中养分元素贮存量排序是干＞枝＞根＞叶＞花＞果苞＞果。5种养分元素中以Ca的贮存量最大,占总养分贮存量的33．45％,各元素贮存量排序为Ca＞N＞K＞Mg＞P。     

水杉人工林细根和粗根碳氮磷计量特征对N添加的响应

[目的]研究水杉细根和粗根碳（C）、氮（N）、磷（P）计量特征对N添加的响应，揭示细根和粗根N、P养分分配格局的变化，为科学认识水杉对N沉降的适应策略提供参考。[方法]在江苏省东台市林场水杉人工林进行长期N添加试验，设置对照(CK,0 kg·hm^-2·a^-1)、低N(LN,56 kg·hm^-2·a^-1)、中N(MN,168kg·hm^-2·a^-1)、高N(HN,280 kg·hm^-2·a^-1)4个N添加处理，测定水杉细根（直径<2 mm）和粗根（2 mm≤直径≤5 mm）C、N、P含量及土壤理化性质指标。[结果]（1）N添加对水杉人工林土壤有机碳和水解氮含量存在明显促进作用，且随着N添加量增加，这种促进作用有所减弱。N添加对土壤全磷含量、有效磷含量和p H均无显著影响。（2）随着N添加量的增加，水杉细根和粗根N含量、C:P、N:P显著增加，P含量和C:N显著下降。此外，细根和粗根N含量、C:N和N:P在HN处...     

不同沙土配比基质对岗松幼苗根系形态及营养吸收的影响

为了探讨岗松(Baeckea frutescens)根系在养分受限时的适应对策,以1年生岗松幼苗为试验材料,设置5个不同养分梯度的沙土混合基质,研究岗松幼苗的根系形态、功能、不同径级根系变化规律以及养分吸收特征。结果表明,养分受限严重时岗松幼苗整体生长受到严重抑制,但根冠比显著上升,幼苗选择将生长资源向地下部分转移,增加根系功能来适应逆境;养分受限程度较轻时,幼苗的根长和比根长变长,根表面积变大,细根比例增加,扩大根系在土壤中的范围提高吸收能力;养分充足的条件下,幼苗粗根比例上升,根直径增加,比根长下降,生长资源向地上部分转移,以提高植物抗逆性和降低根系生长率;根系形态的变化与磷元素的吸收、运输和积累关系密切,基质养分的增加也主要促进了幼苗对磷元素的吸收。     

杉木、观光木混交林群落细根N、P养分现存量动态变化

通过对杉木、观光木混交林和杉木纯林细根的养分现存量动态进行研究 ,结果表明 ,混交林细根N、P养分现存量分别是纯林的 1.3和 1.2倍 ;年归还量分别是纯林的 1.2 3倍和 1.14倍 ,且分别占混交林凋落物N、P养分年归还量的 38.3%和 6 7.4 % ;年分解量分别是纯林的 1.2 6和 1.2 3倍 ,而年累积量分别是纯林的 1.2 3和 1.14倍 ,可见混交林细根具有比纯林更高的养分累积和周转能力。混交林和纯林群落中林下植被细根在群落细根N、P养分循环中占有重要地位 ,而杉木和观光木 <0 .5mm径级细根则是其细根养分循环功能的主体。混交林和纯林杉木活细根N养分现存量动态变化呈单峰型 ,P则呈双峰型 ;死细根N、P养分现存量动态变化均呈倒“S”型。混交林中观光木细根的N、P养分现存量动态变化与杉木的较相似 ,但其活细根P养分现存量动态变化呈单峰型。混交林与纯林中林下植被活细根N、P养分现存量动态变化均呈双峰型 ,而死细根的动态变化则呈单谷型     

科尔沁沙地不同林龄小叶锦鸡儿人工林土壤特性及平茬抚育后的变化

对科尔沁沙地不同林龄(7、12、19和31年)的小叶锦鸡儿人工林土壤特性变化的研究表明:土壤全氮含量、土壤有机碳含量、土壤有机质含量、土壤C/N比随着小叶锦鸡儿林龄的增加而提高,随着土层深度的增加而降低,31年生小叶锦鸡儿深土层中依然保有较高的养分含量;平茬抚育后,20 cm以上表层土壤养分含量有所提高,20 cm以下土壤养分含量和各土层C/N比无明显变化。