林木细根的研究进展

细根是地下生态过程的核心,细根的形态变化直接影响养分和水分的吸收及利用效率。因此,正确认识细根的生产、周转及其寿命对科学的指导生产实践以提高森林生态系统生产力具有重要意义。目前细根的研究方法主要分为直接法和间接法2种,其中最常用的为直接方法中的根钻法、微根管法和生长室法。细根的生产和周转对环境变化具有重要的指示作用,可反映树木或生态系统水平的健康状况。因此,文章着重对细根的研究方法及影响细根生产和周转的因素进行了阐述。     

森林细根生产和周转的影响因素

细根在森林生态系统碳平衡和养分循环中具有重要作用。随着全球碳循环研究的开展, 作为森林生态系统中土壤碳的主要来源, 对细根的研究受到了广泛关注。在系统分析国内外大量研究报道的基础上, 文中对影响细根生产和周转的非生物因素(土壤养分、温度、土壤水分及CO₂浓度)和生物因素(土壤生物、细根形态及林分特征)进行总结和评述, 分析根系研究中存在的问题, 对今后的研究方向提出展望。     

植物细根生产和周转研究进展

细根是植物根系最重要的组成部分,作为衡量植物生产力的重要因素,对森林生态系统生产力具有重要影响。前人研究表明,细根的生产与周转对细根的寿命、分解和生物量估算具有重要意义,并且会影响森林生态系统碳、养分和水循环过程。文中系统阐述了细根生产和周转的研究进展,介绍了细根的3种主要研究方法（根钻法、内生长法和微根管法）,进一步分析细根生产和周转的影响因素,即除了受植物内在因子（细根构型、根序和化学组成）的制约外,细根生产和周转还受到纬度、海拔、气候、土壤条件、土层深度等环境因子及生物因子的影响;探讨了在植物细根研究中存在的问题,并对今后的发展趋势进行了展望,以期为植物细根深入研究和根系生态学学科发展提供参考。     

评述细根指标测定的几种方法

细根(直径≤2 mm)是树木吸收养分和水分的主要器官,其生产和周转构成了森林生态系统物质循环和能量流动的主体。由于细根的测定方法不同会导致细根生物量、生产、周转和寿命等指标的差异。同时,细根的测定方法均有一定的局限性和缺陷。因此,细根的测定方法已经成为目前细根生态学领域的热点问题之一。近年来细根的研究方法主要以根钻法、内生长法、微根管法和土壤碳通量法为主。文章就这几种常用方法对细根生物量、生产、周转、寿命等指标的研究方法进行评述。     

森林植物细根生产力研究进展

细根是地下生态过程的核心, 细根的形态变化直接影响养分和水分的吸收及利用效率。因此, 正确认识细根的生产和周转对科学指导生产实践以提高森林生态系统生产力具有重要意义。细根的定义目前还不确定, 通常指直径小于2 mm的根。细根形态会影响细根的养分吸收能力和细根周转。文中阐述了细根生物量和生产力的研究进展, 介绍了挖掘法、土钻法和微根管法等细根的主要研究方法; 最后讨论了我国细根研究中的一些不足, 指出细根研究的一些发展趋势。     

环境因子对树木细根生物量、生产与周转的影响

细根在森林生态系统C平衡和养分循环中的重要作用已为大量研究所证实，树木有赖于细根吸收水分和养分，而细根对环境胁迫比较敏感，因此细根动态可指示环境变化，还可反映树木的健康状态，影响树木细根生产和周转的因子很多，本文在收集大量研究文献基础上，讨论了文献基础上，讨论了土壤养分，水分、pH值，温度等环境因子以及大气CO2增长对树木细根分布，生物量，生产和周转的影响，以期为我国开展细根生态学研究提供参考。     

森林细根生产和周转研究

随着近 2 0多年来对细根功能的深入认识和研究方法的发展 ,林分细根生物量、生产和周转及其与环境因子的关系成为森林生态学的研究热点之一 ,开展了大量研究。本文在收集了大量研究报道基础上 ,对森林细根研究结果进行综述。结果如下 :细根 (直径 <2～ 5mm)生物量变化在 46～ 2 80 5g·m- 2 之间 ,大部分在 10 0～ 10 0 0g·m- 2 ;细根生物量分别占地下部分总生物量和林分总生物量的 3%～ 30 %和 0 .5 %～ 10 % ;北方常绿针叶林平均细根生物量最低 (2 16g·m- 2 ) ,热带常绿阔叶林最高 (10 87g·m- 2 )。细根年净生产量 2 0～ 1317g·m- 2 ·a- 1 ,占林分总净初级生产量的3%～ 84% ,大部分在 10 %～ 6 0 % ;从北方森林到温带、亚热带至热带森林 ,细根生产量呈增加趋势 ;针叶林细根生产在总净初级生产中的比例小于阔叶林 (常绿和落叶 )。树木细根生命周期短至数天 ,长达数年。细根年周转率 4.3%～ 2 73.2 % ,阔叶林细根周转率低于针叶林。细根生产和周转是土壤碳和养分的重要来源 ,细根生产向林地输入的生物量占总输入 (细根生产和地上枯落物输入 )的 6 .2 %～ 88.7%。除气候森林类型外 ,森林生态系统细根生物量、分布、生产、周转还因季节、土壤类型、立地条件和生长发育阶段而异。同时 ,还受树木体内碳     

长白山阔叶红松林群落的细根现存量及养分内循环

细根(直径≤2mm)是植物吸收水分和养分的重要器官,细根通过呼吸作用和周转过程向土壤输送有机质(Jackson et al.,1997;王政权等,2008)。细根生物量虽然仅占植物体总生物量的5%左右,但由于细根生长和周转迅速,其生长量可占森林初级生产力的50%～75%(Nadelhoffer et al.,1992),每     

影响森林细根分解的机理研究进展

细根是森林地下生态系统的重要组成部分,其生产、周转和分解构成土壤与生物间的物质循环,是陆地生态系统C和养分循环的重要环节。细根分解的影响因素总体来讲包括植物本身和环境因素,每个影响因子各自独立成体系,又彼此紧密联系。以往的研究基本上都是各因素相互独立的研究。本文根据国内外近几十年来树木细根分解的研究现状,对细根分解所受的影响因子进行了综述,旨在进行纵向比较,得出细根分解目前的研究进展和动态,探讨影响细根分解因素的作用机理;总结当前存在的问题,并对细根分解研究方向进行了展望,为我国细根分解研究的深入开展提供良好借鉴。     

林木细根动态及其在矿质养分循环中的作用研究进展

林木细根在森林生态系统能量流动和物质循环中起着重要作用。近年来,随着人们对细根功能的深入认识和研究方法的发展,细根研究成为当今森林生态学的研究热点之一。本文简要介绍了细根研究普遍采用的研究方法及其优缺点、适用性;并综合前人的研究成果,对林分细根生物量、分布、分解和周转以及细根在养分循环中的作用等研究结果进行综述。     

色季拉山典型林分枯落物持水性能研究

本文通过对色季拉山四种典型林分枯落物持水性能进行研究,结果表明:枯落物总蓄积量范围在57.0 t·hm-2～173.78 t·hm-2,林芝云杉＞川滇高山栎＞高山松＞西藏箭竹.枯落物平均吸水速率林芝云杉＞川滇高山栎＞西藏箭竹＞高山松;枯落物吸水速率与浸泡时间存在明显幂函数关系,持水量与浸泡时间存在明显对数函数关系;枯落...     

基于模糊综合评判的森林群落稳定性评价体系模型构建——以黄龙山主要森林群落为例

基于模糊综合评判理论,以黄龙山分布的油松林、油松+辽东栎林、辽东栎林和白桦林4种森林群落类型为例,选择反映森林群落基本特征的种群更新潜力、林地土壤肥力、林地生产力、物种多样性和人为干扰这5项指标(共15个因子),构建森林群落稳定性评价模型,通过计算该评价模型的隶属函数值来评判森林群落稳定性.结果表明:黄龙山4种主要森林群落稳定性表现为辽东栎林>油松+辽东栎林>油松林>白桦林,评判结果符合当地森林群落发育状况;评价模型中评价因子的选择反映了森林群落稳定性的基本特征,突出了常用方法对群落调查获取的林业数据的应用;评价过程避免了繁琐的数学计算,可操作性强,具有较好的推广应用价值.基于5项指标的模糊综合评判的森林群落稳定性评价模型可以应用于森林群落稳定性评价.     

岫岩地区不同水源涵养林土壤根系分布特征研究

为了探究岫岩地区不同类型水源涵养林内土壤储水能力,对该区域红松(Pinus koraiensis)林、落叶松(Larix spp.)林、灌木林、混交林[红松+白桦(Betula platyphylla)]、红松采伐迹地等5种不同类型水源涵养林根系分布特征进行了研究,结果表明:5种水源涵养林中,根系主要集中分布在0～40...     

基于扣除根系体积新方法的秦岭辛家山2种林分土壤有机碳密度特征

【目的】比较秦岭辛家山林场云杉和红桦天然林土壤有机碳密度的估算结果,检验新方法通过扣除根系体积而提高的估算精度。【方法】分别估算矿质土层(表土层、心土层和底土层)和有机土层(凋落物的未/半分解层和完全分解层)的有机碳密度。在现有方法的基础上通过扣除林木根系体积含量来提高矿质土层有机碳密度的估算精度。各层林木根系体积含量的估算方法为:首先,使用前人提出的回归方程估算出单株林木根系生物量,乘以林木生长密度得到单位面积林地的根系总生物量;其次,通过采集部分根系样品测定其生物量和体积,并计算出根系样本的密度以代表整体根系的密度;然后,通过单位面积林地的根系总生物量除以根系的密度计算出单位面积林地的根系总体积;最后,利用前人研究得出的根系沿深度的分布规律,将单位面积根系总体积分配到各土层,计算出根系体积含量。对有机土层有机碳密度的估算,使用林木平均地径估算林木根基部所占面积,将有机土层中含有的林木体积扣除。此外,由于有机土层的各组分分布极不均匀,本研究依据来源器官和物理形态对凋落物(有机土层)中的不同成分进行了细致的分组,分别测定各组分的有机碳密度。【结果】云杉林表土层、心土层和底土层的厚度分别为19.10、14.20和31.03 cm,红桦林则分别为18.57、15.13和28.13 cm;云杉林表土层、心土层和底土层的有机碳含量分别为(44.56±3.72)、(25.63±1.77)和(10.79±2.28)g ·kg^-1 ,红桦林的分别为(34.11±5.46)、(19.06±4.95)和(11.02±3.86)g·kg^-1;2种林分有机土层各组分有机碳含量差异显著(P<0.05),凋落物中枝条、根系、云杉球果和苔藓的有机碳含量均大于600 g·kg^-1 ,叶片次之,云杉林和红桦林分别为(458.90±46.81)和(420.72±55.66)g·kg^-1 ,其余难以分辨的细颗粒含量最低均小于300 g·kg^-1;在矿质土层,云杉林各层每公顷根系体积(及体积比例)分别为表土层66.81(3.5%)、心土层20.69(1.5%)以及底土层9.18(0.3%)m^3,红桦林则分别为50.57(2.7%)、31.75(2.1%)和17.22(0.6%)m^3;使用改进公式估算的云杉林矿质土层有机碳密度为16.58 kg ·m^-2 ,有机土层有机碳密度为4.26 kg ·m^-2 ,完全分解层和半分解层分别占84%和16%,矿质土层和有机土层有机碳密度分别较原方法降低2.13%和0.73%;使用改进公式估算的红桦林矿质土层有机碳密度为 14.06 kg ·m^-2 ,有机土层碳密度为3.49 kg ·m^-2 ,分解层和半分解层分别占90%和10%,矿质土层和有机土层有机碳密度分别较原方法降低1.61%和0.48%。【结论】去除根系体积含量后,云杉林与红桦林的土壤总有机碳密度估算值分别降低1.85%和1.39%,这意味着目前预测的林地土壤碳储量可能普遍偏高。     

辽东山区原始红松混交林土壤有机碳及其影响因素研究

以辽东山区原始红松混交林为研究对象,对比分析了不同树种组成下原始红松混交林土壤有机碳含量的差异,研究了土壤有机碳与土壤属性因子和植被覆盖因子的相关关系,并研究了土壤碳密度的分布规律。结果显示,3种原始红松混交林土壤有机碳含量均随着剖面深度的增加而降低;0~10 cm土层深度土壤有机碳含量为红松阔叶林阔叶红松林针阔混交林,表层土壤有机碳主要来源于枯落物层的分解,表层土壤有机碳的特征表明原始红松混交林树种构成不同,潜在地影响着生态系统内的碳循环。对土壤属性因子而言,碳氮比与有机碳含量呈极显著的正相关关系,而容重、pH值呈显著的负相关关系;对植被覆盖因子而言,枯落物有机碳、全氮、碳氮比与土壤有机碳含量则无相关关系;0~100 cm深度内红松阔叶林的土壤碳密度最大,为181.4 t/hm2,针阔混交林次之,为180.56 t/hm2,阔叶红松林最小,为150.78 t/hm2,且接近70%的土壤碳储存集中在40 cm以上的土层内。旨在为揭示原始红松混交林对土壤有机碳的影响因素和探索我国原始红松混交林土壤碳分布格局提供科学依据。     

寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量生长季内动态变化

【目的】研究寒温带森林根际土壤微生物量碳氮含量的动态变化,为揭示森林土壤碳氮养分利用机制和碳氮循环提供参考,为研究区森林保护与合理经营提供科学依据。【方法】以我国寒温带针阔混交林为研究对象,选择主要组成树种樟子松、兴安落叶松、白桦和山杨,采用抖落法采集根际和非根际土壤样品,对土壤微生物量碳氮含量动态特征进行研究,探讨不同树种根际土壤微生物量碳氮的富集程度、差异性和生长季变化以及其对土壤营养库的贡献率。【结果】不同树种根际土壤微生物量碳氮含量月际变化差异显著,根际土壤微生物量碳含量波动范围为114.14~451.05 mg ·kg -1 ,氮含量波动范围为40.38~185.00 mg ·kg -1 。根际土壤微生物量碳富集率依次为樟子松(87.99%)>白桦(78.22%)>兴安落叶松(73.14%)>山杨(56.96%),微生物量氮富集率依次为山杨(81.50%)>白桦(77.63%)>樟子松(76.42%)>兴安落叶松(51.40%)。土壤微生物量碳氮比为1.42~5.24,樟子松、兴安落叶松、白桦、山杨根际和非根际土壤微生物量碳氮比生长季变幅分别为1.42~5.24、1.57~3.79、1.67~4.55、1.55~2.59和1.79~3.53,其均值分别为2.64、2.63、2.81、2.11和2.36。根际微生物量碳对土壤有机碳库的贡献率为0.83%~0.95%,微生物量氮对土壤有机氮库的贡献率为3.63%~5.08%。【结论】寒温带针阔混交林主要树种生长季根际土壤微生物量碳氮含量均显著高于非根际,根际效应显著;在生长季末期,针叶树种根际效应相比阔叶树种更为强烈;针叶树种根际土壤微生物量对土壤结构和功能的影响高于阔叶树种。     

川西高山松林火烧迹地植被生物量与生产力恢复动态

用"空间序列代替时间序列"的研究方法对川西高山松林不同年龄火烧迹地的研究结果表明:高山松干生物量占地上部总生物量比例随年龄的增大逐渐增加,到23年生时,干生物量比例已达80%左右;较小的林分密度可以促进高山松的提早结实,但较大的结实量则导致较小的干生物量比例.灌木层生物量在恢复早期随迹地年龄增大逐渐增高,在火烧后20年时达最高,随着高山松开始形成乔木层,其生物量开始逐渐减小;草本层生物量以1～6年火烧迹地较高,在总体生物量中占有较大比例,但随着灌木和高山松迅速生长,其生物量呈现减少的趋势;在火烧迹地恢复的前27年,高山松的生产力呈现随迹地年龄增大逐渐升高的趋势,且生产力增大的速率也随迹地年龄的增大而迅速提高,而草本层生产力则随迹地年龄的增大而逐渐减小.     

Relation between Growth and Vertical Distribution of Fine Roots and Soil Density in the Weibei Loess Plateau

The influence of woodland soil bulk density on the growth and distribution of fine root system of main planting tree species in the Weibei Loess Plateau was investigated by means of pot culture and field survey. Results indicated that in the woodland of Pinus tabulaeformis, soil bulk density increased with the depth at different sites, while in the woodland of Robinia pseudoacacia, soil bulk density was higher than that in P. tabulaeformis, and there was no clear difference across the profile. Further analysis implied that there existed negative correlations between soil bulk density and fine root length in the woodland of P. tabulaeformis. Results from pot culture indicated that although the effects of pot culture media on the fine root growth and development of different tree species seedlings were different, all treated seedlings grew better in the soil matter with medium bulk density and porosity and with the biggest biomass. Bulk density of pot culture media had clear effects on the growth and development of P. tabulaeformis and R. pseudoacacia seedling roots, especially on the former, whereas it had little effect on that of Platycladus orientalis and Prunus armeniaca var. ansu, whose fine root biomass changed little in different pot culture media. Translated from Scientia Silvae Sinicae, 2004, 40(5) (in Chinese)     

巴朗山川滇高山栎群落水平结构的海拔梯度特征

采用标准地法对卧龙自然保护区4个海拔梯度川滇高山栎群落水平结构进行了研究,结果表明:(1)在各个海拔梯度上物种以川滇高山栎为主,其相对密度分别为61.40、65.67、77.21和62.27;随海拔升高伴生木本植物种类逐渐减少,从11种减少到3种.(2)有随海拔升高,川滇高山栎群落物种相对频度大于2.0以上的物种数量具有先升高后降低的趋势,川滇高山栎是各个梯度出现频度最大的物种.(3)川滇高山栎群落物种重要值大于5.0以上的物种数量具有随海拔升高先升高后降低的趋势,川滇高山栎在从低到高的4个海拔梯度上重要值分别为68.47、80.37、119.93和84.01.(4)林分平均树高和林分平均地径具有随海拔升高而降低的趋势,海拔每升高100 m树高和基径分别平均降低0.18 m和0.22 cm.(5)按株频度计算,在巴朗山阳坡各个海拔梯度的川滇高山栎种群多为聚集分布;而丛频度计算,在高海拔和低海拔地带川滇高山栎种群格局呈聚集分布,在中等海拔区域川滇高山栎种群格局呈随机分布或均匀分布.     

兴隆山自然保护区植物物候观测研究

通过连续4年对兴隆山保护区青杆、油松、落叶松、白桦、山杨等5种乔木,辽东栎、灰构子、珍株梅、紫丁香、花楸、山梅花、甘肃小檗、互叶醉鱼草、茶蔗子等12种灌木,以及淫羊藿、山丹花等2种草本植物不同物候期的观测,总结出了观测物种的发芽期、展叶期、开花期、枝条生长期、结果期、落叶期等物侯现象出现的日期。分析了各物候现象随温度、日照、降水等气候条件及坡位等因素的变化而变化的关系,提出了物候观测为营林生产、病虫害防治、生态旅游等活动服务的建议。